Fiche élève
ETUDE PRATIQUE DE L’EXPRESSION DU PROGRAMME GENETIQUE A PARTIR DU LOGICIEL ANAGENE
[Sommaire]: Ce travail constitue une approche pratique de
l'expression du gène. Il met en lumière les étapes successives de la synthèse des
protéines, Transcription et Traduction , et précise les
caractéristiques du Code génétique.
1)Objectifs:
L’objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes de l'expression
des gènes.
Dans cette étude on utilisera les séquences des 2 brins de l'ADN du gène codant pour la
chaîne bêta de l’hémoglobine, la séquence d’ARNm correspondante et la
séquence protéique codée par ce gène.
2)Pré-requis:
-l’ADN est le support chimique des gènes. Il est localisé dans le noyau et
il dirige la synthèse des protéines
-la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme
-l’ARN est un intermédiaire indispensable entre l’ADN et les protéines, qui
assure le transfert de l’information du noyau vers le cytoplasme. Celui-ci est encore
appelé ARN messager ou ARNm
-La synthèse des protéines ou "expression du gène" se fait donc en 2 étapes:
la transcription (qui est l'opération qui consiste à "transcrire" une
information codée dans l'ADN en une information codée dans l'ARNm) et la traduction (qui
est l'opération qui consiste à traduire l'information codée dans l'ARNm en protéine).
-l’ARNm est formé d’une seule chaîne de nucléotides. Dans l'ARN la thymine
est remplacée par l’uracile
-la réplication de l’ADN selon un mode semi-conservatif obéit à la loi de
complémentarité des bases.
3)Problèmes posés (collectivement) et à résoudre:
-Comment une information codée dans l'ADN est-elle transcrite en une information
codée dans l'ARNm?
-Comment le message contenu dans l'ARNm est-il lu? Est-il lu dans une seule direction?
Nucléotide par nucléotide?
-Comment la séquence de nucléotides de l'ARNm est-elle traduite en une séquence
d'acides aminés? Quelle est la correspondance?
4)Les mécanismes de la
transcription:
Pour appréhender ces mécanismes, vous devez réaliser les opérations indiquées
dans la fiche pratique n°1 et répondre
successivement aux questions Q1, Q2, Q3.
Q1: Comparez les séquences de nucléotides du brin 1 de l’ADN et de
l’ARNm et indiquez les différences.
Q2: Comparez les séquences de nucléotides du brin 2 de l’ADN et de l’ARNm, et
précisez la relation entre ce brin d'ADN et l'ARNm.
Q3: En tenant compte de vos connaissances sur la structure de l’ADN et la règle de
réplication, proposez un mécanisme de synthèse de l’ARNm à partir de l’ADN.
Quel est celui des 2 brins qui est transcrit?
5)Les mécanismes de la
traduction:
Vous devez réaliser les opérations indiquées dans la
fiche pratique n°2 et répondre successivement aux questions Q4, Q5, Q6, Q7.
Q4: Notez la longueur de la séquence d’ARNm et celle du polypeptide qui résulte
de la traduction du message génétique. Formulez une 1ère hypothèse sur le nombre de
nucléotides qui désigne un acide aminé.
Q5: Comparez le polypeptide "Pro-Bêta ARNm" résultant de la traduction de
l'ARNm à partir du premier nucléotide de la séquence avec le "Polypeptide
bêta" de référence de la banque de données. Proposez une idée sur la manière
dont est lu le message.
Q6: Comparez le polypeptide obtenu à partir de la séquence inversée d’ARNm au
polypeptide de référence de la banque de données et proposez une hypothèse sur le sens
de lecture du message.
Q7: Comparez les polypeptides résultant d’une traduction des séquences d’ARNm
à partir des nucléotides 4, 7, 10..., puis 2, 3, 5, avec le polypeptide de référence,
et concluez.
6)les caractéristiques du code
génétique:
Après une mise au point collective du travail effectué et après avoir défini
l’unité de code génétique ou codon, les caractéristiques du code peuvent être
approfondies. De nouvelles questions se posent:
Des triplets différents peuvent-ils coder pour le même acide aminé? Existe t-il
beaucoup de triplets qui ne codent pour aucun acide aminé? Quelle est leur signification
biologique?
Vous devez réaliser les opérations indiquées dans la fiche pratique n°3 et répondre successivement aux questions Q8, Q9.
Q8: Que constatez-vous?
Q9: Quelle est la signification des codons UAA, UAG, ou UGA?
Fiche pratique n°1 / [Transcription]
| 1)Afficher les séquences des 2 brins de l’ADN (appelées brin1
et brin2) et de l’ARNm codant Cliquer successivement sur " Fichier ", " Thèmes d’étude ", " Expression de l’information génétique "," Globine bêta ", " Gène et ARNm codant ", OK 2)Comparer les séquences des 2 brins d’ADN
successivement avec l’ARNm |
Fiche pratique n°2 / [Traduction]
| 1)Afficher les séquences des 2 brins d’ADN, de l’ARNm
codant et du polypeptide correspondant Cliquer successivement sur " Fichier ", " Thèmes d’étude ", " Expression de l’information génétique ", " Globine bêta ", " Séquence peptidique " contenue dans la banque. 2)Convertir la séquence d’ARNm
codant en polypeptide à partir de la première base de la séquence 3)Comparer le polypeptide résultant de cette traduction, appelé
" Pro-Bêta ARNm " avec le polypeptide de la banque de
données, nommé " Polypeptide bêta " 4)Inverser la séquence d’ARNm et traduire cette séquence en peptide 5)Traduire l’ARNm cod à partir du 4ème, 7ème, 10ème
nucléotide…puis à partir du 2ème, 3ème, 5ème nucléotide. |
Fiche pratique n°3 / Caractéristiques du [code génétique ]
| 1)Visualiser le tableau du code génétique proposé par le logiciel Cliquer sur "Informations", "Tableau du code génétique" 2)Désigner
de manière active plusieurs triplets de nucléotides 3)Signification des triplets qui ne codent pour aucun acide aminé |
Auteur de l'article: JC Benhamou, Lycée des Haberges, 70000 VESOUL
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