L'expression génétique : transcription de l'ADN en ARN messager et traduction de l'ARNm en protéine

Summary

Ce script vidéo explique l'expression du patrimoine génétique, en démontrant comment les gènes de méduses peuvent être transférés chez des rats pour produire un pigment vert fluorescent. Il décrit le processus de transcription de l'ADN en ARN messager dans le noyau cellulaire et la traduction de cet ARN en protéines dans le cytoplasme. Le script explore également les techniques d'auto-radiographie et de coloration pour visualiser l'ADN et l'ARN, et met en évidence la redondance du code génétique et la traduction des séquences d'acides aminés.

Takeaways

• 🌿 La méduse peut synthétiser un pigment vert fluorescent grâce à un gène spécifique.
• 🐀 La transgénèse permet de transférer le gène responsable de la synthèse de ce pigment chez des embryons de rats.
• 🧬 Les expériences de transgénèse démontrent que les gènes déterminent les caractères héréditaires.
• 🔬 L'auto-radiographie révèle que la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme des cellules, en particulier dans le réticulum endoplasmique.
• 🧪 L'utilisation de colorants spécifiques permet de différencier l'ADN (noyau) de l'ARN (cytoplasme) dans les cellules.
• 🧬 L'information génétique est présente sous forme d'ADN dans le noyau et sous forme d'ARN dans le cytoplasme.
• 🔎 Le logiciel de visualisation moléculaire permet de comparer les caractéristiques de l'ADN et de l'ARN.
• 🧬 La transcription de l'ADN en ARN message est assurée par l'ARN polymérase, qui copie l'un des brins de l'ADN.
• 📊 Le code génétique est constitué de codons (triplés de nucléotides) qui correspondent à des acides aminés, avec une certaine redondance.
• 📚 La traduction de l'ARN message en protéine se fait grâce aux ribosomes, qui suivent le code génétique pour assembler les acides aminés.

Q & A

Quel est le pigment vert fluorescent mentionné dans le script et à quelle créature est-il lié?

Le pigment vert fluorescent mentionné est lié aux méduses qui peuvent le synthétiser grâce à un gène spécifique.

Comment est-il possible de transférer le gène responsable du pigment vert fluorescent chez des rats?

Il est possible de transférer ce gène dans des embryons de rats par transgénèse, ce qui permet aux rats adultes de produire ce pigment.

Quel est l'objectif de l'expérience de transgénèse décrite dans le script?

L'objectif est de démontrer que les gènes peuvent être transférés entre espèces et d'exprimer des caractères héréditaires provenant d'une autre créature.

Quelle est la localisation cellulaire de la synthèse des protéines?

La synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme des cellules, en particulier dans le réticulum endoplasmique.

Comment est-on arrivé à la conclusion que la synthèse des protéines se déroule dans le cytoplasme?

Grâce à des auto-radiographies de cellules cultivées dans un milieu contenant des acides aminés radioactifs, montrant que la radioactivité se localisait dans le cytoplasme.

Quels sont les acides nucléiques impliqués dans l'information génétique?

L'information génétique repose sur des molécules d'acide nucléique comme l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN).

Quelle est la différence entre l'ADN et l'ARN en termes de structure?

L'ADN est constitué de deux chaînes complémentaires de nucléotides et est donc double brin, tandis que l'ARN est constitué d'une seule chaîne de nucléotides et est donc mono brin.

Quel est le rôle de l'ARN polymérase dans la transcription de l'ADN en ARN messager?

L'ARN polymérase recopie l'un des deux brins de l'ADN par complémentarité des bases pour produire l'ARN messager.

Comment se déroule la traduction de l'ARN messager en protéine?

La traduction de l'ARN messager en protéine se déroule grâce aux ribosomes qui se fixent à l'ARN messager et associent un acide aminé à chaque codon, formant ainsi la chaîne polypeptidique.

Quel est le code génétique et comment est-il déterminé?

Le code génétique est un système de correspondances entre les séquences de nucléotides de l'ADN et les acides aminés des protéines. Il est déterminé par la combinaison de trois nucléotides, appelée codon, qui correspond à un acide aminé spécifique.

Outlines

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🌐 Explication du patrimoine génétique et de la transgénèse

Le premier paragraphe explique la notion de patrimoine génétique et l'expression de ce dernier à travers l'exemple des méduses qui produisent un pigment vert fluorescent grâce à un gène spécifique. La transgénèse est introduite comme une technique permettant de transférer ce gène dans des embryons de rats pour leur permettre de synthétiser également ce pigment. L'expérience démontre comment les gènes, constitués de séquences d'ADN, déterminent les caractères héréditaires. Le paragraphe décrit également les étapes de la traduction de l'ADN en ARN messager et la localisation cellulaire de la synthèse des protéines, qui se révèle être principalement dans le cytoplasme, et plus précisément dans le réticulum endoplasmique.

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🔬 Comprendre la transcription et la traduction des acides nucléiques

Le deuxième paragraphe se concentre sur la transcription de l'ADN en ARN messager et la traduction de celui-ci en séquence d'acides aminés qui forment les protéines. Il est expliqué que l'ARN polymérase est l'enzyme responsable de la transcription, et que le processus se déroule dans le noyau cellulaire. La migration de l'ARN messager vers le cytoplasme est également abordée, où il sert de modèle pour la synthèse des protéines. L'importance de la compréhension du code génétique, qui est la correspondance entre les séquences de nucléotides et les acides aminés, est soulignée, ainsi que la redondance du code génétique où plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé.

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🧬 Détails de la traduction et des processus chez les eucaryotes et les procaryotes

Le troisième paragraphe traite du mécanisme de traduction de l'ARN messager en protéines, en se concentrant sur le rôle des ribosomes dans ce processus. Il compare les processus chez les eucaryotes et les procaryotes, soulignant que chez les eucaryotes, la transcription a lieu dans le noyau et la traduction dans le cytoplasme, tandis que chez les procaryotes, ces deux processus sont réalisés de manière simultanée dans le cytoplasme. Le paragraphe décrit également les étapes clés de la traduction, notamment la fixation des ribosomes sur l'ARN messager, la lecture séquentielle des codons et l'assemblage des acides aminés pour former les protéines. La terminologie du code génétique est abordée, y compris les codons d'initiation et d'arrêt, et l'importance de la compréhension de ces mécanismes pour la biologie moléculaire est mise en évidence.

Keywords

💡Patrimoine génétique

Le patrimoine génétique fait référence à l'ensemble des gènes et de leur arrangement dans un organisme, qui détermine ses caractéristiques héréditaires. Dans le script, il est mentionné que l'expression de ce patrimoine est étudiée, notamment en utilisant des techniques de transgénèse pour transférer des gènes de méduses vers des souriceaux, démontrant comment les gènes contrôlent la production de pigments, comme le vert fluorescent.

💡Méduses

Les méduses sont des organismes aquatiques qui possèdent la particularité de synthétiser un pigment vert fluorescent. Elles sont utilisées dans le script pour illustrer la manipulation génétique, où leur gène responsable de la synthèse de ce pigment est transféré à d'autres organismes.

💡Transgénèse

La transgénèse est un processus par lequel des gènes d'une espèce sont transférés à une autre, créant ainsi des organismes transgéniques. Dans le script, l'expérience de transgénèse est décrite pour montrer comment le gène responsable de la synthèse d'un pigment vert fluorescent dans les méduses peut être transféré à des embryons de rats.

💡GFP (Gène de la protéine verte fluorescente)

Le GFP est un gène codant pour une protéine qui émet de la lumière verte lorsqu'elle est excitée par de la lumière ultraviolette. Dans le script, le gène GFP de la méduse est utilisé pour démontrer la possibilité de transférer ce gène à d'autres organismes, comme les souriceaux, pour leur permettre de produire le pigment vert fluorescent.

💡Synthèse des protéines

La synthèse des protéines est un processus essentiel dans les cellules vivantes, où les acides aminés sont assemblés pour former des protéines. Le script explique que cette synthèse a lieu dans le cytoplasme des cellules, et non dans le noyau, en utilisant des techniques d'auto-radiographie pour visualiser l'incorporation d'acides aminés radioactifs.

💡ARNm (ARN messager)

L'ARN messager est une forme d'ARN qui transporte les informations génétiques du noyau de la cellule vers le cytoplasme, où il sert de modèle pour la synthèse des protéines. Dans le script, il est expliqué que l'ARNm est transcrit à partir de l'ADN dans le noyau et migre ensuite dans le cytoplasme pour la traduction en protéines.

💡Code génétique

Le code génétique fait référence au système de correspondance entre les séquences d'acides nucléiques (ADN et ARN) et les acides aminés qui composent les protéines. Dans le script, le code génétique est discuté en termes de triplets de nucléotides (codons) qui correspondent à des acides aminés spécifiques, ce qui permet la traduction de l'information génétique en chaînes de protéines.

💡Transcription

La transcription est le processus par lequel l'information codée dans l'ADN est copiée pour former l'ARN. Dans le script, la transcription est décrite comme se produisant dans le noyau de la cellule, où l'ARN polymérase copie l'un des brins de l'ADN pour former l'ARN messager.

💡Traduction

La traduction est le processus par lequel l'ARN messager est utilisé comme modèle pour assembler les acides aminés en chaînes de protéines. Dans le script, la traduction est expliquée comme se déroulant dans le cytoplasme, où les ribosomes lisent le code de l'ARN messager et construisent les protéines.

💡Codon

Un codon est un triplet de nucléotides dans l'ARN messager qui correspond à un acide aminé spécifique. Dans le script, les codons sont discutés en tant que la base du code génétique, où chaque codon détermine l'insertion d'un acide aminé particulier lors de la synthèse des protéines.

Highlights

Expression du patrimoine génétique et synthèse d'un pigment vert fluorescent grâce à un gène de méduse dans des embryons de rats.

Technique de transgénèse pour transférer un gène spécifique depuis une méduse vers des embryons de rats.

Les souriceaux transgéniques peuvent exprimer le gène médusaire et produire le pigment vert fluorescent.

Recherche de la localisation cellulaire de la synthèse des protéines, hypothèse que celle-ci se fait dans le noyau.

Auto-radiographie pour démontrer que la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme et plus précisément dans le RER.

Le transfert de l'information génétique du noyau vers le cytoplasme est nécessaire pour la synthèse des protéines.

Utilisation de colorants spécifiques pour colorer l'ADN en bleu et l'ARN en rose, révélant leur présence dans le noyau et le cytoplasme.

Observation de la présence de deux petits nucléoles dans le noyau, riches en ARN.

Le matériel génétique est présent sous forme d'ADN dans le noyau et d'ARN dans le cytoplasme.

Utilisation de logiciels de visualisation moléculaire pour comparer les caractéristiques de l'ADN et de l'ARN.

La transcription de l'ADN en ARN message se déroule dans le noyau, comme le montre l'auto-radiographie.

Migration de l'ARN messager du noyau vers le cytoplasme après sa synthèse.

Microscopie électronique révèle la structure de la chromatine et la présence des pores nucléaires.

L'ARN messager traverse les pores nucléaires pour migrer du noyau vers le cytoplasme.

La transcription est assurée par l'enzyme ARN polymérase qui copie l'un des brins de l'ADN.

L'hybridation d'ADN et ARN montre que l'ARN message est plus court que l'ADN, en raison de l'épissage.

Le code génétique est décodé en utilisant des codons pour traduire les séquences d'ARN message en séquences d'acides aminés.

La traduction de l'ARN message en protéine se fait grâce aux ribosomes dans le cytoplasme.

La transcription et la traduction sont séparées dans le temps chez les eucaryotes, mais peuvent être simultanées chez les procaryotes.

Résumé des étapes de l'expression génétique: transcription de l'ADN en ARN message dans le noyau, suivie de la traduction en protéines dans le cytoplasme.

Transcripts

dans cette séquence nous allons aborder

l'expression du patrimoine génétique

on connaît l'existence de méduses qui

ont la particularité de synthétiser un

pigment vert fluorescent

cette particularité est liée à

l'existence d'un gène à l'origine de la

synthèse de ce pigment chela mais du

temps par transgénèse il est possible de

transférer ce gène dans des embryons de

rats qui seront capables de produire ce

pigment vert fluorescent l'expérience de

transgénèse consiste à prélever chez la

méduse le gène gfp puis par des

techniques appropriées à apporter ce

transgene dans une cellule de souris ou

doha après développement de l'embryon

puis du foetus

les souriceaux sont capables d'exprimer

cette information génétique provenant de

la méduse cette expérience de

transgénèse démontre que les gènes

constitué des dn sur le support de nos

caractères héréditaires

[Musique]

nous cherchons à comprendre comment ces

vécus l'expression du patrimoine

génétique et nous allons montrer dans un

premier temps le lien entre l'adn et les

protéines synthétisées nous allons

commencer par rechercher la localisation

cellulaire de la synthèse des protéines

on peut penser en première approche que

la synthèse des protéines s'effectue

dans le noyau des cellules puisque c'est

dans cet organisme que se trouvent les

jeunes pour confirmer ou réfuter cette

hypothèse on va réaliser une auto

radiographie de cellules au cours de la

synthèse des protéines ou cultive des

cellules dans un milieu contenant des

acides aminés radioactifs

lieu d'incorporation des acides aminés

radioactifs lors de la synthèse des

protéines et mis en évidence grâce à une

auto radiographie on pose sur les

cellules en culture un film

photographique sous forme d'une émulsion

qui va être impressionné par le

rayonnement radioactif entraînant la

formation de taches noires sur le film

photographe

[Musique]

on constate sur l'auto radiographie que

la radioactivité est présente dans le

cytoplasme des cellules et plus

particulièrement dans le rer ou

réticulum endoplasmique granules or on

sait que la radioactivité correspond aux

acides aminés radioactifs fournit aux

cellules on peut donc en conclure que

c'est dans le cytoplasme plus

particulièrement dans le héros j'ai que

s'effectue la synthèse des protéines par

assemblage d'acides aminés bien que

l'information génétique soit présente

dans le noyau des cellules

ceci implique un transfert de

l'information génétique du noyau vers le

site aux enchères chaleur a montré

l'existence d'une information génétique

à la fois dans le noyau est dans le site

aux côtes

on sait que l'information génétique

repose sur des molécules d'acide

nucléique comme l'acide

désoxyribonucléique adn et l'acide

ribonucléique ou arn

on va utiliser un colorant spécifiques

de ces acides nucléiques y est le vert

devait t-il pironi le garden et ils

possèdent la propriété de colorer l'adn

en frères et l'api ronin color la rn en

autres on prépare donc un tissu

d'épiderme d'union que l'on va monter

entre l'âme et lamelles dans une goutte

de ce colorant et que l'on va ensuite

observé au microscope

sur cette micrographie d'épiderme

d'oignons colorés aux verts de méthyle

pirro nine et observer un grossissement

de 600 fois on peut constater la

présence de deux couleurs liés aux

colorants utilise le noyau et coloré en

bleu alors que le cytoplasme en

particulier tout autour du noyau

apparaît que l'aurait en rose

[Musique]

on peut donc dire que le noyau que

l'aurait en bleu vert par le verre de

méthyle est composée d' adn alors que le

cytoplasme coloré en rose par l'api

ronin contient une information génétique

présente sous la forme d'arène on peut

noter au passage bien que nous ne les

exploiterons pas la présence de deux

petits nucléaire la lenteur du noyau qui

sont colorés en rose et qui sont donc

riches en ar on peut donc résumer les

résultats de nos observations

l'information génétique présente dans le

noyau sous forme d' adn doit être

recopier puis transféré dans le

cytoplasme afin de permettre la synthèse

des protéines

[Musique]

on peut utiliser un logiciel de

visualisation moléculaire comme le

logiciel race top ou line molle pour

comparer les caractéristiques de l'adn

et de l'air

nous savons que l'adn est constitué de

deux chaînes complémentaires de

nucléotides

on dit que l'adn épi caténaires si on

compare l'adn avec la rn on constate que

la rn est constitué d'une seule chaîne

de nucléotides

on dit que la rn et mono caténaires

l'utilisation du logiciel d'un âge n

permet de comparer la séquence des

nucléotides de la rn par rapport à celle

de l'adn on sait que l'adn est constitué

de deux brins correspondant à des

séquences complémentaire de nucléotides

selon la complémentarité adénine thymine

et guanine cytosine la séquence de la rn

messagers correspondants correspond à la

séquence exact de l'un des deux brins de

l'adn à l'exception de lure à seal qui

remplace la stimule la rn messager est

en fait la copie exacte par

complémentarité des bases de l'un des

deux brins de l'adn sur cet exemple la

rn message est la copie exacte par

complémentarité des bases du bras numéro

deux il ya donc la même séquence que le

bras numéro

nous allons aborder maintenant les

modalités de la transcription de l'adn

en arn message comment l'adn et il

transcrit en arn message on peut

formuler l'hypothèse qu'une enzyme la rn

polymérase recopie l'un des deux brins

de l'adn par complémentarité des bases

on peut aborder dans un premier temps la

technique du pulse chez elle consiste à

réaliser un marquage radioactifs des

molécules d arn en utilisant de l'uranie

le radio active spécifique de cette

molécule d'air pour le cliché a on a

réalisé l'auto radiographie après quinze

minutes de culture sur milieu radioactif

on constate que la radioactivité

correspondant à la rn se situe dans le

noyau ce qui montre que la synthèse de

la rn messager se déroule dans le noyau

à partir de la d1 pour le cliché b on

réalise l'auto radiographies après 88

minutes de culture d'abord 15 minutes

sur milieu radioactif correspondre à ce

que l'on nomme le pulse puis transfert

pendant 73 minutes sur un milieu non

radioactifs correspondants aux tchèques

cela signifie que pendant les soixante

treize dernières minutes la synthèse des

reines se fait sans radioactivité montre

donc que la rn initialement synthétisée

dans le noyau migre ensuite dans le

cytoplasme dans lequel on retrouve plus

tardivement la radioactivité

l'étude du noyau par microscopie

électronique permet de distinguer la

chromatine que l'on peut séparer en deux

groupes le chromatine qui apparaît clair

et les terreaux chromatine sur les bords

qui apparaît foncé on peut aussi repérer

la présence des ports nucléaire

l'utilisation d'un microscope

électronique très puissant permet

d'apercevoir la rn messager qui traverse

une enveloppe du noyau en passant par

les ports nucléaire s'est pendu clé air

peuvent aussi être observées au

microscope électronique à balayage après

application de la technique de cryo des

cas pêche la transcription de la reine

messager s'effectue dans des unités de

transcription appelé arbre de noël dans

chaque unité de transcription on peut

repérer la molécule d adn ainsi que les

molécules d'arn messager en cours de

transcription on peut repérer dans

chaque arbre de noël le début et la fin

de la transcription grâce à la taille

des arn message

[Musique]

plusieurs arn polymérase parcours l'adn

dans le sens de la transcription et

recopie le gène en de nombreuses arènes

message

[Musique]

la transcription est assurée par

l'enzyme arn polymérase celle ci ouvre

la molécule adn puis recopie l'un des

deux brins grâce à un mécanisme de

complémentarité des bases azotées la fin

de la transcription la rn message est

transcrit est exportée dans le site opel

on peut noter que l'hybridation un brin

mono caténaire l'adn et le brun

transcrit et la rn entraîne la formation

de boucles d'adr ce qui montre que la rn

est plus court que l'adn

en effet à l'issue de sa formation la rn

je vis une maturation des parties non

codantes de l'adn appeler un tronc sont

excisées lors d'une étape que l'on

appelle l'épissage le mécanisme explique

aussi que des arn messagers différents

peuvent être formés à partir d'un même

arn près messager

[Musique]

c

nous allons aborder maintenant les

modalités de la traduction de la rn

message et en protège le problème que

l'on cherche à résoudre est de savoir

comment la séquence de nucléotides de la

rn messager il traduite en une séquence

d'acides aminés de la protéine on peut

proposer qu'il doit exister un système

de correspondances entre les nucléotides

de l'adn les acides aminés des protéines

c'est ce que l'on appelle le code

génétique

nous allons raisonner sur la notion de

code génétique savons qu'il existe

quatre nucléotides différents et 20

acides aminés différent si un nucléotide

correspond à un acide aminé alors il y

aurait quatre acides aminés seulement

possible

si la combinaison de deux nucléotides

correspond à 1 à sydney

alors il y aurait quatre puissances deux

acides aminés possible soit 16 acides

aminés ce code génétique et le précédent

ne conviennent pas si on propose

maintenant que la combinaison de trois

nucléotides différents correspond à la

citadine et alors il y aurait quatre

puissances 3 acides aminés possible

c'est-à-dire 64 dans ce cas plusieurs

triplé de nucléotides différend pourrait

correspondre aux mêmes acides aminés ce

qui signifie que le code génétique

serait redondant on peut donc résumer

les caractéristiques du code génétique

un triplé de nucléotides que l'on

appelle un co don correspond à un acide

aminé le code génétique et ni redondant

car plusieurs que dans différents

correspondent aux mêmes acides aminés

étudiants le code génétique en prenant

l'exemple de quelques coton si le

premier nucléotides et la cytosine que

le second est là des nine et que le

troisième élu race il alors le co dont

c'est à uc au respect à la cie d'aminé

east idée on constate la redondance du

code génétique puisque le cordon c'est

assez correspond lui aussi à l'acide

aminé histidine on peut aussi noter que

tout arn messagers commence par le coc 2

u j'ai appelé codon initiation qui code

pour l'acide aminé mais thione enfin on

peut préciser que tout arn messager se

termine par un coup dans ce top qui est

le signal de la fin de la traduction

[Musique]

on peut reconstituer les séquences

d'acides aminés de calques protéines à

partir du code génétique

[Musique]

étudions maintenant le mécanisme de

traduction grâce à la microscopie

électronique

on repère sur cette micrographie la

présence de la rn messages et des

ribosomes qui vont assurer la traduction

de la rn messager en protéine et lait

polypeptides en cours de formation

[Musique]

on peut ouvrir une parenthèse sur le

mécanisme de la transcription et de la

traduction chez les pros carriole alors

que chez les eucaryotes la transcription

se déroule dans le noyau est la

traduction dans le cytoplasme il n'en

est pas de même chez les pros cariou on

peut en effet repéré sur ce cliché le

chromosome bactérien constitué d'adr

parcouru par des arn polymérase qui

assure la transcription et des ribosomes

qui assure dans le même temps la

traduction

[Musique]

chez les eucaryotes au cours de la

traduction

les ribosomes se fixe à la rn messager

au niveau du co2 initiation puis vont

parcourir la rn messager pour associer

un acide aminé à chaque co dont pendant

la phase des langues à sion à la fin le

co2 stop permet la terminaison de la

transcription et la libération de la

prothèse

[Musique]

on peut terminer cette séquence en

résumant les étapes de l'expression

génétique dans le noyau les jeunes

constituait la dn sont transcrits en arn

messager puis ces derniers vont sortir

dans le cytoplasme pour y subir la

traduction en protéines

[Musique]

[Musique]

à

[Musique]