L'expression génétique : transcription de l'ADN en ARN messager et traduction de l'ARNm en protéine
Summary
TLDRCe 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
🌐 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.
🔬 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.
🧬 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.
Mindmap
Keywords
💡Patrimoine génétique
💡Méduses
💡Transgénèse
💡GFP (Gène de la protéine verte fluorescente)
💡Synthèse des protéines
💡ARNm (ARN messager)
💡Code génétique
💡Transcription
💡Traduction
💡Codon
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]
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