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L'expression du patrimoine génétique - Cours et exercices de SVT, Première Générale

Votre enfant est en classe de première et vous souhaitez l'accompagner dans sa réussite en SVT ? Pour revoir le chapitre "L'expression du patrimoine génétique". Bordas soutien scolaire vous propose plusieurs séquences avec des cours et des exercices. Le degré de difficulté des exercices proposés s'adapte automatiquement en fonction du niveau de l'élève. Les erreurs de votre enfant sont analysées et nous permettent de lui proposer une correction adaptée afin de l'aider à progresser.

Les notions abordées :

La séquence d'un gène est un message

Un chromosome est le support de nombreux gènes. Dans l'espèce humaine le nombre de gènes est d'environ 30 000.
Chaque gène est une portion de la molécule d'ADN et donc une suite de nucléotides parmi les 4 possibles :
  • Adénine A
  • Thymine T
  • Cytosine C
  • Guanine G.
L'ordre dans lequel se succèdent les nucléotides le long des 2 brins de la molécule d'ADN s'appelle une séquence.
Une modification de la séquence de nucléotides induit un changement dans les caractères de l'individu. Le génotype contrôle donc le phénotype.

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Du gène aux ARN : la transcription

Chez les eucaryotes, l'ADN est toujours localisé dans le noyau cellulaire, séparé du cytoplasme par l'enveloppe nucléaire. A ancun moment cet ADN ne quitte le noyau.

Or, la synthèse des protéines, à la base des caractères de l'individu se déroule dans le cytoplasme des cellules. Il est donc essentiel qu'intervienne une molécule intermédiaire, l'ARN messager, synthétiser dans le noyau. Deux étapes sont alors nécessaires pour permettre la synthèse des protéines.
La première est la synthèse de l'ARN messager.

I- La molécule d'ARN messager

L'ARN est une macromolécule constitué d'une seule chaîne nucléotides, c'est donc une molécule simple brin. Elle ne porte l'information correspondant qu'à un seul gène.

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De l'ARN au phénotype moléculaire : la traduction

I. Comparaison gène / protéine

Les protéines sont des molécules qui jouent un rôle essentiel dans la mise en place du phénotype (c'est-à-dire de l'ensemble des caractères) d'un individu. L'ADN et les protéines sont deux macromolécules. Elles sont toutes les deux constituées par l'enchaînement d'unité, respectivement les nucléotides et les acides animés.

Un gène est un fragment d'ADN, constitué de quelques dizaines ou quelques certaines de nucléotides, qui code pour un polypeptide ou une protéine précise.
L'ADN étant le support de milliers de gènes, cette molécule code donc pour de nombreuses protéines.

L'ordre dans lequel s'enchainent les nucléotides du gène et donc les nucléotides de l'ARN messager détermine l'ordre dans lequel sont associés les acides aminés du polypeptide.

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Universalité du code génétique et transgénèse

I- Le principe de la transgénèse

La transgénèse est l'introduction d'un gène d'un individu dans le programme génétique d'un autre.

Lorsqu'on pratique la transgénèse, il y a production, chez le receveur d'une protéine identique à celle synthétisée par le donneur, alors que celle-ci ne l'était pas auparavant, on parle de protéine recombinante.

Ainsi le fait que chaque triplet de nucléotides de l'ADN (ou de codon) corresponde à un AA précis de la protéine est vrai quelle que soit l'espèce considérée : le code génétique est universel. Cette propriété du code génétique a donc rendu possible une grande variété d'expériences de transgénèse dans l'objectif notamment de produire des protéines recombinantes thérapeutiques. 

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Caractériser un phenotype à différentes échelles

Les phénotypes aux différentes échelles

Le phénotype peut être défini à différentes échelles d'organisation du vivant :

  • A l'échelle de l'organisme

C'est le phénotype macroscopique : on le déduit de l'observation morphologique, anatomique et comportementale de l'individu, de l'étude des symptômes.

Exemple : La couleur des cheveux, la forme ou le volume d'organes internes ou externes, l'état de santé de l'individu.

  • A l'échelle de la cellule

C'est le phénotype cellulaire : on le met en évidence grâce à la microscopie.
Les caractères observés sont l'aspect, la forme, la taille, la couleur, la production des cellules.

  • A l'échelle moléculaire

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L'expression du phénotype dépend d'une régulation génétique

I- La régulation de l'expression des gènes

La régulation de l'expression des gènes désigne l'ensemble des mécanismes qui contrôlent l'activité d'un gène.
Elle a pour effet d'augmenter ou de diminuer l'expression d'un gène et donc la quantité des produits de l'expression de ce gène (ARN, protéine).
Elle est responsable du fait que, bien que possédant toutes le même génome, les cellules d'un individu ne l'expriment pas de la même façon. Chez les organismes pluricellulaires elle est à l'origine de la spécialisation cellulaire. 


II- Le promoteur

Le promoteur d'un gène est un segment d'ADN. Il est situé à l'extérieur du gène qui contrôle son expression.
Il se lie à l'ARN polymérase, protéine responsable de la synthèse de la molécule d'ARN pré-messager. 

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