La traduction

Activité : analyser les expériences historiques de Nirenberg et Brachet (Pratiquer une démarche expérimentale)

Activité : utilisation de Libmol pour comparer la molécule d’ADN et la molécule d’ARN (Utiliser des outils numériques)

Activité : utilisation de GenieGen2 pour formuler des hypothèses sur les mécanismes d’expression de l’ADN ex. beta-globine (Utiliser des outils numériques)

Activité : utilisation de GenieGen2 pour formuler des hypothèses sur les mécanismes d’expression de l’ADN ex. calcitonine et CGRP (Utiliser des outils numériques)

Une protéine est constituée d’une succession d’acides aminés dont l’ordre détermine en grande partie sa structure et sa fonction. La traduction permet de convertir la séquence de nucléotides d’un ARNm en une séquence d’acides aminés.

Lors de la traduction, l’ARNm est lu par groupes de trois nucléotides appelés codons. Le code génétique, quasi universel, établit la correspondance entre les codons et les acides aminés.

Le codon AUG marque généralement le début de la traduction et code la méthionine. Les codons UAA, UAG et UGA sont des codons stop qui provoquent l’arrêt de la traduction.

La traduction se déroule dans le cytoplasme au niveau des ribosomes. Ceux-ci parcourent l’ARNm et assemblent les acides aminés correspondant aux codons jusqu’à former une chaîne qui donnera une protéine.

La séquence d’un gène détermine ainsi, par transcription puis traduction, la séquence d’une protéine. Une mutation peut donc parfois modifier la protéine produite et éventuellement son fonctionnement.

1. Une protéine est constituée d’une succession d’acides aminés

Les protéines sont des molécules indispensables au fonctionnement des cellules. Elles peuvent notamment jouer un rôle structural, intervenir dans des réactions chimiques en tant qu’enzymes, assurer des transports ou participer à la communication entre les cellules.

Une protéine est constituée d’une succession d’unités appelées acides aminés.

L’ordre des acides aminés constitue la séquence de la protéine et détermine en grande partie sa structure et donc sa fonction.

L’information permettant de déterminer cette séquence est portée par la séquence de nucléotides de l’ARN messager.

Il faut donc convertir une information écrite sous la forme d’une séquence de nucléotides en une séquence d’acides aminés : cette étape est appelée traduction.

Séquence de nucléotides de l’ARNm → traduction → séquence d’acides aminés → protéine

2. Le code génétique établit une correspondance entre ARN et acides aminés

Lors de la traduction, la séquence de l’ARN messager est lue par groupes de trois nucléotides successifs.

Chaque groupe de trois nucléotides constitue un codon.

Par exemple :

AUG – GCU – AAA – UGC – ...

Chaque codon correspond généralement à un acide aminé particulier. L’ensemble des correspondances entre les codons de l’ARN et les acides aminés constitue le code génétique.

Ainsi :

1 codon = 3 nucléotides → 1 acide aminé

Plusieurs codons différents peuvent correspondre au même acide aminé.

Le code génétique est également quasi universel : à de rares exceptions près, les mêmes codons correspondent aux mêmes acides aminés chez les différents êtres vivants.

3. Des codons particuliers indiquent le début et la fin de la traduction

La traduction ne commence pas à n’importe quel endroit de l’ARN messager.

Le codon AUG constitue généralement le codon initiateur. Il marque le début de la traduction et correspond à l’acide aminé méthionine.

À partir de ce codon, les nucléotides sont lus successivement par groupes de trois.

La traduction se poursuit jusqu’à la rencontre de l’un des trois codons stop : UAA, UAG ou UGA. Ces codons ne correspondent pas à un acide aminé et provoquent l’arrêt de la traduction.

On peut donc représenter un ARN messager ainsi :

AUG → codons successifs → codon STOP

La position du codon de départ détermine ainsi la manière dont la séquence est découpée en codons.

4. La traduction se déroule dans le cytoplasme au niveau des ribosomes

Après sa maturation, l’ARN messager quitte le noyau et rejoint le cytoplasme.

La traduction est réalisée au niveau de structures appelées ribosomes. Un ribosome se fixe sur l’ARN messager et progresse le long de celui-ci.

À mesure qu’il lit les codons, les acides aminés correspondants sont assemblés dans l’ordre déterminé par la séquence de l’ARN messager.

Une chaîne d’acides aminés se forme ainsi progressivement.

Lorsque le ribosome atteint un codon stop, la traduction s’arrête et la chaîne produite est libérée. Celle-ci pourra ensuite acquérir une organisation tridimensionnelle lui permettant de devenir une protéine fonctionnelle.

ARNm → lecture des codons par un ribosome → assemblage des acides aminés → protéine

5. La séquence d’un gène détermine la séquence d’une protéine

La transcription produit un ARN dont la séquence dépend de celle du gène. La traduction convertit ensuite la séquence de l’ARN messager en une séquence d’acides aminés grâce au code génétique.

Il existe donc une relation entre la séquence de l’ADN et celle de la protéine produite :

Séquence d’ADN → transcription → séquence de l’ARNm → traduction → séquence d’acides aminés → protéine

Une modification de la séquence d’un gène peut donc, dans certains cas, modifier la séquence de l’ARN puis celle de la protéine produite. Selon la mutation, la protéine peut être inchangée, modifiée ou ne plus être fonctionnelle.

La transcription et la traduction permettent ainsi de convertir l’information génétique portée par l’ADN en molécules participant concrètement au fonctionnement des cellules.

1. De quoi une protéine est-elle constituée ?

A. D’une succession de nucléotides

B. D’une succession de chromosomes

C. D’une succession d’acides aminés

D. D’une succession de codons

2. Qu’est-ce que la traduction ?

A. La conversion de la séquence d’un ARNm en une séquence d’acides aminés

B. La copie d’un brin d’ADN en ARN

C. La duplication d’une molécule d’ADN

D. La maturation d’un ARN pré-messager

3. Qu’appelle-t-on un codon ?

A. Un acide aminé constituant une protéine

B. Une enzyme permettant la traduction

C. Une séquence de trois acides aminés

D. Une séquence de trois nucléotides de l’ARNm

4. Quel est le rôle du code génétique ?

A. Déterminer quels gènes doivent être transcrits

B. Établir la correspondance entre les codons et les acides aminés

C. Permettre la réplication de l’ADN

D. Assurer la maturation de l’ARN

5. Quelle particularité possède le codon AUG ?

A. Il marque généralement le début de la traduction et code la méthionine

B. Il constitue toujours le dernier codon traduit

C. Il ne correspond à aucun acide aminé

D. Il provoque l’arrêt de la traduction

6. Quel est le rôle des codons UAA, UAG et UGA ?

A. Ils déclenchent la transcription

B. Ils codent tous la méthionine

C. Ils provoquent l’arrêt de la traduction

D. Ils indiquent au ribosome de recommencer la traduction

7. Où se déroule la traduction chez une cellule eucaryote ?

A. Dans le noyau, au niveau de l’ADN

B. Dans le cytoplasme, au niveau des ribosomes

C. Dans les pores nucléaires

D. Uniquement dans le nucléole

8. Quel est le rôle du ribosome lors de la traduction ?

A. Copier l’ADN avant la division cellulaire

B. Transformer les acides aminés en nucléotides

C. Fabriquer un ARNm à partir de l’ADN

D. Lire les codons de l’ARNm et permettre l’assemblage des acides aminés

9. Pourquoi l’ordre des acides aminés d’une protéine est-il important ?

A. Il détermine en grande partie sa structure et sa fonction

B. Il détermine le nombre de chromosomes de la cellule

C. Il détermine la séquence de tous les gènes

D. Il permet la réplication de l’ADN

10. Quelle peut être la conséquence d’une mutation dans un gène ?

A. Elle modifie nécessairement la protéine produite

B. Elle empêche toujours la transcription

C. Elle peut parfois modifier la protéine produite et son fonctionnement

D. Elle transforme directement l’ADN en protéine

Correction : 1C – 2A – 3D – 4B – 5A – 6C – 7B – 8D – 9A – 10C