La transcription

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)

L’information génétique est portée par la séquence des nucléotides de l’ADN. Chez les eucaryotes, l’ADN reste dans le noyau : son information est transférée vers le cytoplasme grâce à une molécule intermédiaire, l’ARN.

Contrairement à l’ADN, constitué de deux brins et contenant les nucléotides A, T, C et G, l’ARN est généralement constitué d’un seul brin et contient A, U, C et G, l’uracile (U) remplaçant la thymine (T).

La transcription se déroule dans le noyau. L’ARN polymérase utilise un des deux brins d’ADN, appelé brin transcrit ou matrice, pour fabriquer un ARN par complémentarité des nucléotides : A-U, T-A, C-G et G-C.

L’ARN obtenu est complémentaire du brin transcrit et possède la même séquence que le brin codant, à l’exception des U qui remplacent les T.

Chez les eucaryotes, la transcription produit un ARN pré-messager qui subit une maturation : certaines séquences sont éliminées et d’autres assemblées. L’ARN messager obtenu quitte ensuite le noyau par les pores nucléaires et rejoint le cytoplasme où il pourra être traduit en protéine.

1. L’information génétique est portée par la séquence de l’ADN

L’ADN est le support de l’information génétique. Cette information dépend de l’ordre dans lequel se succèdent les quatre types de nucléotides A, T, C et G le long de la molécule : on parle de séquence de nucléotides.

Un gène correspond à une portion d’ADN possédant une séquence particulière. Cette séquence contient une information qui peut être utilisée par la cellule pour produire une molécule d’ARN et, pour de nombreux gènes, permettre ensuite la fabrication d’une protéine.

Cependant, chez les cellules eucaryotes, l’ADN est principalement contenu dans le noyau alors que la synthèse des protéines se déroule dans le cytoplasme. L’information portée par l’ADN doit donc être transférée du noyau vers le cytoplasme.

Ce transfert fait intervenir une molécule intermédiaire : l’ARN.

ADN → ARN → protéine

La première étape de l’expression d'un gène, permettant de passer de l’ADN à l’ARN, est appelée transcription.

2. L’ARN est une molécule différente de l’ADN

L’ADN et l’ARN sont tous les deux constitués d’une succession de nucléotides, mais leurs structures présentent plusieurs différences.

La molécule d’ADN est généralement constituée de deux brins complémentaires enroulés en double hélice. Ses nucléotides comportent les bases A, T, C et G.

L’ARN est généralement constitué d’un seul brin. Il possède également quatre types de nucléotides, mais la thymine (T) est remplacée par l’uracile (U). Les nucléotides de l’ARN sont donc A, U, C et G.

On distingue ainsi :

ADN : deux brins — A, T, C, G

ARN : un brin — A, U, C, G

Ces différences permettent notamment à l’ARN de constituer une copie temporaire et transportable de l’information portée par un gène.

3. La transcription produit un ARN à partir d’un gène

Chez les eucaryotes, la transcription se déroule dans le noyau.

Lorsqu’un gène est transcrit, les deux brins de l’ADN se séparent localement. Un seul des deux brins sert de modèle pour fabriquer l’ARN : il est appelé brin transcrit ou brin matrice.

Une enzyme, l’ARN polymérase, se déplace le long de ce brin et assemble progressivement des nucléotides pour former une molécule d’ARN.

Cette synthèse repose sur la complémentarité des nucléotides :

• A de l’ADN est associé à U dans l’ARN ;

• T est associé à A ;

• C est associé à G ;

• G est associé à C.

La séquence du brin transcrit détermine donc directement la séquence de l’ARN produit.

ADN d’un gène → transcription par l’ARN polymérase → ARN

4. L’ARN possède une séquence correspondant à celle du gène

Puisque l’ARN est synthétisé par complémentarité avec le brin transcrit, sa séquence est complémentaire de celle du brin transcrit.

L’autre brin de l’ADN est appelé brin non transcrit ou brin codant. Sa séquence est identique à celle de l’ARN produit, à une différence près : l’ARN possède des U à la place des T.

Par exemple :

Brin codant d’ADN : A – T – G – C – C – A

Brin transcrit d’ADN : T – A – C – G – G – T

ARN : A – U – G – C – C – A

La transcription permet donc de transférer l’information contenue dans la séquence d’un gène vers une molécule d’ARN.

5. Chez les eucaryotes, l’ARN produit peut subir une maturation

Chez les eucaryotes, la transcription produit d’abord une molécule appelée ARN pré-messager.

Cet ARN contient différentes séquences issues du gène. Avant de quitter le noyau, il peut subir une étape de maturation au cours de laquelle certaines portions sont éliminées tandis que d’autres sont conservées et assemblées.

L’ARN obtenu après maturation constitue alors un ARN messager (ARNm).

ADN → transcription → ARN pré-messager → maturation → ARN messager

L’ARN messager peut ensuite quitter le noyau en passant par les pores de l’enveloppe nucléaire et rejoindre le cytoplasme.

Il permet ainsi de transférer une partie de l’information génétique portée par l’ADN du noyau vers le cytoplasme, où pourra avoir lieu la synthèse d’une protéine.

1. Où se trouve principalement l’ADN dans une cellule eucaryote ?

A. Dans le cytoplasme

B. Dans le noyau

C. Dans les ribosomes

D. Dans les pores nucléaires

2. Quelle différence existe entre l’ADN et l’ARN ?

A. L’ARN contient de la thymine à la place de l’uracile

B. L’ARN est toujours constitué de deux brins

C. L’ADN contient de l’uracile à la place de la thymine

D. L’ARN est généralement constitué d’un seul brin et contient de l’uracile

3. Qu’est-ce que la transcription ?

A. La fabrication d’un ARN à partir de l’information portée par l’ADN

B. La fabrication d’une protéine à partir d’un ARN

C. La copie de l’ensemble de l’ADN avant une division

D. La séparation des chromosomes lors de la mitose

4. Quelle enzyme réalise la transcription ?

A. L’ADN polymérase

B. Le ribosome

C. L’ARN polymérase

D. Une enzyme de réparation de l’ADN

5. Quel brin d’ADN sert de modèle lors de la transcription ?

A. Le brin codant

B. Le brin transcrit ou matrice

C. Les deux brins simultanément

D. Aucun des deux brins

6. Lors de la transcription, quel nucléotide de l’ARN est associé à un A de l’ADN ?

A. U

B. T

C. G

D. C

7. Quelle relation existe entre la séquence de l’ARN et celle du brin codant de l’ADN ?

A. Elles sont complémentaires

B. Elles ne présentent aucune relation

C. Elles sont identiques, y compris pour la thymine

D. Elles sont identiques, à l’exception des U de l’ARN qui remplacent les T de l’ADN

8. Quel est le premier ARN produit par la transcription chez les eucaryotes ?

A. Un ARN ribosomique

B. Un ARN de transfert

C. Un ARN pré-messager

D. Une protéine

9. Que se produit-il lors de la maturation de l’ARN pré-messager ?

A. Certaines séquences sont éliminées et d’autres sont assemblées

B. L’ARN est transformé en ADN

C. Tous ses nucléotides sont remplacés

D. Il est directement transformé en protéine

10. Que devient l’ARN messager après sa maturation ?

A. Il reste définitivement dans le noyau

B. Il quitte le noyau et rejoint le cytoplasme

C. Il est intégré à l’ADN

D. Il est immédiatement détruit

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