Cours : La transcription

Localisation de la synthèse des protéines

Les chercheurs utilisent le principe de l’autoradiographie pour comprendre le chemin de différentes molécules dans un organisme vivant. Le principe est de placer une cellule dans un milieu contenant la molécule du métabolisme que l’on souhaite observer. Un des atomes a été remplacé par un isotope radioactif.

Une expérience est réalisée avec des acétabulaires, qui sont des algues unicellulaires.

Définition

Unicellulaire :

On dit d’un organisme qu’il est unicellulaire lorsqu’il est constitué d’une seule cellule.

Ce sont des algues marines qui vivent fixées sur un rocher. Elles sont faites d’un pied, qui contient l’unique noyau cellulaire, d’un pédoncule et d’un chapeau circulaire. On peut voir sur le schéma ci-dessous une acétabulaire dont un acide aminé, la méthionine, a été rendu radioactif.

Cet acide aminé est présent dans tout le cytoplasme de la cellule et est absent du noyau. La deuxième acétabulaire a été cultivée avec une des bases de l’ADN, la thymine, et a été rendue radioactive. Ce schéma montre bien que l’ADN est présent uniquement dans le noyau de la cellule, contrairement aux protéines.

À retenir

Cette expérience permet de conclure que l’ADN reste dans le noyau alors que les protéines sont présentes uniquement dans le cytoplasme de la cellule.

• Alors comment et sous quelle forme l’expression génétique passe du noyau, où se trouve l’ADN, au cytoplasme où elle est exprimée sous forme de protéine ?

La transcription

Définition

ARN :

L’ARN, pour Acide Ribonucléique, est une molécule constituée d’un assemblage de ribonucléotides. Ce sont des nucléotides chimiquement proches de l’ADN. Les quatre ribonucléotides qui constituent l’ARN sont :

• l’adénine ;
• la cytosine ;
• la guanine ;
• et l’uridine qui remplace la thymine de l’ADN.

À retenir

L’ARN est synthétisé dans le noyau par l’ARN polymérase.

Définition

ARN polymérase :

Il s’agit d’une enzyme qui synthétise des molécules d’ARN par copie de l’ADN.

L’ARN polymérase fait la transcription du gène qui représente la protéine nécessaire à l’organisme. Pour cela, elle « ouvre » la molécule d’ADN à l’endroit où commence le gène, c’est-à-dire qu’elle dissocie les deux brins de l’ADN. Ensuite, à partir des ribonucléotides libres, elle transcrit un des deux brins d’ADN par complémentarité des bases.

Astuce

Une cytosine interagit uniquement avec une guanine et l’adénine interagit uniquement avec une thymine si c’est de l’ADN, ou avec une uridine si c’est de l’ARN.

Le brin transcrit est le brin d’ADN utilisé comme modèle pour créer le brin d’ARN. Le brin non transcrit présente donc une séquence identique à celle de l’ARN avec une thymine à la place d’une uridine.

Définition

Transcription :

Le procédé ci-dessous s’appelle la transcription : c’est la fabrication dans le noyau d’une molécule d’ARN à partir d’un gène.

La maturation de l’ARN

L’ADN est composé de différentes parties : les introns, qui sont des séquences non codantes des gènes, et les exons, qui sont les séquences codantes des gènes.

Ainsi, lorsque le gène est transcrit, l’ARN se voit lui aussi composé d’exons et d’introns. On appelle cet ARN nouvellement transcrit l’ARN pré-messager. Cet ARN pré-messager doit subir une maturation que l’on appelle épissage.

Définition

Épissage :

L’épissage consiste à retirer les introns et certains exons.

Le fait que certains exons soient également retirés de l’ARN pré-messager permet la synthèse d’une multitude de protéines différentes à partir d’un même gène.

Sur ce schéma, on peut voir un ARN pré-messager avec ses exons en vert et ses introns en bleu. L’épissage alternatif permet la synthèse de sept protéines différentes à partir du même gène avec trois exons.

À retenir

Une fois que l’ARN a subit une maturation, il peut passer du noyau au cytoplasme où il va être traduit en protéine.