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Expression du gène : transcription et traduction (1re)

1èreSVTTransmission, variation et expression du patrimoine génétiqueExpression du gène : transcription, traduction~5 min de lecture

Un gène s'exprime en deux étapes majeures : la transcription (copie en ARNm) puis la traduction (lecture en protéines).

Expression du gène : transcription et traduction

Objectifs

  • Savoir définir transcription et traduction.
  • Connaitre les rôles de l'ADN, de l'ARNm, des ribosomes et des ARNt.
  • Expliquer la continuité entre séquence nucléotidique et séquence peptidique (code génétique).

Quel est le bon ordre des étapes pour obtenir une protéine à partir d'un gène ?

  1. Transcription puis traduction
  2. Traduction puis transcription
  3. Rélication puis transcription
La cellule copie d'abord l'ADN en ARNm (transcription) puis traduit l'ARNm en protéine (traduction).

Notions clés

1. Transcription

Définition : la transcription est la synthèse d'un ARN messager (ARNm) à partir d'un gabarit ADN. L'ARN polymérase lit le brin matrice de l'ADN et assemble des ribonucléotides complémentaires.

Schéma résumé (dogme central) :

\begin{align} \text{ADN (gène)} &\xrightarrow{transcription} \text{ARNm} \\ \text{ARNm} &\xrightarrow{traduction} \text{protéine} \end{align}

Base-pairs : lors de la transcription, la complémentarité s'applique avec U pour A (dans l'ARN) : \(\text{A}\leftrightarrow\text{U}\), \(\text{C}\leftrightarrow\text{G}\).

Pendant la transcription, quelle base remplace la thymine (T) de l'ADN dans l'ARN ?

  1. Uracile (U)
  2. Adénine (A)
  3. Guanine (G)
Dans l'ARN, la thymine est remplacée par l'uracile (U).

2. Traduction

Définition : la traduction est la lecture de l'ARNm par le ribosome pour assembler une chaîne d'acides aminés selon le code génétique (codon = 3 nucléotides = 1 acide aminé).

Acteurs :

  • ARNm : porte la séquence codante (codons).
  • Ribosome : machine qui lit les codons et catalyse la formation des liaisons peptidiques.
  • ARNt : apporte l'acide aminé correspondant au codon via un anticodon complémentaire.

Combien de nucléotides composent un codon ?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
Le code est triplet : chaque codon contient 3 nucléotides.

3. Code génétique (rappels)

Le code est dégénéré : plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé. Il existe des codons « start » (ex. \(\text{AUG}\) pour la méthionine) et des codons « stop » (ex. \(\text{UAA},\text{UAG},\text{UGA}\)).

Quel codon est généralement le codon d'initiation chez les eucaryotes ?

  1. UAA
  2. AUG
  3. UGA
AUG code pour la méthionine et sert souvent de codon de départ.

Schéma : transcription → traduction (à légender)

Schéma simplifié d'une cellule montrant transcription et traduction Noyau Ribosome Cytoplasme ARNm sortant du noyau

Retourne les cartes pour nommer les éléments du schéma.

Exemples résolus

On donne l'ARNm (sens 5'→3') : 5'-AUG GCU UUU UGA-3'. Cherche d'abord la lecture des codons puis leur correspondance.

Voir la solution
Étape 1 — Découper en codons : AUG | GCU | UUU | UGA.
Étape 2 — Traduire chaque codon (table simplifiée) : AUG → Méthionine (Met), GCU → Alanine (Ala), UUU → Phénylalanine (Phe), UGA → Stop.
Conclusion : séquence peptidique = Met–Ala–Phe (termine au codon Stop).

Dans l'exemple, que signifie le codon UGA ?

  1. Il code pour la glycine
  2. Il est un codon stop
  3. Il code pour la méthionine
UGA est l'un des codons stop qui arrêtent la traduction.

Erreurs fréquentes

  • Oublier le sens 5'→3' de l'ARNm : la lecture se fait dans ce sens.
  • Ne pas repérer le cadre de lecture (décalage d'un seul nucléotide change tous les codons — mutation frameshift).

Quel est l'effet d'une insertion d'un nucléotide dans une séquence codante (sauf quand elle intervient par multiples de 3) ?

  1. Décalage du cadre de lecture (frameshift) et modification des acides aminés en aval
  2. Aucune conséquence
  3. Remplacement d'un seul acide aminé sans effet sur la suite
Une insertion non multiple de 3 décale tous les codons suivants, modifiant la protéine.

Récapitulatif

Transcription = copie d'un gène en ARNm. Traduction = lecture de l'ARNm par le ribosome pour fabriquer une protéine. Le code génétique est un code en triplet, dégénéré et universel à peu près.

Quelle affirmation est correcte ?

  1. La transcription produit de l'ARNm
  2. La transcription produit une protéine directement
  3. La traduction copie l'ADN
La transcription produit l'ARNm qui sera ensuite traduit en protéine.

Cartes mémo

Transcription
Synthèse d'ARNm à partir de l'ADN par l'ARN polymérase.
Traduction
Lecture de l'ARNm par le ribosome pour créer une chaîne d'acides aminés.
Codon
Triplet de nucléotides codant pour un acide aminé ou un signal stop/start.
ARNt
Molécule adaptatrice portant un anticodon et un acide aminé.
Cadre de lecture
Manière de découper la séquence en codons ; un décalage modifie la protéine.

Cours synthétique pour le niveau 1ère — thème : Transmission, variation et expression du patrimoine génétique.

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