TP14 : Du gène à la protéine

La synthèse des protéines se déroule dans le cytoplasme mais l'ADN, support du programme génétique, se situe dans le noyau. Un intermédiaire est donc indispensable pour véhiculer l'information du noyau vers le cytoplasme : c'est l'ARN messager découvert dans les années 60.

Pb : Quelles sont les propriétés de cette molécule qui lui confèrent ce rôle de messager ?

I- Analyse d'expériences confirmant le rôle de l'ARN messager

Montrez comment les informations extraites des trois documents ci-dessous permettent de confirmer le rôle de messager de l'ARN :

Pour chaque document, rédigez soigneusement le résultat et la conclusion de votre analyse. En bilan, faites une synthèse des arguments permettant de confirmer le rôle de messager de l'ARN.

Pb : quelles sont les principales différences entre l'ADN et l'ARN ?

II- Comparaison entre les structures moléculaires de l'ADN et de l'ARN

1) Lancez Rastop et ouvrez ADN.pdb puis ARN.pdb dans deux fenêtres différentes puis sélectionnez "colorer par forme" pour comparer les structures moléculaires de l'ADN et de l'ARN.

2) Ouvrez DESRIBH.pdb correspondant au sucre des nucléotides de l'ADN et RIBOSEH.pdb correspondant au sucre des nucléotides de l'ARN puis comparez les molécules. Sur quoi porte la différence entre le ribose et le désoxyribose ?

Si l'ARNm porte une information conforme à celle portée par la molécule d'ADN, alors la séquence nucléotidique de l'ADN (2 brins d'un gène) doit présenter des similitudes avec l'ARN correspondant (noté ARNm pour messager). Peut-on le vérifier ?

III- Etude comparative des séquences nucléotidiques de l'ADN et de l'ARNm

On choisit de travailler sur le gène codant pour la globine beta de l'hémoglobine.

1) Ouvrez Anagène et comparez la séquence de l'ADN à celle de l'ARNm. 2) Expliquez pourquoi on peut affirmer que l'ARNm est le support de la même information génétique que l'ADN 3) Identifiez le brin non transcrit et le brin transcrit.

Pb : Comment un acide aminé peut-il être désigné par une chaîne de nucléotides ?

IV- Recherche de la correspondance ADN / ARNm / protéine

1) Quel est mathématiquement le nombre minimum de nucléotides à associer pour obtenir suffisamment de combinaisons différentes correspondant à 20 acides aminés au moins ?

2) En analysant le doc1 p56 du manuel, expliquez comment les chercheurs sont parvenus à déterminer la taille des codons.

3) Ouvrez le code génétique en cliquant sur l'onglet AUG et justifiez son qualitficatif de « redondant ».

4) Ouvrez successivement betacod.adn, drepcod.adn et tha8.adn et Utilisez les fonctions du logiciel pour afficher les brins transcrits, l'ARNm correspodant et les séquences protéiques.

5) Identifiez les mutations sur ces trois séquences et expliquez leur conséquence sur la protéine à l'aide du code génétique.