TP7 transcription grpe2

TP 7 : Biosynthèse des protéinesLa synthèse d’ARNm à partir d’ADN

La molécule d’ARN permet de transférer le message génétique portée par l’ADN, dans le cytoplasme.

Problème : Comment les ARN messagers transmettent-ils l’information génétique portée par les gènes dans le cytoplasme ?

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Ce que l'on sait déjà :

-Chez les organismes Eucaryotes l'information génétique est portée par la molécule d'ADN située dans le noyau-Cette information est "codée", la séquence de nucléotides correspond à l'information nécessaire pour la fabrication d'une protéine -La synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme -L'ARN est un intermédiaire capable de passer du noyau au cytoplasme

Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

Dans un premier temps, on s’intéresse aux mécanismes qui permettent le transfert de l'information d'un gène à une molécule d'ARN. Pour cela, le mécanisme mis en jeu est le suivant:

"la séquence de l’ARN se forme à partir d’un des 2 brins de l’ADN (nommé brin transcrit) par complémentarité entre les bases des deux molécules, (avec U à la place de T)."

TP 7 : Biosynthèse des protéinesLa synthèse d’ARNm à partir d’ADN

Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

Activité 2/ La maturation des ARN

Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

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-Télécharger les séquences disponibles sur Ecole d-Ouvrir le logiciel Geniegen 2 avec le lien fourni-Sélectionner "Charger des séquences" -Sélectionner le fichier fourni "TP7act1.edi" Les séquences qui s'affichent sont celles -des 2 brins d'ADN du gène de l'alpha globine humaine (brin 1 et brin 2) - de l'ARN correspondant

Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

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Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

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électronographie de molécules d’ARN en cours de synthèse à partir d'ADN dans le noyau (MET)

Activité 1/ Transcription de l’ADN en ARN au sein du noyau

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Activité 2/ La maturation des ARN

Un gène est transcrit en ARN lui-même à l’origine de la synthèse d’une protéine. Cette logique impose que le nombre de gènes diffère peu du nombre de protéines fabriquées par les cellules. Or dans le cas de l’espèce humaine, le génome est constitué d’environ 25 000 gènes, mais le nombre d’ARNm est supérieur à 100 000, soit environ 4 fois plus. Il y a donc un autre mécanisme qui explique cette proportion élevée :

« dans le noyau, la séquence d’un gène est transcrite en intégralité sous la forme d’un ARN pré-messager. Celui-ci est modifié sous la forme d’un ARNmessager mature, seule molécule exportée dans le cytoplasme ».

Activité 2/ La maturation des ARN

A/ La structure en « morceaux » des gènes

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Le gène qui code pour la chaîne bêta de l’hémoglobine, ayant une structure relativement simple, est utilisé pour étudier les modifications de l’ARN. On dispose des séquences suivantes - Séquence du brin non transcrit d’ADN du gène (Gene-Hb-Beta) - Séquence de l'ARNm pré-messager (préARNm) ; - Séquence de l'ARNm (ARNm-HB-Beta); -Ouvrir le logiciel Geniegen 2 avec le lien fourni -Supprimer les séquences de l'activité précedente, -Sélectionner "Charger des séquences" -Sélectionner le fichier « TP7 act2_A »

Protocole 1: Comparer la longueur et réaliser la comparaison des séquences 2 à 2 décrire ce que vous observez. Protocole 2: utiliser les 2 séquences d'ARN pour réaliser un DotPlot

Activité 2/ La maturation des ARN

A/ La structure en « morceaux » des gènes

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Après la transcription, l’ARN pré‐messager subit un épissage : ‐ Les introns sont des portions d’ADN éliminées ; ‐ Les autres portions sont appelées exons. - La structure du gène de la globine est de 3 exons et 2 introns.

Activité 2/ La maturation des ARN

A/ La structure en « morceaux » des gènes

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Activité 2/ La maturation des ARN

Activité 2/ La maturation des ARN

B/ L’épissage alternatif

Le gène CALCA est situé sur le chromosome 11.Il s’exprime dans les cellules C de la thyroïde où il code pour une hormone, la calcitonine, intervenant dans la régulation de la calcémie (hormone hypocalcémiante). Il s’exprime aussi dans de nombreux neurones du système nerveux central et périphérique où il code pour un neuromédiateur, le CGRP. Les protéines Calcitonine et CGRP ont des rôles physiologiques différents. C’est donc l’exemple d’un gène qui code pour deux protéines différentes suivant le type de cellules où il s’exprime. Ce gène comprend 6 exons et 5 introns.

Activité 2/ La maturation des ARN

B/ L’épissage alternatif

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Document : Résultats d’une biotechnologie par utilisation de sondes

Afin de comprendre le mécanisme d'épissage alternatif, on réalise une manipulation de biotechnologies afin de déterminer la composition de certains ARNm

Activité 2/ La maturation des ARN

B/ L’épissage alternatif

Protocole 1: Comparer la longueur de l'ARN prém avec les ARN m puis réaliser la comparaison des séquences ARN prém/ARNm dans les 2 cas et décrire ce que vous observez. Protocole 2: Réaliser un DotPlot entre la séquence de l'ARN prémessager et chacune des séquences de l'ARNm et décrire ce que vous observez.

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Document : Données génétiques

On dispose aussi de données génétique telles que les séquences suivantes - Séquence de l'ARNm pré-messager CALCA ; - Séquence de l'ARNm Calcitonine -Séquence de l'ARNm CGRP -Ouvrir le logiciel Geniegen 2 avec le lien fourni -Supprimer les séquences de l'activité précedente, -Sélectionner "Charger des séquences" -Sélectionner le fichier « TP7 act2_B»

Activité 2/ La maturation des ARN

B/ L’épissage alternatif