Code génétique

Enigme 2

Enigme 1

Entrer le code du cadenas

Enigme 3

Enigme 4

Enigme 5

CONSIGNE

Erreur : mauvais code Attention, vous serez exclu à la prochaine erreur

Erreur : mauvais code

Erreur : mauvais code

Erreur : mauvais code

Accéder au trésor

Enigme n°1

Nous avons vu que les ARNm sont fabriqués au cours de la transcription, ils subissent ensuite une maturation et migrent dans le cytoplasme. Une fois dans le cytoplasme, on sait que les ARNm sont utilisés par la cellule pour fabriquer des protéines. Une protéine est formée par un assemblage de centaines d’acides aminés. On sait qu’il y a une correspondance entre la séquence de nucléotides du gène (et donc de l’ARNm) et la séquence d’acides aminés de la protéine correspondante. Les ARNm sont constitués d’une chaîne composée de 4 types de nucléotides : A, U, C et G. Les protéines sont constituées d’une chaîne composée de 20 types d’acides aminés. Comment se réalise le passage du langage nucléotidique à 4 nucléotides, en langage protéique à 20 acides aminés ? Plusieurs hypothèses sont possibles : 1 nucléotide correspondra à un acide aminé, une combinaison de 2 nucléotides correspondra à un acide aminé, une combinaison de 3 nucléotides correspondra à un acide aminé, une combinaison de 4 nucléotides correspondra à un acide aminé. Déroulement : Imaginons que l’on tire les nucléotides de façon aléatoire. Déterminer le nombre de combinaisons possible si on prend les nucléotides 1 par 1 ; 2 par 2 ; 3 par 3 ou ; ou 4 par 4. Le noter dans le cahier. Pour obtenir le 1er chiffre du code, vous devez trouver la plus petite valeur de X nucléotides qui permet de coder l’ensemble des 20 acides aminés. Le numéro de l’énigme n°1 correspond à cette valeur X.

Enigme n°2

Nous venons de voir que la cellule analyse les nucléotides 3 par 3 pour déterminer l’acide aminé qu’elle va utiliser pour fabriquer la protéine. En fonction de la nature et de l’ordre des 3 nucléotides, un acide aminé différent sera donc utilisé pour fabriquer la protéine. Le code formé par 3 nucléotides successifs est appelé « codon » (1 codon = 3 nucléotides). Il existe donc 64 codons différents (combinaisons possibles). Les correspondances codon - acide aminé ont été découvertes par Niremberg et Matthaei en 1961, cette correspondance est appelée « code génétique ».

Visualiser les résultats obtenus par Nirenberg et Matthaei

« Nirenberg et Matthaei réalisent l'expérience qui ouvre la voie au déchiffrage du code génétique. Ils mettent au point une méthode de synthèse protéique avec des extraits d'E. coli (une bactérie), de l'ATP (énergie), les 20 acides aminés et un ARNm synthétique. En utilisant un ARN de synthèse poly U, poly A ou poly C, ils obtiennent respectivement un polymère de phénylalanine, de lysine, ou de proline. Khorona et son équipe finissent ensuite le déchiffrage du code avec des ARNm synthétiques comprenant de nombreux polynucléotides définis. » A partir des expériences de Nirenberg et Matthaei, compléter toutes les cases du tableau du code génétique distribué. Le numéro de l’énigme n°2 correspond au nombre de codons codant pour l’acide aminé leucine (Leu).

Enigme n°3

Il existe des codons particuliers permettant à la machinerie cellulaire d’identifier le début et la fin du message génétique sur chaque molécule d’ARN. Les codons qui indiquent le début du message sont appelés codons START, et les codons qui indiquent la fin du message sont appelés codon STOP. On peut les mettre en évidence en analysant des séquences d’ARN et les séquences de protéines correspondantes à l’aide du logiciel Geniegen2. 1. Indiquer la composition du codon START lors de la fabrication de l’hémoglobine. Noter la réponse sur votre feuille. - Afin d’afficher les séquences en acides aminés correspondantes, sélectionner les 2 molécules d’ARN puis cliquer sur « Action » → « traduire les séquences sélectionnées » → « A partir du début de la séquence » 2. Le codon START code pour quel acide aminé ? Noter la réponse sur votre feuille. - Afin de pouvoir comparer ARN et protéine, il faut changer l’échelle de repérage des nucléotides en échelle d’acides aminés. ✅ On passe de la numérotation des nucléotides de l’ARN aux numéros des acides aminés de la protéine, en double cliquant sur les chiffres en haut. 3. Aller à la fin de la séquence. Noter sur votre feuille à quoi correspond en acide aminé les deux derniers codons pour l’ARNm de la chaîne Beta de l’hémoglobine (HBB). 4. Aller à la fin de la séquence. Noter sur votre feuille à quoi correspond en acide aminé aminé les deux derniers codons pour l’ARNm de la chaîne Alpha de l’hémoglobine (HBA). 5. Le codon STOP (dernier codon) code pour quel acide aminé ? Noter la réponse sur votre feuille. Relever la position du codon STOP dans l’ARNm de la chaîne alpha de l’hémoglobine. Noter le nombre trouvé. Le numéro de l’énigme n°3 correspond au produit des chiffres qui composent le nombre que vous avez trouvé.

Cliquer ici pour réaliser le protocole

Enigme n°4

Le code génétique est dit :

1. non chevauchant, c'est à dire qu'un nucléotide n’appartient qu’à un seul codon
2. univoque, c’est-à-dire, qu’un codon désigne toujours le même acide aminé
3. redondant, c’est-à-dire que plusieurs codons codent pour un même acide aminé
4. universel, c’est-à-dire qu’il est commun à presque tous les êtres vivants

Utilisez les indices précédents et le documents ci-dessus pour expliquer pourquoi le code génétique est dit univoque, redondant et universel. Faites valider votre réponse par le professeur pour avoir le numéro de l’énigme n°4.

Enigme n°5 - à vous de réfléchir ...

CCAOUR OBUACENAUCR CUUE UGUODE DU UGUAAUDENAUCG, AUUCUG GUUOUUCU FCGAUDRCGG AUGUAAATAUCPCUGIER CUGES NUAUGEROAGU DEAGC QUCGAACURE ENAUUCAAMEAGU UUUREUGUEDENACGEAGU.

Protocole à suivre

• Ouvrir le logiciel Geniegen2, en ligne sur Internet.
• Une fois sur le site cliquer sur « ouvrir la banque de séquence »
• Saisir en haut dans « saisissez quelques mots clés » : taper « globine » ; puis ne cocher que la case « ARN ».
• Sélectionner en dessous, en cliquant dessus, l’ARNm (cod) qui signifie « codant » de la chaîne béta de l’hémoglobine.
• Sélectionner également en cliquant dessus, l’ARNm (cod) qui signifie « codant » de la chaîne Alpha de l’hémoglobine.
• Vérifier que vous avez bien les deux séquences qui apparaissent à droite, puis cliquer en bas sur « charger ces séquences ».

Vous avez gagné le droit de recopier le bilan !

(monsieur Fayard)

Bravo !!

Bilan : le code génétique est le système qui établit la correspondance entre la séquence de nucléotides du gène et la séquence d’acides aminés de la protéine produite quand il s’exprime. Les nucléotides sont lus 3 par 3, chaque triplet de nucléotides est appelé un « codon ». En fonction de la nature et de l’ordre des nucléotides dans le codon, l’acide aminé utilisé pour fabriquer la protéine sera différent. Le code génétique a plusieurs caractéristiques : - il est redondant : plusieurs codons codent pour un même acide aminé - il est univoque : un codon ne code que pour un et un seul acide aminé - il est non-chevauchant : un nucléotide n’appartient qu’à un seul codon - il est universel : il est commun à presque tous les êtres vivants

Résultats obtenus