La synthèse des protéines est le mécanisme de production de protéines déterminé par l'ADN, qui se déroule en deux phases appelées transcription et traduction.
Le processus se déroule dans le cytoplasme des cellules et implique également de l'ARN, des ribosomes, des enzymes spécifiques et des acides aminés qui aideront à la séquence de la protéine à former.
Étapes de l'expression génique ou génétique.
En bref, l'ADN est « transcrit » par l'ARN messager (ARNm) puis l'information est « traduite » par les ribosomes (composés d'ARN ribosomique et molécules protéiques) et par l'ARN transporteur (ARNt), qui transporte les acides aminés, dont la séquence déterminera la protéine à formé.
L'expression du gène
Les étapes du processus de synthèse des protéines sont régulées par les gènes. L'expression génique est le nom du processus par lequel l'information contenue dans les gènes (la séquence d'ADN) génère des produits gènes, qui sont des molécules d'ARN (dans l'étape de transcription du gène) et des protéines (dans l'étape de traduction gène).
Transcription des gènes
Dans cette première phase, la molécule d'ADN s'ouvre, et les codes présents dans le gène sont transcrit pour la molécule d'ARN. LES Enzyme ARN polymérase il se fixe à une extrémité du gène, séparant les brins d'ADN, et les ribonucléotides libres s'apparient avec le brin d'ADN qui sert de matrice.
La séquence de bases azotées des ARN suivent exactement la séquence des bases de l'ADN, selon la règle suivante :
- U avec A (Uracil-ARN et Adénine-ADN),
- A avec T (Adénine-ARN et Thymine-ADN),
- C avec G (Cytosine-ARN et Guanine-ADN) et
- G avec C (guanine-ARN et cytosine-ADN).
Ce qui détermine le début et la fin du gène qui sera transcrit, ce sont des séquences nucléotidiques spécifiques, le début est le région du promoteur du gène et la fin est la région terminale. L'ARN polymérase s'insère dans la région promotrice du gène et se déplace vers la région terminale.
traduction génétique
LES chaîne polypeptidique est formé par la jonction d'acides aminés selon la séquence de nucléotides de l'ARNm. Cette séquence d'ARNm, appelée codons, est déterminé par la séquence de bases du brin d'ADN qui a servi de matrice. Ainsi, la synthèse des protéines est la traduction de l'information contenue dans le gène, c'est pourquoi on l'appelle traduction de gène.
Code Génétique: Codons et Acides Aminés
Il existe une correspondance entre la séquence des bases azotées, qui constituent le codon de l'ARNm, et le acides aminés associé à lui appelé code génétique. La combinaison de triples de bases forme 64 codons différents auxquels correspondent 20 types d'acides aminés qui composeront le protéines.
Voir la figure suivante pour le cercle du code génétique, qui doit être lu du milieu vers l'extérieur, donc exemple: le codon AAA est associé à l'acide aminé lysine (Lys), GGU est la glycine (Gly) et UUC est la phénylalanine (Phe).
Cercle de code génétique. Le codon AUG, associé à l'acide aminé Méthionine, est le codon d'initiation et les codons UAA, UAG et UGA sans acides aminés associés, sont les codons d'arrêt.
Le code génétique est dit « dégénéré » car de nombreux acides aminés peuvent être codés par le même codon, comme la sérine (Ser) associée aux codons UCU, UCC, UCA et UCG. Cependant, il existe l'acide aminé Méthionine associé à un seul codon AUG, qui signale la début de la traduction, et 3 codons d'arrêt (UAA, UAG et UGA) non associés à aucun acide aminé, qui signalent la fin de la synthèse des protéines.
En savoir plus sur Code génétique.
Formation de chaînes polypeptidiques
Représentation schématique de l'association entre le ribosome, l'ARNt et l'ARNm pour la formation de protéines.
La synthèse des protéines commence par l'association entre un ARNt, un ribosome et un ARNm. Chaque ARNt porte un acide aminé dont la séquence de bases, appelée anticodon, correspond au codon de l'ARNm.
L'ARNt portant une méthionine, orienté par le ribosome, se lie à l'ARNm où se trouve le codon correspondant (AUG), démarrant le processus. Ensuite, il s'éteint et un autre ARNt s'allume, apportant un autre acide aminé.
Cette opération est répétée plusieurs fois formant la chaîne polypeptidique, dont la séquence d'acides aminés est déterminée par l'ARNm. Lorsque le ribosome atteint enfin la région de l'ARNm où se trouve un codon stop, la fin du traiter.
Qui participe à la synthèse ?
Comparaison entre une molécule d'ADN (double brin) et une molécule d'ARN (simple brin).
ADN
Les gènes sont des parties spécifiques de la molécule de ADN, qui ont des codes qui seront transcrits en ARN. Chaque gène détermine la production d'une molécule d'ARN spécifique.
Toutes les molécules d'ADN ne contiennent pas de gènes, certaines n'ont pas les informations nécessaires à la transcription des gènes, ce sont de l'ADN non codant et leur fonction n'est pas bien connue.
ARN
les molécules de ARN ils sont produits à partir d'une matrice d'ADN. L'ADN est un double brin, dont un seul est utilisé pour la transcription de l'ARN.
L'enzyme participe au processus de transcription ARN polymérase. Trois types différents sont produits, chacun avec une fonction spécifique: ARNm - ARN messager, ARNt - ARN de transport et ARNr - ARN ribosomique.
Ribosomes
Toi ribosomes ce sont des structures présentes dans les cellules eucaryotes et procaryotes, dont la fonction est de synthétiser des protéines. Ce ne sont pas des organites car ils n'ont pas de membranes, ce sont des espèces de granules, dont la structure est composée de la molécule d'ARN ribosomique repliée, associée à des protéines.
Ils sont formés de 2 sous-unités et sont localisés dans le cytoplasme, libres ou associés au réticulum endoplasmique rugueux.
Vérifiez les différences entre ADN et ARN.
Des exercices
1. (MACK) Les codons UGC, UAU, GCC et AGC codent respectivement pour les acides aminés cystéine, tyrosine, alanine et sérine; le codon UAG est terminal, c'est-à-dire qu'il indique l'interruption de la traduction. Un fragment d'ADN, qui code pour la séquence sérine – cystéine – tyrosine – alanine, a subi la perte de 9le base azotée. Vérifiez l'alternative qui décrit ce qui va arriver à la séquence d'acides aminés.
a) L'acide aminé tyrosine sera remplacé par un autre acide aminé.
b) L'acide aminé tyrosine ne sera pas traduit, résultant en une molécule avec 3 acides aminés.
c) La séquence ne sera pas traduite, car cette molécule d'ADN altérée n'est pas capable de commander ce processus.
d) La traduction sera interrompue au 2ème acide aminé.
e) La séquence ne subira pas de dommages, car toute modification du brin d'ADN est immédiatement corrigée.
Alternative correcte: d) La traduction sera interrompue au 2ème acide aminé.
2. (UNIFOR) « L'ARN messager est produit dans le ____I___ et, au niveau ____II___, il est associé à ____IIII___ participant à la synthèse de ____IV___. Pour compléter correctement cette phrase, I, II, III et IV doivent être remplacés, respectivement, par:
a) ribosome – cytoplasmique – mitochondrie – énergie.
b) ribosome – cytoplasmique – mitochondrie – ADN.
c) noyau – cytoplasme – mitochondries – protéines.
d) cytoplasme – nucléaire – ribosomes – ADN.
e) noyau – cytoplasme – ribosomes – protéines.
Alternative correcte: e) noyau – cytoplasme – ribosomes – protéines.
3. (UFRN) Une protéine X codée par le gène Xp est synthétisée sur les ribosomes à partir d'un ARNm. Pour pour que la synthèse ait lieu, il faut que les étapes se produisent respectivement dans le noyau et dans le cytoplasme. dans:
a) Initiation et transcription.
b) Initiation et résiliation.
c) Traduction et résiliation.
d) Transcription et traduction.
Alternative correcte: d) Transcription et traduction.
4. (UEMA) Le code génétique est un système d'information biochimique qui permet la production de protéines, qui déterminent la structure des cellules et contrôlent tous les processus métaboliques. Marquez l'alternative correcte où se trouve la structure du code génétique.
a) Une séquence aléatoire de bases azotées A, C, T, G.
b) Une séquence de bases d'ADN brisées indique une séquence de nucléotides qui doivent se réunir pour former une protéine.
c) Une séquence de bases d'ARN brisées indique une séquence d'acides aminés qui doivent se réunir pour former une protéine.
d) Une séquence aléatoire de bases azotées A, C, U, G.
e) Une séquence de bases d'ADN brisées indique une séquence d'acides aminés qui doivent se réunir pour former une protéine.
Alternative correcte: e) Une séquence de bases d'ADN brisées indique une séquence d'acides aminés qui doivent s'assembler pour former une protéine.
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