L'Information Genetique (IG)

I- Existance et la transmission d'un programma génétique
L'IG est l'information qui gouverne les caractères transmisibles d'une géneration à l'autre.
Dans la réproduction conforme les déscendants sont issus d'un seul parent.
Ces déscendants sont identiques à ces parents et indiques entre eux: il forme un clone cellulaire
Exemple: Des bacteries placent dans un milieu de culture convenable donne naissance à des milions des bacteries.
L'ensemble de ces bacteries est un clone cellulaire.

L'IG détermine les caractères d'un individue au sein de l'espèce.
ces caractères se transmetent de géneration en géneration: ces caractères sont héreditaires.
Toute les cellules d'un clone possedent la totalité de l'information génetique de type cellulaire cultivée.
On appelle géne l'unité d'information correspondant à un caractère héreditaire.
L'ensemble des géne constitue les programmes génetiques ou génome de l'individu. Il faut donc admettre qu'à chaque division cellulaire il y a réproduction conforme du programme génetique.

II- La localisation de l'IG
Dans le cas d'une bacterie ou d'un protozoère, il faut recherche le support de l'IG à l'interieur de la cellule unique e l'organisme.
Chez les organismes pluri-cellulaire qui se réproduise par voie sexuelle la transmission du programme génetique d'une géneration à la suivante s fait par l'inetrmedière d'une cellule unique appelle oeuf.
L'oeuf resulte de la fusion de deux cellule sexuele: le spermatozoide et l'ovule.
Des experiences réalisent chef une algue unicellulaire geante l'acetabulaire, on montre que l'IG est contenue dans le noyau.
Cette IG influance les synthèses réalise dans le cytoplasme.
Une cellule exprime le programme génetique contenue dans le noyau sous forme de caractère spécifique du cytoplasme (la forme du chapeau pour l'acetabularia).
Des experiences ont montres que c'est l'ADN contenue dans le noyau qui est le support moleculaire de l'IG.
Chez les procaryotes (cellule sans noyau, l'ADN est libere dans le cytoplasme).
Chez les eucaryotes (cytoplasme et noyau bien distincte) l'ADN est enferme dans le noyau.
Dans tout les cas le cytoplasme exsecute les ordres donne par l'ADN: c'est ainsi que s'exprime l'IG.

III- Le support de l'IG: l'ADN
L'ADN est la plus long molécule chez les êtres vivants. Selon Watson et Crick l'ADN est forme par 2 chaîne de nucleotide en roule l'une autours de l autre en une double.


Les 2 chaînes de la molécule d'ADN sont réliés par des liaisons établies entre les bases des deux nucléotides qui se font face.
La première propriété dépend de l'ordre ou séquence de nucléotide le long d'une chaîne. L'IG est donc écrite à l'aide d'un alphabet de 4 lettres {A,T,C,G} pour que l'IG soit transmise d'une géneration à la suivante il faut que l'ADN soit capable de se réproduite d'une manière qui conserve la séquence de chaque brin ou chaque chaîne.
Cette deuxième proprété a pour fondement la complementaritée entre les bases des deux chaînes:
  • L'adenine ne peut se liée qu'avec la thynine [A=T]
  • La guanine ne peut se liée qu'avec la cytozine [G=C]
     
     
     

    LA Reproduction Conforme

    Géneralité
    La réproduction conforme est une processus d division cellulaire aucours du quelle se forme 2 cellules filles possedant une IG identique à celle de la cellule mère.
    Toute les cellules qui divisent les une des autres par réproduction conforme constitue de cellule génetiquement identique ou clone cellulaire.
    Les cellules de ces clones ont toute la meme quantité d'ADN.

    I- L'ADN s'auto-réproduit
    1-Une réplication semi-conservative
    La réproduction de l'ADN appelle réplication se fait selon un monde semi-conservatif: un brin de la molécule mère est conservé dans chaqu'une des 2 molécules filles et par les jeux de complementarite des bases, chaque molécule fille est une réplique parfaite de la molécule mère.


    2-Un ou plusieurs points d'initiation
    La réplication s'effectue avant une division cellulaire pour la cellule procaryote la réplication débite en un seul point de la molécule d'ADN appartir du quelle 2 fourses de réplication progresse en sens oppese jusqu'à se rejoindre lorsque la totalitée de la molécule est répliquée.
    Pour la cellule eucaryote la réplication débite à de nombreux point de la molécule d'ADN est associe à des protéines appelle histone pour forme la chaine nucléosomoque.
    Avant la réplication l'ADN est separé des histones après la réplication de chaine nucléosomoque fille se reconstitue.

    II- Une copie d'ADN pour chaque cellule filles
    1-La division de la cellule procaryote
    Les cellules procaryotes possedent une quantite d'ADN plus faible que les cellule eucaryotes.
    Leurs IG est porté par une molécule d'ADN libre dans le cytoplasme avant la division de la cellule la réplication d'ADN donne 2 molécules filles qui sont de copie en forme de la molécule mère.
    Au monet de la division chaque cellule fille récoit une des copie c-à-d une IG.

    2-La division de la cellule eucaruote ou motose
    La mitose est une division cellulaire aucours de laquelle une cellule à 2n chromsome donne 2 cellule fille à 2n chromosome.
    a-Les phases de la mitose
    La mitose est un phénomène continue qui dure 30 à 180 minites selon les cellules.
    Le comportement des chromosomes perme de distingue 4 phases:

  • La prophase (15 à 60 minutes)
    Elle est caracterise par:
    Rémarque: On a une calotte polaire chez la cellule végetale

  • La metaphase (quelque minute)
    Elle est caracterisé par le groupement des cebtromères dans le plans équatoriale.
    L'ensemble des chromosomes clivés ou fussurés et tangés est appelle plaque équatoriale.
    Les fibres chromosomiales qui naissent au voisinage du centromère ratache chaque chromosome ou 2 poles du fuseau.
    Une vue polaire de la plaque équatoriale permet de dénombre les chromosomes.

  • L'anaphase (2 à 3 minutes)
    Chaque centromère se divise en 2, le centroomère fils solidaire d'une chromatide s'écrite l'un de l'autre en direction des poles du fuseau:

  • La telophase (meme durée que la prophase)
    Il y a formation d'un noyau au neveau de chaqu'un de deux lots de chromosome:
    La division du noyau eqt alors terminé pour avoir 2 cellules filles, il faut une division du cytoplasme entre les 2 noyau fils.
    Cette division se fait:
    Les 2 cellules entre en interphase:


    3-Un caryotype pour chaque éspèce
    Le caryotype répresente le nombre et la taille des chromosomes d'une éspèce.
    Dans un caryotype comporte un ensemble de n type different de chromosome qui constitu le lot de base ou haploide. Les cellules sont alors dite diploide car elle contienne 2 exemplaires de chaque type chromosomique, on dit qu'elles ont de chaque type 2n chromosome.
    Exemple:

    3-La notion des cycles cellulaires
    Les cellule qui se divise régulièrement effectue un cycle qui est divise en 2 phases:

  • La division cellulaire proprement dite
  • L'interphase
    La longueur de cycle est constante pour un type de cellule donné et l'interphase est beaucoup plus long.
    Pour un cycle complet de 20 heures, la mitose dure une heure.
    L'interphage comprebd 3 parties:
  • Une phase de croissance initial ou phase G1
  • Une phase de réplication de l'ADN ou phase S
  • Une nouvelle phase de croissance cellulaire ou phase G2 qui presente la mitose
     
     
     
     
     
     

    L'Expression De L'IG


    I- De l'IG au phenotype
    1-Le phenotype dépend des protéines
    Chaque individue presente un phenotype particule c-à-d un certain nombre directement observable dans la plupard sont héreditaire.
    Le type de caractère considère (forme, couleur,...) dépend étroitement de la presence ou de l'absence d'une protéine donne le plus souvent une enzyme.
    Exemple: La pigmentation des yeux, de la peau et des poils est dû à une substance l'amelanine qui se forme apartir d'un precurseur la tyrogine présent dans l'alimentation.
    Toute les réation chimique qui apartir de la tyrodine aboutisse à l'amelanine sont cathalyse par une seul enzyme la phenoloxydase.
    Tyrosine --------------------> mélenine 
    acide aminé             (pigment brun)

    Une protéine est constitue par l'en chaînement de molécule d'acide aminé unie entre elle par des liaisons peptidique.
    Dans l'organisme chaque protéine a une fonction bien précise en étoile rélation avec sa conformation tridimentionnelle qu'elle même dépend de l'ordre ou séquence des acides animés.
    Il existe 20 acides animés dans l'organisme. La diversite d'un enchainement de ces acides animés entrainement une très grand diversité des protéines.
    Exemple: Pour une protéine compotant 200 acides aminés, il y a 20 puissances de sang enchainement possible.

    2-une gène une protéine
    De nombreuses experiences ont permis de démontre que l'ordre dans lequele s'enchaine les acides animés dans une chaine polypeptidique est déterminer par l'ordre dans lequele s'enchaine le nucléotide dans l'ADN.
    Le gène est une petite fraction d'ADN capable de dirige la synthèse d'un protéine.
    Le passage de l'orddre de gène (enchainement de 4 nucléotides differents) à l'ordre de la protéine (enchainement de 20 acides animés different) fait intervenir un système de correspondances que l'on appelle code génetique.

    II- Du gène à la protéine, 2 grandes étapes
    Quelque soit le type de cellule considere la mise en place des acides animés dans une chaine polypeptidique ne jamais commende directement par l'ADN mais un autre acide nucléique l'ARM messagé(ARNm) qui est une copie de l'information porté par l'ADN.
    La synthèse d'une protéine fait donc toujours intervienir 2 opérateurs successives:

  • Une transcription de ADN en ARNm
  • Une traduction de l'ARNm en protéine

    • Dans les cellules eucaryotes l'IG (égale plan de fabrication de protéine) se trouve dans le noyau alors que les atéliers de fabrication (ribosome) sont dans le cytoplasme il y a donc trasfert de l'information du noyau au cytoplasme.

    a-La transciption
    L'ARNm est comme l'ADN une acide nucléique.
    L'ARNm presente plusieurs difference avec l'ADN:

  • Le sucre n'est pas du désoxiribose mais du ribose
  • La thymine(T) de l'ADN est remplace par l'uracile(U)
  • La molécule ne forme que d'une seul chaine de nucléitide

    • La système de l'ARNm au contacte de l'ADN fait intervenir un complexe enzymatique l'ARN polymerage.
    Une seul chaine de l'ADN est transcrit en ARnm.
    La sequence des nucléotides de l'ARNm est complementaire de celle des nucléotides d'un des 2 brins du segment de la molécule d'ADN correspondant àun gène.
    L'information est écrite de la meme façon pour les 2 molecules ADN et ARNm: le transfert de l'une à l'autre est une simple opération de transcription.

    2-Traduction
    a-Code génétique
    L'ordre des acides animés dans une chaine polyptidique est commendé directement par l'ordre des nucléotides dans le molécule de l'ARNm.
    On appelle codon, unité de code génetique qui est une sequence de nucléotide parmi les 64 triples possibles:

  • 61 désignent un acide aminé définie
  • 3 commendent l'arret de la sythèse de protéine et sont appelle codon-stop

    b-L'ensemble des acides aminés pour forme une chaine polypeptidique se déroule dans le cytoplasme et fait intervenir 3 acteurs principaux:

  • L'ARNm qui apporte l'information nécéssaire à l'incorporation de chaque acide aminé à la place qui convient.
  • Les ribisomes petits organites cytoplasmiques qui sont les atéliers ou s'effectue l'ensemblage.
  • Les ARN de transfert(ARNt) qui sont des adapteurs indispansable pour faire correspondre un acide aminé donne à un codon déterminer de l'ARNm.

    III- Le macanisme de la synthese protéinique
    1-L'initiation
    La presence l'ARNm d'un codon initiateur (AUG) détermine à son niveau la réunion des deux sous-unités des ribosomes, d'autre part la mise en place de l'ARNt portent l'anticodon complementaire de AUG (ARNt de la methionine).
    L'adaptation codon, anticodon se fait dans le site P.

    2-L'élongation
    Le site A perme la fixation d'un autre complexe ominoacule-ARNt sur le codon adjacent d'une lorsque 2 acides aminés sont côte à côte il y a une formation d'une liaison péptidique entre 2 acides aminés.
    Le deplacement rélatif du ribosome sur l'ARNmpermet la lecture des codons successif et donc la mise en place de la chaîne polypéptidique.

    3-La terminaison
    Le passage du ribosome au niveau d'un codon-stop (UAA, UAG ou UGA) détermine la dissotiation du complexe ARNm-ribosome-ARNt-chaîne polypéptidique et donc la fin de la synthèse.
    La methionine (acide aminé correspondant au codon initiateur et separe de la chaîne polypéptidique.