En effet pour la première on garde pratiquement le même
alphabet, il s'agit donc simplement d'une recopie du gène.
Cette recopie a essentiellement deux intérêts :
elle permet
de recopier le gène sur un seul brin, forme moins stable
mais qui rendra plus simple le processus de traduction.
En outre,
seul l'ARNm se déplace hors du noyau ce qui protège
la molécule d'ADN. L'étape de recopie peut donc
être vue comme une préservation de la molécule
d'ADN, vitale pour la cellule.
La seconde étape, par contre, est une vraie traduction
car on passe de l'alphabet à quatre lettres de l'ADN
à l'alphabet à vingt lettres des acides aminés.
Voyons à présent plus en détail ces deux
étapes.
La transcription
L'étape de transcription consiste en la recopie
d'un segment de brin d'ADN sur une molécule d'ARNm.
Trois étapes se succèdent :
Initiation:
Pour que les enzymes intervenant dans cette transcription
(ARN polymérase) reconnaissent le début
et la fin d'un gène au milieu de la longue séquence
des nucléotides de l'ADN, chaque gène possède
des bornes. Celle qui permet le départ de la transcription
est appelée promoteur. Quelque soit le gène,
cette zone contient une séquence de nucléotides,
succession de Thymine et Adénine, appelée TATA
box (ou boite TATA pour les anglophobes).
Élongation :
L'enzyme sépare alors les deux brins d'ADN sur une
dizaine de nucléotides et permet l'appariement des
nucléotides du futur ARNm. Seul un des deux brins d'ADN
servira de matrice. Au fur et à mesure, l'enzyme avance
et poursuit la transcription.
La transcription s'effectue par empreinte des bases complémentaires.
transcription
Terminaison :
Quand l'ARN polymérase arrive sur la "borne de
fin" du gène, le site de terminaison, elle cesse
son activité et libère l'ARNm.
La maturation
des ARN messagers
Juste après la transcription, le messager est une
copie conforme du brin d'ADN.
Toutefois
chaque gène est constitué de morceaux codant pour
la protéine - les exons - séparés par des morceaux d'ADN ne participant
pas au codage de la protéine - les introns.
Pour pouvoir synthétiser une protéine, il faudra
auparavant supprimer ces introns.
Lors
de la transcription, ces introns restent dans le code, ils ne
seront éliminés que pendant la phase de maturation
ultérieure.
Dans un premier temps, les introns vont être éliminés
et les exons raccrochés bout à bout pour reconstituer
la continuité de la molécule d'ARN. Cette phase
s'appelle l'épissage. La façon dont la
cellule reconnaît les introns au sein de l'ARN pré-messager
est encore mal connue.
Schéma de l'épissage
La traduction
Il s'agit de passer de l'alphabet à quatre lettres (bases)
A, U, C, G à l'alphabet des acides aminés qui
sont une vingtaine. Il faut donc plusieurs bases pour pouvoir
coder un acide aminé.
Ceux-ci sont codés par des triplets de 3 lettres, les codons, au nombre de 64, ce qui implique que ce codage
est redondant (plusieurs codons possibles pour le même
acide aminé).
Schéma Codons
L'ARN messager va ensuite se placer sur une unité d'assemblage
des protéines, le ribosome, où il sera
traduit pour élaborer une séquence d'acides aminés
nécessaires à la synthèse des protéines.
Ribosome
L'ARN
messager est lu par le ribosome qui associe à chaque
codon, par l'intermédiaire d'une molécule d'ARN
particulière (l'ARN de transfert), l'acide aminé
qui lui correspond.
schéma
ribosome
Les acides aminés s'assemblent ensuite pour former la
protéine
Vidéos
disponibles sur la traduction et la synthèse des protéines
sur http://perso.wanadoo.fr/biomultimedia/archiv/traduc.htm
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DE
NOUVELLES VOIES POUR LA GENETIQUE ? |
On
l'a vu, selon le dogme central un gène code spécifiquement
pour un ARN qui code spécifiquement pour une protéine.
Le modèle initial n'envisage pas de rétroaction
possible entre l'environnement et la structure de l'ADN.
Le génotype contenu dans l'ADN (et l'ensemble du matériel génétique
contenu dans le noyau) se comporte comme une sorte de "programme"
qui se déroulerait linéairement et non seulement
construirait le phénotype de l'espèce, de l'embryon à l'adulte, mais aussi
une part du destin individuel.
On a ainsi annoncé dans les années 80 la découverte
du gène de la fidélité conjugale ou du
sport…
Au fond, l'essentiel est déjà inscrit dans le
génome de la première cellule née de la
pénétration du spermatozoïde dans l'ovule.
Cela suppose également que la molécule ADN initiale
contient aussi le programme de sa propre différenciation,
au moment du développement embryonnaire. Il faut admettre
que le "plan de montage" de l'espèce en général
et de l'individu en particulier est livré "clés
en main" avec le génotype.
C'est ce modèle qui a fondé les espoirs que l'on
met dans le déchiffrage des génomes et les investissements
financiers et technologiques considérables que l'on y
consacre. Puisqu'au fond tout est génétique, il
suffirait de trouver la clé de ce langage particulier
de programmation pour pouvoir "corriger" le vivant.
génome
Ce modèle a amené quelques succès en thérapie
génique, succès cependant moins importants que
les espoirs suscités au départ, des avancées
importantes dans le domaine des biotechnologies (les techniques
de clonage, les organismes génétiquement modifiés…),
la mise au point de tests de dépistages fiables pour
certaines maladies génétiques, ce qui lui a valu
d'être le modèle d'explication dominant pendant
les dernières décennies.
Cependant
il peine à fournir les outils pour permettre la compréhension
de phénomènes aussi essentiels que l'embryogénèse,
la différenciation cellulaire, les mécanismes
immunitaires.
En outre, beaucoup de découvertes récentes sont
difficilement compatibles avec le modèle explicatif classique:
la plus grande
partie (plus de 95 %) du génome n'est pas constitué
de gènes, mais de parties non codantes (selon les auteurs,
on les appelle l'ADN "poubelle" ou l'ADN "égoïste").
On ignore le rôle exact de ces parties non codantes,
mais on pense aujourd'hui qu'elles jouent un rôle dans
les mécanismes de régulation des gènes.
Les gènes
n'ont pas un mode d'expression unique. Leur expression est
régulée par d'autres gènes, ou par d'autres
molécules, qui ont pour effet de pouvoir les activer
ou les désactiver, moduler leur niveau d'activité,
subordonner leur activité à certaines conditions
environnementale ou à l'état d'activité
d'autres gènes…
Il n'y a
pas de lien spécifique entre un gène et son
produit. En réalité un gène peut coder
pour plusieurs ARN, et de la même manière un
même ARN peut donner différentes protéines.
Une même
protéine peut avoir différentes fonctions selon
les associations moléculaires dans lesquelles elle
entre.
Les ARN et
les protéines peuvent avoir une action sur le génome
et même parfois le modifier .
Les conditions
environnementales peuvent également modifier l'action
d'un gène, et même modifier durablement le génome,
et ces modifications peuvent être transmises héréditairement.
Le nombre
de gènes du génome est sans rapport avec la
complexité d'un organisme. Le blé a 100 000
gènes contre 25 000 pour l'homme !
Des
chercheurs ont donc tendance aujourd'hui à vouloir explorer
d'autres voies de recherche, intégrant la systémique,
les réseaux, le hasard/sélection. Ils rejettent
l'idée d'une programmation inscrite a priori dans une
simple molécule (l'ADN).
On met l'accent sur l'instabilité et la variabilité
des états moléculaires du génome, sur le
rôle du matériel génétique non codant
présent dans l'ADN et la chromatine, sur les réseaux
d'interactions au niveau moléculaire et cellulaire, sur
l'impact de l'environnement, sur l'aspect dynamique de la biologie.
La cellule n'est plus "programmée" pour construire
l'individu dont elle fait partie. Elle est conçue comme
faisant partie d'un écosystème. Elle doit s'adapter
pour tirer partie des ressources nutritives environnantes ou
mourir, elle subit des pressions environnementales capables
d'influer sur son comportement.
De même que le cours des astres n'est pas le résultat
d'un programme, mais découle de la mise en œuvre
des lois physiques simples, mathématisables, la biologie
pourrait s'appuyer sur les outils mis au points par les mathématiciens
et les physiciens pour modéliser l'apparent désordre
du vivant.
