La transcription de l’ADN en ARN

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Classe(s) : 1re Générale | Thème(s) : L'expression du patrimoine génétique


L’information génétique présente dans les gènes est à l’origine des protéines. La première étape de l’expression de cette information correspond à la synthèse d’un intermédiaire, l’ARN, lors de la transcription.

I Les caractéristiques de l’ARN

Un gène est une portion d’ADN contenant l’information nécessaire à la synthèse d’une protéine. Les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme, mais l’ADN ne sort pas du noyau. C’est l’ARN messager qui transfère cette information, depuis le noyau vers le cytoplasme.

L’ARN (acide ribonucléique) est une molécule de même nature que l’ADN : c’est un acide nucléique, composé d’une succession de nucléotides. Au contraire de l’ADN, il est constitué d’un seul brin ; le sucre composant ses nucléotides est du ribose ; il ne contient pas de base azotée thymine mais de l’uracile (complémentaire de l’adénine) ; il a une durée de vie très courte.

II La transcription, synthèse de l’ARN

mot clé

Maturation du pré-ARNm : modification de cette molécule (suppression de certaines portions non codantes, ajout de séquences « protectrices » à ses extrémités) qui devient alors l’ARNm.

Lors de la transcription, l’ARN est synthétisé par l’ARN polymérase (enzyme), à partir de nucléotides libres et d’énergie. Elle a lieu dans le noyau.

L’information contenue dans un gène est copiée par complémentarité de bases avec un des deux brins d’ADN, le brin transcrit (ou brin matrice). La molécule d’ARN ainsi produite est nommée pré-ARNm. Elle subit ensuite une maturation dans le noyau et devient l’ARNm, qui est exporté dans le cytoplasme où elle dirige la synthèse d’une protéine.

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Doc Transcription de l’ADN en ARN

Méthode

Déterminer la localisation d’une molécule

L’autoradiographie est une technique dont le but est de localiser la zone dans laquelle une molécule particulière s’incorpore (dans un tissu ou dans une cellule), et de suivre l’évolution de sa localisation au cours du temps. Pour cela, les chercheurs placent des cellules en présence d’une molécule dont un atome est radioactif, durant un temps suffisant pour que ces molécules radioactives pénètrent dans les cellules. Ils les recouvrent ensuite d’une émulsion photographique dont certains ions précipitent lorsqu’ils sont traversés par un rayonnement radioactif. Les précipités (grains d’argent) révèlent la présence de radioactivité, donc la localisation de la molécule d’intérêt.

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Doc Résultat d’une autoradiographie réalisée sur une acétabulaire

Une autoradiographie a été réalisée après avoir mis en présence une acétabulaire (algue unicellulaire) en présence de molécules de thymine radioactive durant 3 h.

Utiliser les résultats de l’expérience d’autoradiographie pour déterminer si l’ADN est capable de sortir du noyau pour transmettre l’information nécessaire à la synthèse des protéines dans le cytoplasme.

conseils

Étape 1 Repérer quel type de molécule est radioactif pour déterminer quelle est la molécule dont on suit la localisation.

Étape 2 Identifier la localisation de la radioactivité.

Étape 3 Interpréter les résultats pour déterminer la localisation de l’ADN.

solution

Étape 1 C’est la thymine qui est radioactive. C’est un élément spécifique de la molécule d’ADN (au contraire des autres nucléotides qui sont également communs à l’ARN). C’est donc la molécule d’ADN dont on suit la localisation dans cette expérience.

Étape 2 Les grains d’argent sont cantonnés au noyau cellulaire. La thymine radioactive est donc présente uniquement dans le noyau.

Étape 3 L’ADN, repéré via la thymine, est présent dans le noyau de la cellule et n’en sort pas. Ce n’est donc pas cette molécule qui transmet l’information au cytoplasme pour la synthèse des protéines.

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