ADN ET STRUCTURES DES GENES
Comment
s'exprime un gène ?. Voilà une question qui
amèneà rappeler d'abord les principales composantes
d'un gène sur le ADN (amplificateur, promoteur,..). Aussi,
il faut rappeler qu'il y'a des gènes et des gènes!
Les gènes sont constitués de séquences
nucléotidiques qui sont à l'origine des protéines
(séquences d'acides aminés). Pour tester ses connaissances
sur ces aspects tester des QCM: QCM: ADN-ARN,
QCM-expression des
gènes
Structure d'un gène
La structure d'un gène ainsi que sa longueur sont variables.
Un gène contient 2 zones:
1/ une zone régulatrice située près de l'extrémité 5' et2/
une zone contenant les parties codantes du gène.
Les gènes des eucaryotes présentent des parties
codantes complexes et polymorphes comprenant une succession d'exons
et d'introns. Certains gènes, chez les eucaryotes, ne possèdent
pas d'introns (vestiges de bactéries ?). Les protéines
sont codées par les exons. Certaines parties des exons
sont non codantes. Situés entre les exons, les introns
ne sont pas codants (QCM-gènes)
Promoters
in eukaryotic organisms- e.g. plants, animals- comprise multiple
elements, some of which are found in nearly all promoters. These include:
- CAAT box. A consensus sequence (GGCCAATCT) close to -80 bp
from the start point (+1). It plays an important role in promoter
efficiency, by increasing its strength, and it seems to function
in either orientation. This box is replaced in plants by a consensus
sequence called the AGGA box.
- TATA box (consensus sequence TATAA). A sequence usually located
around 25 bp upstream of the start point. The TATA box tends to
be surrounded by GC rich sequences. The TATA box binds RNA polymerase
II and a series of transcription factors (TFIIX, being X a letter
that identifies an individual transcription factor) to form an
initiation complex.
- GC box (consensus sequence GGGCGG). A sequence rich in guanidine
(G) and cytidine (C) nucleotides, is usually found in multiple
copies in the promoter region, normally surrounding the TATA box.
- CAP site (consensus sequence TAC). A transcription initiation
sequence or start point defined as +1, at which the transcription
process actually starts.
RNA polymerase II starts at the TATA region where it binds and moves
along the DNA until it reaches the CAP site where the actual synthesis
of RNA starts. The transcription process only takes place in the
downstream direction, from 5' (left) to 3' (right).
GENES ET TRANSCRIPTION
Le gène en entier est transcrit en ARN. Les introns sont ensuite excisés au cours du processus de la maturation. Il en résulte un ARN messager mature (mARN) ne contenant que des séquences codantes correspondant aux exons. A l'inverse des eucaryotes, les procaryotes, comme les bactéries, ont des gènes constitués de parties codantes uniquement (sans introns). Chez les Eucaryotes (noyau et organites), la molécule synthétisée par l'ARN polymérase est souvent de l'ARN prémessager qui va subir une maturation post-transcriptionnelle dans le noyau avant de subir la traduction dans le cytoplasme.
La partie régulatrice d'un gène est constituée
de 2 parties; l'amplificateur (enhancer) et le promoteur,
situé juste en amont de l'extrémité 5' du
premier exon et sur lequel se fixe la ARN polymérase (enzyme
de transcription) par le biais des ségments CAAT et TATA
box.
La traduction commence au codon méthionine AUG.
Elle s'arrête sur le dernier exon dès l'apparition
de l'un des trois codons stop (UAA, UAG, UGA). Le denier
exon présente aussi une partie non codante qui est transcrite
mais non traduite. A environ 20 nucléotide de la fin du
dernier exon, existe une séquence AATAAA nécessaire
pour la polyadénylation du ARN après transcription
(QCM
transcription).
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GENES ET TRADUCTION DE L'INFORMATION
Gènes
uniques codant pour plusieurs protéines
Plusieurs gènes sont capables de coder pour plusieurs protéines
(isoprotéines). Cest le cas des gènes qui codent pour
les isoenzymes
qui ont des fonctions analogues (calyse de la même réaction),
mais dont la structure est légèrement différente.
Ces gènes uniques non répétitifs, possèdent
un ou plusieurs exons qui codent pour une partie commune de la protéine
et plusieurs autres exons, spécifiques de chacunes des isoprotéines.
Gène
dispersés codant pour plusieurs protéines. Familles
de gènes
Ce sont plusieurs gènes semblables dispersés sur
un ou plusieurs chromosomes et codant pour des isoprotéines.
C'est le cas des protéines responsables de la contraction
musculaire (actine et myosine). La myosine, constituée
de 2 paires de sous-unités légères et 1 paire
de sous-unités lourde, a 6 gènes codant pour la
sous-unité lourde permettant à la myosine d'exister
sous differentes isoformes.
Gènes
ne codant pour aucune protéines. Pseudogènes
Un pseudogène est une séquence de nucléotides
analogue à la séquence transcriptionnellement active,
mais ne codant pas
Polymorphisme
du génome.
Le génome reste un réservoir inépuisable
de polymorphisme, car il est soumis aux effets mutagènes
de l'environnement. Par 1000 bases, 0,5 à 10 nucléotides
sont différents d'un individu à un autre en fonction
de l'espèce. La majorité de ces mutations se trouvent
dans des régions intergéniques (non codantes). L'ADN
codant ne représente que 5 à 40% du génome
des organismes supérieurs, selon les espèces.
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