La biosynthèse des protéines et la relation protéine-caractère
Transcription, traduction, code génétique : comment un gène devient une protéine, puis un caractère comme la drépanocytose.
www.ndolomath.comFiche de révision de SVTEEHB : « La biosynthèse des protéines et la relation protéine-caractère », proposée par ndolomath.comndolomath
La biosynthèse des protéines et la relation protéine-caractère
Module I : Le monde vivantSéquence 2 : Du gène à la protéineSéances 6-7 : Biosynthèse des protéines ; relation protéine-caractère
💡 Idée principale : un gène est un morceau d’ADN qui contient la « recette » d’une protéine. Dans le noyau, il est copié en ARN messager (transcription) ; dans le cytoplasme, les ribosomes lisent l’ARNm trois bases par trois bases (codons) et assemblent les acides aminés (traduction). La protéine fabriquée détermine le caractère : un changement d’une seule base peut provoquer une maladie comme la drépanocytose.
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Étapes résumées
Transcription (noyau) : un gène est copié en ARN messager par complémentarité.
Traduction (cytoplasme, ribosomes) : chaque codon de 3 bases = 1 acide aminé ; on obtient une protéine.
Acteurs : ADN, ARNm, ribosomes, acides aminés, énergie (ATP) ; produit : une protéine.
Gène → protéine → caractère ; une mutation (GAG → GUG) donne l’hémoglobine S de la drépanocytose.
Situation problème
À l’hôpital Laquintinie de Douala, un médecin explique à des parents que leur fille est drépanocytaire « à cause d’une seule lettre changée dans un gène de l’hémoglobine ». Le père, étonné, demande comment une seule lettre peut changer la forme des globules rouges et rendre malade.
Consignes :
Relève le problème posé.
Qu’est-ce qu’un gène et que commande-t-il ?
Comment une petite modification du gène peut-elle changer un caractère ?
le problèmel’ADNla protéine
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Compétence visée
Sensibiliser sur la nécessité du maintien de la quantité et de l’intégrité de l’ADN au cours de la reproduction.
Objectifs de la leçon
Décrire les étapes, la localisation, les acteurs et les produits de la biosynthèse des protéines.
Utiliser le code génétique.
Établir la relation gène – protéine – caractère.
Les étapes de la synthèse des protéines
Activité 1 : du noyau au cytoplasme
Le document 1 résume la fabrication d’une protéine dans une cellule.
Document 1 : transcription et traduction.
Où se fait la transcription ? Et la traduction ?
Quel est le rôle de l’ARN messager ?
Ce qu’il faut comprendre : la transcription a lieu dans le noyau : un gène est copié en ARN messager, en respectant la complémentarité (avec U à la place de T). L’ARNm sort du noyau et va dans le cytoplasme, où les ribosomes le « lisent » : c’est la traduction. L’ARNm est donc le messager entre l’ADN, qui reste protégé dans le noyau, et les ribosomes.
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1. Bilan : localisation, acteurs et produits
Étape
Où ?
Acteurs
Produit
Transcription
noyau
ADN (gène), enzyme, nucléotides d’ARN
ARN messager
Traduction
cytoplasme
ARNm, ribosomes, acides aminés, ATP
protéine
Le code génétique
2. Trois bases = un acide aminé
L’ARNm est lu par groupes de trois bases appelés codons. Chaque codon correspond à un acide aminé (il en existe 20). Le codon AUG marque le début ; les codons UAA, UAG et UGA marquent la fin. Ce code est le même chez presque tous les êtres vivants : il est universel.
Exemple guidé : traduire un ARNm
Un fragment d’ARNm a la séquence AUG – GAG – UUU – UAA. Code : AUG = Met (début), GAG = Glu, UUU = Phe, UAA = stop. Quelle protéine obtient-on ?
Solution : On découpe en codons : AUG | GAG | UUU | UAA. On traduit : Met – Glu – Phe – stop. Le fragment de protéine est Met-Glu-Phe (3 acides aminés).
l’ARN messagerles acidesles adolescents
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De la protéine au caractère
Activité 2 : l’exemple de la drépanocytose
Le document 2 compare le gène de l’hémoglobine normale (HbA) et celui de l’hémoglobine S (HbS).
Document 2 : relation gène – protéine – caractère chez le drépanocytaire.
Quelle différence existe entre les deux gènes ?
Quelles conséquences cette différence a-t-elle sur la protéine et le globule rouge ?
Ce qu’il faut comprendre : une seule base est changée dans le gène : c’est une mutation. Le codon GAG devient GUG : le 6e acide aminé de la chaîne β de l’hémoglobine est la valine au lieu de l’acide glutamique. L’hémoglobine S forme des fibres rigides qui déforment le globule rouge en faucille. Ainsi, le gène détermine la protéine, et la protéine détermine le caractère.
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Autres exemples gène → protéine → caractère
Albinisme : gène de la tyrosinase non fonctionnel → pas de mélanine → peau et cheveux très clairs.
Hémophilie : gène d’un facteur de coagulation anormal → le sang coagule mal.
Groupes sanguins A, B, O : protéines différentes sur les globules rouges.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Un gène est un fragment d’ADN qui commande la fabrication d’une protéine.
Transcription (noyau) : gène → ARN messager.
Traduction (cytoplasme) : les ribosomes lisent les codons et enchaînent les acides aminés.
Le code génétique : 1 codon de 3 bases = 1 acide aminé ; AUG = début.
Gène → protéine → caractère ; une mutation peut modifier le caractère (drépanocytose).
je retiensles protéinesles hématies
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Vocabulaire à connaître
Gèneportion d’ADN qui code une protéine.Transcriptioncopie d’un gène en ARNm.Traductionlecture de l’ARNm par les ribosomes pour fabriquer une protéine.Codongroupe de trois bases de l’ARNm.Mutationmodification de la séquence de l’ADN.
Je m’évalue
1. Où se déroule la traduction ?
2. Combien de bases forment un codon ?
3. Quel est le produit de la transcription ?
4. Quel acide aminé remplace l’acide glutamique dans l’HbS ?
Réponses : dans le cytoplasme (ribosomes) · trois · l’ARN messager · la valine. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisles organitesles bases
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Erreurs fréquentes
Confondre transcription (ADN → ARNm) et traduction (ARNm → protéine).
Mettre T dans l’ARNm : il contient U.
Croire que l’ADN sort du noyau : c’est l’ARNm qui sort.
Méthode
Pour passer du gène à la protéine : écris le brin d’ADN, transcris-le en ARNm (A→U, T→A, C→G, G→C), découpe en codons, puis traduis chaque codon avec le tableau du code génétique.
Activité d’intégration
Un couple de Bamenda dont l’enfant est drépanocytaire veut comprendre la maladie. Le laboratoire leur remet un extrait de gène : brin transcrit normal … CTC … ; brin transcrit de l’enfant … CAC …
Écris les ARNm correspondants et traduis-les (GAG = Glu, GUG = Val).
Explique pourquoi les globules rouges de l’enfant sont déformés.
Montre que la drépanocytose illustre la relation gène – protéine – caractère.