Biochimie - Le génome humain et son expression

Emilio F.

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Biochimie - Le génome humain et son expression

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Thèmes abordés

Biochimie, génome humain, ADN, ARN, métabolisme, acides nucléiques, nucléoside, nucléotide, chromatine, génome nucléaire, polymérase, messager, gènes, code génétique, ribosome, cours

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Résumé du document

Une des structures de base de l'ADN est le désoxyribose (un ribose qui a perdu un hydroxyle). Cette molécule est rendue acide par la présence d'acide phosphorique qui va lui conférer une charge négative. Le terme acide nucléique est lié au fait qu'on les trouve essentiellement dans le noyau. Ce sont donc des macropolymères dont l'unité de base est le nucléotide (AA, GG, TT, CC, UU).
Un nucléotide est formé d'une ose (qui peut être soit le ribose soit le désoxyribose), d'un groupement phosphate et d'une base azotée (qui peut être de nature purique ou pyrimidique). Le nucléotide est chargé négativement. La molécule d'ADN est extrêmement longue. Elle va faire en moyenne 2m de long. Ne pas confondre nucléotide avec nucléoside ! La différence entre un nucléotide et un nucléoside est que le nucléoside ne possède pas un groupement phosphate.

Sommaire

Structure et métabolisme des acides nucléiques
1. Les acides nucléiques
2. L'ADN
3. L'ARN
4. Le catabolisme des acides nucléiques
Organisation du génome humain
1. Organisation générale
2. La structure de la chromatine
3. Organisation physique et fonctionnelle du génome nucléaire
Réplication de l'ADN
1. Définition
2. La réplication procaryote
3. Initiation de la réplication
4. Elongation
5. La fonction correction d'épreuves
6. Terminaison
7. La réplication eucaryote
8. Synthèse des extrémités télomèriques
9. Expression de la télomérase
Mutations et réparations de l'ADN
1. Mutation : définition
2. Conséquences des mutations
3. Les types de mutations
4. Les causes de mutations
5. L'induction des systèmes de réparations des mutations
6. Les différents systèmes de réparation
Transcription et maturation des ARN messagers
1. L'ARN polymérase
2. Schéma général de la transcription
3. Maturation de l'ARN pré-messager
Régulation de l'expression des gènes
1. Les différentes classes de gènes
2. Les différents niveaux de régulation
3. Définition
4. Régulation de la transcription
5. Les facteurs de remodelage de la chromatine
6. Mécanismes de régulation post-transcriptionnelle
Le code génétique et la traduction
1. Le code génétique
2. La traduction
3. Les étapes de la traduction
4. La régulation de la traduction

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Extraits

[...] Ils permettent une expression dépendante du développement ou du type cellulaire ou des conditions physiologiques. La régulation par ARN interférence : Des ARN de petite taille (microARN = miRNA) peuvent être générés (18 24 nucléotides) par le génome. Ils dérivent du clivage d'ARN plus grands (60 à 100 nucléotides). Ils sont complémentaires de séquences d'ARNm cibles forment des ARN double brin. Constitue un signal pour la cellule de dégradation de l'ARN, donc le but de ces ARNmi est d'aller tuer d'autres ARNm. [...]

[...] Le gène va être plus ou moins transcrit. Régulation de la transcription : La transcription de base nécessite : - Le promoteur proximal (éléments, les bases 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐) ; - La machinerie transcriptionnelle (facteurs généraux de transcription –𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇, 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 facteurs 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡). Cette transcription de base est modulée par : - Des séquences enhancers (éléments 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐, vont augmenter l'expression des gènes lorsque des protéines se lient sur des éléments 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐, augmente la fréquence de transcription) ; - Des séquences silencers (éléments 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐, diminuent l'expression des gènes) ; - Des éléments de réponse aux hormones (vont permettre aux hormones hydrophobes d'aller influer la transcription des gènes) ; - Des protéines qui se fixent sur des séquences (facteurs 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 activateurs, se fixent sur enhancers, ou répresseurs, se fixent sur silencers, récepteurs hormonaux). [...]

[...] Donc dans cet ARNm on a un repliement intrachaîne extrêmement figé. Une de ces boucles possède l'anti-codon, les bases qui vont pouvoir reconnaître sur l'ARNm et apporter les bonnes bases 2016 Biochimie 13 ARNm : messagers Ils transfèrent la partie informative de l'information génétique de l'ADN (noyau) au ribosome (cytoplasme). Ils sont synthétisés sous forme d'ARN pré-messagers. Ils sont maturés. Ils portent alors une queue poly𝐴𝐴 (sauf ceux qui codent pour les histones). Les ARNt n'ont pas de queue poly 𝐴𝐴 et les ARNm ont une queue poly𝐴𝐴, sauf ceux qui codent pour les histones. [...]

[...] A la limite entre les exons et l'intron, il existe des séquences consensus qu'on appelle des sites d'épissage. Ces sites d'épissage appartiennent à la fois à l'exon et à l'intron. Ces sites vont permettre d'être reconnus par des protéines, qui sont des protéines d'épissage 2016 Biochimie 41 Le mécanisme d'épissage-excision des ARNm consiste en 2 transestérifications : En premier : attaque du groupement 2'𝑂𝑂𝑂𝑂 libre du 𝐴𝐴 du site de branchement sur la liaison phosphodiester du 𝐺𝐺 du site donneur formation d'un lasso (ce qui permet au 3'𝑂𝑂𝑂𝑂 du 𝐺𝐺 d'être libéré et de pouvoir être attaqué par le site accepteur qui va donc aller par une autre transestérification attaque le 3'𝑂𝑂𝑂𝑂, pour faire une liaison 5' 3' tout à fait classique et donc éliminer l'intron) ; Puis l'𝑂𝑂𝑂𝑂 de l'extrémité 3' de l'exon 1 attaque la liaison phosphodiester du 𝐺𝐺 du site accepteur clivage de l'intron et jonction de l'exon 1 et 2 par liaison 3'5' phosphodiester 2016 Biochimie 42 Cette étape d'épissage fait intervenir de nombreuses protéines, mais également des ribonucléoprotéines (protéines liées à des ARN). [...]

[...] Donc la cytosine transformée en uracile par désamination introduit un codon stop dans l'ARNm ce qui fait que dans l'intestin la traduction s'arrête à 48000𝐷𝐷𝐷𝐷 alors que dans le foie, il n'y a pas de système de désamination. Résumé - L'acétylation favorise l'interaction des bromodomaines alors que la méthylation favorise l'interaction avec les chromodomaines 2016 Biochimie 54 Le code génétique et la traduction : Le code génétique : C'est la correspondance entre un triplet nucléotidique (codon) et un acide aminé. Le code génétique est dégénéré (plusieurs triplets correspondent à 1 acide aminé : limite l'impact des mutations). Il est non-chevauchant et direct. [...]

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