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15 : Gènes et protéines

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    Since the rediscovery of Mendel’s work in 1900, the definition of the gene has progressed from an abstract unit of heredity to a tangible molecular entity capable of replication, expression, and mutation. Genes are composed of DNA and are linearly arranged on chromosomes. Genes specify the sequences of amino acids, which are the building blocks of proteins. In turn, proteins are responsible for orchestrating nearly every function of the cell. Both genes and the proteins they encode are absolutely essential to life as we know it.

    • 15.0 : Prélude aux gènes et aux protéines
      Depuis la redécouverte des travaux de Mendel en 1900, la définition du gène est passée d'une unité abstraite de l'hérédité à une entité moléculaire tangible capable de se répliquer, de s'exprimer et de se muter. Les gènes sont composés d'ADN et sont disposés linéairement sur les chromosomes. Les gènes spécifient les séquences d'acides aminés, qui sont les éléments constitutifs des protéines. À leur tour, les protéines sont responsables de l'orchestration de presque toutes les fonctions de la cellule.
    • 15.1 : Le code génétique
      Le processus cellulaire de transcription génère de l'ARN messager (ARNm), une copie moléculaire mobile d'un ou de plusieurs gènes dont l'alphabet est A, C, G et uracile (U). La traduction du modèle d'ARNm convertit les informations génétiques basées sur les nucléotides en un produit protéique. Les séquences protéiques se composent de 20 acides aminés courants ; par conséquent, on peut dire que l'alphabet protéique se compose de 20 lettres. Chaque acide aminé est défini par une séquence de trois nucléotides appelée codon triplet.
    • 15.2 : Transcription procaryote
      Les procaryotes, qui comprennent des bactéries et des archées, sont pour la plupart des organismes unicellulaires qui, par définition, sont dépourvus de noyaux liés à la membrane et d'autres organites. Un chromosome bactérien est un cercle fermé par covalence qui, contrairement aux chromosomes eucaryotes, n'est pas organisé autour de protéines histones. La région centrale de la cellule dans laquelle se trouve l'ADN procaryote est appelée nucléoïde. Les procaryotes possèdent souvent des plasmides abondants qui sont des molécules d'ADN circulaires plus courtes qui ne peuvent contenir qu'un ou quelques gènes.
    • 15.3 : Transcription eucaryote
      Les procaryotes et les eucaryotes effectuent fondamentalement le même processus de transcription, à quelques différences près. La différence la plus importante entre les procaryotes et les eucaryotes réside dans le noyau et les organites liés à la membrane de ces derniers. Les gènes étant liés dans un noyau, la cellule eucaryote doit être capable de transporter son ARNm vers le cytoplasme et doit empêcher son ARNm de se dégrader avant qu'il ne soit traduit.
    • 15.4 : Traitement de l'ARN chez les eucaryotes
      Après la transcription, les pré-ARNm eucaryotes doivent subir plusieurs étapes de traitement avant de pouvoir être traduits. Les ARNt et ARNr eucaryotes (et procaryotes) sont également traités avant de pouvoir fonctionner en tant que composants du mécanisme de synthèse des protéines.
    • 15.5 : Ribosomes et synthèse des protéines
      La synthèse des protéines consomme plus d'énergie cellulaire que tout autre processus métabolique. À leur tour, les protéines représentent plus de masse que tout autre composant des organismes vivants (à l'exception de l'eau), et les protéines remplissent pratiquement toutes les fonctions d'une cellule. Le processus de traduction, ou synthèse des protéines, implique le décodage d'un message d'ARNm en un produit polypeptidique. Les acides aminés sont liés par covalence en liant des liaisons peptidiques sur des longueurs allant d'environ 50 résidus d'acides aminés à plus de 1 000.
    • 15.E : Gènes et protéines (exercices)

    Miniature : ARNm produisant de l'ARN polymérase à partir d'une matrice d'ADN double brin. (CC BY-SA 3.0 ; Thomas Splettstoesser via Wikimedia Commons).