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16.0 : Prélude à l'expression des gènes

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    Chaque cellule somatique du corps contient généralement le même ADN. Quelques exceptions incluent les globules rouges, qui ne contiennent pas d'ADN à l'état mature, et certaines cellules du système immunitaire qui réorganisent leur ADN tout en produisant des anticorps. En général, cependant, les gènes qui déterminent si vous avez les yeux verts, les cheveux bruns et la rapidité avec laquelle vous métabolisez les aliments sont les mêmes dans les cellules de vos yeux et de votre foie, même si ces organes fonctionnent très différemment. Si chaque cellule possède le même ADN, comment se fait-il que les cellules ou les organes soient différents ? Pourquoi les cellules de l'œil diffèrent-elles si radicalement des cellules du foie ?

    La partie A représente une coupe transversale d'un globe oculaire, qui possède une lentille à l'avant et un amas de vaisseaux sanguins à l'arrière. La partie B représente un foie, qui a la forme d'un triangle. Sous le foie se trouve une vésicule biliaire en forme de lobe reliée au pancréas par un vaisseau en forme de tige. La partie C est une esquisse, dessinée par Léonard de Vinci, d'un homme debout, bras tendus. Superposé à cette image, l'homme a les jambes écartées et les bras levés.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : Le contenu génétique de chaque cellule somatique d'un organisme est le même, mais tous les gènes ne sont pas exprimés dans chaque cellule. Le contrôle des gènes exprimés détermine si une cellule est (a) une cellule oculaire ou (b) une cellule hépatique. Ce sont les modèles d'expression génétique différentiels qui apparaissent dans différentes cellules qui donnent naissance à (c) un organisme complet.

    Alors que chaque cellule partage le même génome et la même séquence d'ADN, chaque cellule n'active pas ou n'exprime pas le même ensemble de gènes. Chaque type de cellule a besoin d'un ensemble de protéines différent pour remplir sa fonction. Par conséquent, seul un petit sous-ensemble de protéines est exprimé dans une cellule. Pour que les protéines soient exprimées, l'ADN doit être transcrit en ARN et l'ARN doit être traduit en protéine. Dans un type de cellule donné, les gènes codés dans l'ADN ne sont pas tous transcrits en ARN ou traduits en protéines, car certaines cellules de notre corps ont des fonctions spécifiques. Les protéines spécialisées qui composent l'œil (iris, cristallin et cornée) ne sont exprimées que dans l'œil, tandis que les protéines spécialisées du cœur (cellules du stimulateur cardiaque, muscle cardiaque et valves) ne sont exprimées que dans le cœur. À tout moment, seul un sous-ensemble de tous les gènes codés par notre ADN est exprimé et traduit en protéines. L'expression de gènes spécifiques est un processus hautement régulé qui comporte de nombreux niveaux et étapes de contrôle. Cette complexité garantit l'expression correcte dans la cellule appropriée au bon moment.