A partir des documents proposés, de vos observations et vos connaissances, énoncer les mécanismes mis en jeu pour la transcription de l’adn en arn. Un schéma bilan est attendu








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date de publication27.01.2017
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Thème 1A 1ère S Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique


Thème 1A

Activité 6 : La transcription de l’ADN en ARN


Compétences travaillées




Notions à construire

Les molécules d’ARN sont constituées d’un seul brin alors que les molécules d’ADN en ont deux (double hélice).

Les molécules d’ADN et d’ARN se ressemblent : elles sont constitués d’une succession de nucléotides (desoxyribonucléotides et ribonucléotides) avec quatre types de bases azotées : A, G, T, C pour l’ADN et A, G, U, C pour l’ARN. La thymine est remplacée par l’Uracile dans l’ARN.

Chez les eucaryotes, la transcription est la fabrication, dans le noyau, d’une molécule d’ARN pré-messager, complémentaire du brin codant de l’ADN.




Attitudes

  • Manifester du sens de l’observation, de la curiosité, de l’esprit critique

  • Faire preuve d’autonomie

  • Percevoir le lien entre sciences et technique





Capacités




  • Mettre en œuvre une utilisation de logiciels et une pratique documentaire permettant : d’approcher le mécanisme de la transcription




A partir des documents proposés, de vos observations et vos connaissances, énoncer les mécanismes mis en jeu pour la transcription de l’ADN en ARN. Un schéma bilan est attendu.
Document 1 : Comparaison des structures de l’ADN et ARN
Logiciel : Rastop Fichier : ADN.pdb et ARN.pdb
Le logiciel Rastop permet de comparer les structures spatiales et la composition des différents acides nucléiques par exemple en colorant les différents nucléotides à l’aide des fonctionnalités du logiciel : en rouge ceux à base azotée Adénine (A), en bleu ceux à base azotée Thymine (T), en jaune ceux à base azotée guanine (G) et en violet ceux à base azotée Cytosine.

Document 2 : Comparaison des séquences nucléotidiques de l’ADN et de l’ARN
Logiciel : Anagène Fichiers : Séquences nucléotidiques de l’Alléle A du gène groupe sanguin ABO Banque de séquences, phénotype groupes sanguins ABO , ADnAtranscrit, ADnAnontranscrit, ARNmA


Document 3 : L’ARN polymérase
http://fr.wikipedia.org/wiki/ARN_polym%C3%A9rase, http://www.jbc.org/content/281/15/e12.full
En 1960, quatre chercheurs différents, (S. Weiss, J. Hurwitz, Audrey Stevens et J. Bonner) découvrent la polymérase de l'ARN bactérien qui règle la polymérisation de nucléotides sous la direction de l'ADN.

Roger Kornberg reçut le prix Nobel de Chimie en 2006 pour ses travaux sur l’ARN polymérase de levure en cours de transcription.

Logiciel : Rastop Fichier : 1msw.pdb (complexe ARN polymérase/ADN avec amorce d’ARN)

Document 4 : Les expériences de Spiegelman et Hall 1961 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC221635/pdf/pnas00218-0003.pdf




Spiegelman et Hall utilisent le virus bactériophage T2 est un virus à ADN qui infectent les bactéries E. coli. On peut ainsi obtenir des molécules d’ADN et d’ARN de T2 synthétisé par la bactérie.

Ils marquent les molécules de manière radioactive : ARNm du T2 marqué au 32P, ADN duT2 au 3H. Par désintégration radioactive, 32P et 3H émettent des particules ayant des énergies caractéristiques différentes ce qui permet de détecter indépendamment ces isotopes.

Ils dénaturent les molécules : un mélange d’ADN et d’ARN est chauffé, à 100° environ, ce qui provoque la séparation des deux brins d’ADN. Puis le mélange est refroidi lentement.

Ils réalisent ensuite une ultracentrifugation sur gradient de densité (chlorure de Césium) afin de séparer les molécules. Ils mesurent ensuite la radioactivité en fonction des fractions moléculaires obtenus par centrifugation.

D’après Hall et Speigelman 1961
http://profiles.nlm.nih.gov/ps/retrieve/Narrative/PX/p-nid/196
Document 5 : Hybridation entre ADN simple brin et ARNm de cellules eucaryotes pour le gène de l’ovalbumine
E

G

F

D

C

A

B

1

2

3

4

5

6

7
ADN simple brin (brin transcrit)

ARN m

Document 6 : L’épissage de L’ARN pré-messager chez les cellules eucaryotes http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/homeotique/homeo1.html
La transcription est la copie d'une molécule d'ADN en une molécule d'ARN.
L'enzyme responsable de cette transcription est l'ARN polymérase.
Les gènes des cellules eucaryotes (non bactériennes), ont leurs séquences codantes (appelées exons) interrompues par des séquences non codantes (appelées introns).
La molécule d'ARN directement synthétisée à partir du modèle ADN,ARN pré-messager (ou transcrit primaire) reste dans le noyau et est traitée par un complexe enzymatique qui enlève tous les introns. C'est ce que l'on appelle l'épissage.
L'ARN produit est plus court, passe dans le cytoplasme et devient un ARN messager (ARNm).
L'ARNm est alors traduit en protéine à partir des acides aminés en présence des ribosomes.





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