Correction Activité 4
Correction activité 4
A – La découverte du code génétique
Problématique : Quelle est la correspondance entre la séquence des nucléotides de l'ARN et la séquence des acides aminés des protéines ?
1) Combien faut-il de nucléotides pour coder 1 acide aminé ?
Pour y répondre : combien de combinaisons différentes obtient-on :
- si l'on considère qu'un nucléotide seul code pour un acide aminé,
- si l'on considère que deux nucléotides codent pour un acide aminé,
- si l'on considère que trois nucléotides codent pour un acide aminé,
Rmq : Dans une combinaison, un nucléotide peut être utilisé plusieurs fois et l'ordre a une importance.
Si 1 nucléotide code pour 1 acide aminé, il y a 4 combinaisons possibles (41) :
A, C, G et U.
Ce n’est pas suffisant pour coder les 20 acides aminés existant.
Si 1 nucléotide code pour 2 acides aminés, il y a 16 combinaisons possibles (42) :
AA AC AG AU CC CA CG CU
GG GA GC GU UU UA UC UG
Ce n’est pas suffisant pour coder les 20 acides aminés existant.
Si 1 nucléotide code pour 3 acides aminés, il y a 64 combinaisons possibles (4 3) :
UUU UUC UUA UUG UCU UCC UCA UCG
UAU UAC UAA UAG UGU UGC UGA UGG
CUU CUC CUA CUG CCU CCC CCA CCG
CAU CAC CAA CAG CGU CGC CGA CGG
AUU AUC AUA AUG ACU ACC ACA ACG
AAU AAC AAA AAG AGU AGC AGA AGG
GUU GUC GUA GUG GCU GCC GCA GCG
GAU GAC GAA GAG GGU GGC GGA GGG
C’est largement suffisant pour coder les 20 acides aminés existant. Il y a même 44 combinaisons en trop.
Déterminez les acides aminés codés par les codons UUU, AAA, UCU et CUC.
Le codon UUU code pour l’acide aminé PHE (phénylalanine) puisque la protéine produite à partir d’un brin d’ARN composé uniquement de nucléotides U ne comporte que des acides aminés PHE.
Le codon AAA code pour l’acide aminé LYS (lysine) puisque la protéine produite à partir d’un brin d’ARN composé uniquement de nucléotides A ne comporte que des acides aminés LYS.
Le codon UCU code pour l’acide aminé SER (sérine) et le codon CUC code pour l’acide aminé LEU (leucine) puisque la protéine produite à partir d’un brin d’ARN composé uniquement de nucléotides U et C ne comporte que des acides aminés SER et LEU.
Réponse à la problématique : sur l’ARN, les nucléotides codent par groupe de trois pour un acide aminé précis selon un système de correspondance appelé code génétique.
B – La traduction
Problématique : Comment se réalise la synthèse d'une protéine ?
Réalisez la manipulation proposée avec Anagène.
Quel est le codon qui initie la séquence codante de l'ARN ?
Le codon qui initie la séquence codante de l’ARN est toujours AUG, qui code pour l’acide aminé MET (méthionine).
Quelle est la fonction des codons UGA, UAG et UAA ?
Ces trois codons indiquent la fin de la séquence codante. Ils sont appelés codons-stop.
En utilisant le code génétique, écrivez les séquences d'acides aminés correspondant à la séquence nucléotidique proposée.
On commence par repérer les codons en séparant les nucléotides par groupe de 3 :
ATG GCC GAG GTG TTG CGG ACG CTG GCC GGA AAA CCA AAA TGC CAC GCA CTT CGA CCT ACG ATC CTT TTC CTG GGA GGG AGG GCA CAT TCA ACA TCG ACA TCC TCA ACG AGC AGT TCA GGC TCC AGA ACA CCA CCA TTG TAA
Ensuite on écrit la séquence d’ARN messager. Comme il s’agit ici du brin non transcrit, la séquence d’ARN messager est identique à la séquence d’ADN (mis à part U à la place de T) :
AUG GCC GAG GUG UUG CGG ACG CUG GCC GGA AAA CCA AAA UGC CAC GCA CUU CGA CCU ACG AUC CUU UUC CUG GGA GGG AGG GCA CAU UCA ACA UCG ACA UCC UCA ACG AGC AGU UCA GGC UCC AGA ACA CCA CCA UUG UAA
Pour finir, en utilisant le code génétique, on écrit la séquence d’acides aminés correspondante :
MET ALA GLU VAL LEU ARG THR LEU ALA GLY LYS PRO LYS CYS HIS ALA
LEU ARG PRO THR ILE LEU PHE LEU GLY GLY ARG ALA HIS SER THR SER
THR SER SER THR SER SER SER GLY SER ARG THR PRO PRO LEU Stop
En utilisant le logiciel ADN/ARN, écrivez les séquences d'acides aminés correspondant à la séquence nucléotidique proposée.
La protéine obtenue avec le logiciel est la suivante :
MET THR ASN GLU ARG PRO GLY LEU LYS Stop
Réponse à la problématique : (d’après ADN/ARN) La synthèse d’une protéine se fait en trois étapes :
Initiation : la petite sous unité du ribosome se fixe sur l’ARN messager et s’associe avec la grande sous unité. Le premier acide aminé (MET) est incorporé selon la correspondance du code génétique.
Elongation : le ribosome se déplace d’1 codon et l’acide aminé suivant est incorporé. Il recommence jusqu’à atteindre un codon non-sens (codon stop). La phase d’élongation est alors interrompue.
Terminaison : les deux sous unités du ribosome se séparent et se détachent de l’ARN messager. Le polypeptide synthétisé est libéré.