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.