4. F LUX DE L ’ INFORMATION GÉNÉTIQUE.S TRUCTURE ET EXPRESSION DES G È NES.
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Les chapitres 1 et 2 nous ont montré que les êtres
vivants parviennent à maintenir un haut degré
d’organisation dans un univers minéral qui tend
irréversiblement vers un désordre croissant, au
sens de la thermodynamique. De plus, ils sont aptes
à se perpétuer, en se reproduisant à l’identique de
génération en génération (au moins en première
approximation). Cette continuité est nécessairement régie à l’échelle de la cellule par un centre
d’information ou de planification, qui est transmis
aux cellules-filles lors des divisions successives. Ce
centre, nommé matériel génétique, commande la
réalisation de toutes leurs caractéristiques morphologiques, physiologiques et moléculaires.
Les molécules constituant le matériel génétique
doivent posséder plusieurs propriétés fondamentales : 1) permettre le stockage d’une information,
2) assurer la réalisation du programme qu’elles
renferment, 3) être capables de se reproduire à
l’identique, et 4) permettre et tolérer une certaine
variabilité, condition indispensable à une évolution, second trait caractéristique du monde vivant,
après l’hérédité.
Le matériel génétique est formé d’entités distinctes appelées gènes dont la fonction est, pour
leur majorité, de contrôler la synthèse des protéines, qui sont les constituants et les acteurs principaux de toutes les activités cellulaires.
On appelle processus génétiques fondamentaux
les activités de réplication et d’expression de
l’information génétique d’une part, et de gestion de
la variation génétique d’autre part. Ces processus,
identiques chez tous les êtres vivants, reposent sur
des mécanismes conceptuellement simples, car
basés sur l’utilisation de structures linéaires. Toutes
les molécules impliquées dans ce système : ADN,
ARN et protéines, ont en effet une caractéristique
commune : ce sont de longs polymères non ramifiés. Des règles simples de correspondance point
par point sont établies entre ces molécules ; elles
permettent de comprendre à la fois comment
s’effectue le codage de l’information, et sa réalisation finale en termes de protéines.
Après quelques rappels historiques relatifs à
l’identification de la nature chimique du matériel
génétique et à l’élucidation du mode d’action des
gènes, des notions élémentaires de biologie moléculaire, concernant les mécanismes de l’expression
de ces derniers, c’est-à-dire le recopiage sous forme
d’ARN de l’information contenue en général dans
l’ADN (transcription), et la synthèse des protéines
(traduction), sont données dans ce chapitre.
L’accent est mis sur les mécanismes propres aux
Procaryotes, généralement plus simples que ceux
décrits chez les Eucaryotes (dont l’étude sera faite
dans le chapitre 8). Une présentation succincte de
l’organisation générale des génomes viraux, bactériens et eucaryotiques, termine ce développement.
Chapitre 4
FLUX DE L’ INFORMATION
GÉNÉTIQUE
Structure et expression
des gènes. Organisation
des génomes
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Les chapitres 1 et 2 nous ont montré que les êtres
vivants parviennent à maintenir un haut degré
d’organisation dans un univers minéral qui tend
irréversiblement vers un désordre croissant, au
sens de la thermodynamique. De plus, ils sont aptes
à se perpétuer, en se reproduisant à l’identique de
génération en génération (au moins en première
approximation). Cette continuité est nécessairement régie à l’échelle de la cellule par un centre
d’information ou de planification, qui est transmis
aux cellules-filles lors des divisions successives. Ce
centre, nommé matériel génétique, commande la
réalisation de toutes leurs caractéristiques morphologiques, physiologiques et moléculaires.
Les molécules constituant le matériel génétique
doivent posséder plusieurs propriétés fondamentales : 1) permettre le stockage d’une information,
2) assurer la réalisation du programme qu’elles
renferment, 3) être capables de se reproduire à
l’identique, et 4) permettre et tolérer une certaine
variabilité, condition indispensable à une évolution, second trait caractéristique du monde vivant,
après l’hérédité.
Le matériel génétique est formé d’entités distinctes appelées gènes dont la fonction est, pour
leur majorité, de contrôler la synthèse des protéines, qui sont les constituants et les acteurs principaux de toutes les activités cellulaires.
On appelle processus génétiques fondamentaux
les activités de réplication et d’expression de
l’information génétique d’une part, et de gestion de
la variation génétique d’autre part. Ces processus,
identiques chez tous les êtres vivants, reposent sur
des mécanismes conceptuellement simples, car
basés sur l’utilisation de structures linéaires. Toutes
les molécules impliquées dans ce système : ADN,
ARN et protéines, ont en effet une caractéristique
commune : ce sont de longs polymères non ramifiés. Des règles simples de correspondance point
par point sont établies entre ces molécules ; elles
permettent de comprendre à la fois comment
s’effectue le codage de l’information, et sa réalisation finale en termes de protéines.
Après quelques rappels historiques relatifs à
l’identification de la nature chimique du matériel
génétique et à l’élucidation du mode d’action des
gènes, des notions élémentaires de biologie moléculaire, concernant les mécanismes de l’expression
de ces derniers, c’est-à-dire le recopiage sous forme
d’ARN de l’information contenue en général dans
l’ADN (transcription), et la synthèse des protéines
(traduction), sont données dans ce chapitre.
L’accent est mis sur les mécanismes propres aux
Procaryotes, généralement plus simples que ceux
décrits chez les Eucaryotes (dont l’étude sera faite
dans le chapitre 8). Une présentation succincte de
l’organisation générale des génomes viraux, bactériens et eucaryotiques, termine ce développement.
Chapitre 4
FLUX DE L’ INFORMATION
GÉNÉTIQUE
Structure et expression
des gènes. Organisation
des génomes