chapitre 17 Du gène à la protéine 381
dans le cytoplasme, où s’effectue la traduction. Cependant,
avant de pouvoir quitter le noyau, les transcrits d’ARN
eucaryotes produits par les gènes codant pour une protéine
subissent diverses transformations. Ce n’est qu’après ces
modifi cations qu’ils deviennent des ARNm définitifs et fonctionnels. La transcription du gène eucaryote codant pour
une protéine produit de l’ARN prémessager ; ensuite, la maturation de l’ARN donne la version définitive de l’ARNm. De
façon plus générale, on appelle transcrit primaire la première version d’ARN qui résulte de la transcription d’un
gène, y compris ceux qui codent pour un ARN qui n’est pas
traduit en protéine.
Résumons donc : les gènes programment la synthèse des
protéines par l’intermédiaire de messages génétiques qui se
présentent sous la forme d’ARN messagers. Autrement dit, les
cellules sont régies par une chaîne de commandement de
nature moléculaire avec un flux d’information génétique
directionnel, illustré ici par des flèches :
ADN
ARN
Protéine
Cette chaîne de commandement a été baptisée dogme
central par Francis Crick, en 1956. Comment ce concept a-t-il
tenu la route avec le temps ? En 1970, les scientifiques ont
découvert avec surprise que certaines molécules d’ARN
pouvaient servir de matrices pour la synthèse de l’ADN, un
processus que nous décrirons au chapitre 19. Cependant,
ces exceptions n’invalident nullement l’idée selon laquelle,
en règle générale, l’information génétique passe de l’ADN à
l’ARN, puis de l’ARN à la protéine. Dans la prochaine section,
nous verrons comment les acides nucléiques encodent l’ordre
d’assemblage des acides aminés.
Le code génétique
Lorsque les biologistes ont commencé à se douter que l’ADN
contenait les instructions pour la synthèse des protéines, ils
se sont posé la question suivante : comment quatre nucléotides seulement peuvent-ils détenir le message génétique
correspondant à 20 acides aminés différents ? Le code génétique ne peut constituer un langage analogue au chinois,
langue dans laquelle chaque symbole d’écriture représente un
mot unique. Combien de nucléotides, alors, correspondent à
un acide aminé ?
Les codons : des triplets de nucléotides
Si chaque base nucléotidique était traduite en un acide aminé,
il ne pourrait y avoir que quatre acides aminés codés au lieu de
20. Alors, un langage avec des mots de deux lettres suffirait-il ?
Par exemple, la séquence de deux nucléotides AG désignerait
un acide aminé, et GT, un autre acide aminé, etc. Étant donné
qu’il y a quatre bases nucléotidiques possibles dans chaque
position, cela donnerait 16 (4
2
) combinaisons possibles. Or, ce
nombre ne suffit toujours pas à détenir le message génétique
correspondant aux 20 acides aminés existants.
Les plus courtes séquences de longueur égale permettant de coder pour tous les acides aminés comprennent en
fait trois bases azotées. En effet, si chaque combinaison de
trois bases nucléotidiques consécutives représente un acide
aminé, il est possible d’écrire 64 mots de code (4
3
) ; c’est plus
qu’il n’en faut pour représenter les 20 acides aminés. Des
expériences ont permis de confirmer que le flux d’information allant du gène à la protéine repose sur un code à
triplets. Les instructions pour la synthèse d’une chaîne
polypeptidique se présentent sous la forme d’une série de
m Figure 17.3 Vue d’ensemble : le rôle de la transcription et
de la traduction dans la transmission de l’information génétique.
Dans la cellule, l’information génétique passe de l’ADN à l’ARN, puis
de l’ARN à la protéine. Les deux étapes principales de la transmission de
l’information sont la transcription et la traduction. Plusieurs figures apparaissant plus loin dans ce chapitre sont accompagnées d’une image réduite
de la partie (a) ou de la partie (b) ; vous pourrez ainsi situer ces figures
dans le processus global.
TRANSCRIPTION
MATURATION DE L’ARN
TRADUCTION
ADN
ARNm
ARN
prémessager
TRANSCRIPTION
TRADUCTION
ADN
ARNm
Polypeptide
Ribosome
(a)
Enveloppe
nucléaire
Polypeptide
Ribosome
Cellule bactérienne. Dans une cellule bactérienne,
qui n’a pas de noyau, l’ARNm produit par la transcription
est immédiatement traduit, sans aucune maturation.
(b) Cellule eucaryote. Le noyau constitue un compartiment distinct
dans lequel se déroule la transcription. Le premier transcrit d’ARN,
appelé ARN prémessager, subit une maturation en plusieurs étapes,
puis il quitte le noyau sous forme d’ARNm.
dans le cytoplasme, où s’effectue la traduction. Cependant,
avant de pouvoir quitter le noyau, les transcrits d’ARN
eucaryotes produits par les gènes codant pour une protéine
subissent diverses transformations. Ce n’est qu’après ces
modifi cations qu’ils deviennent des ARNm définitifs et fonctionnels. La transcription du gène eucaryote codant pour
une protéine produit de l’ARN prémessager ; ensuite, la maturation de l’ARN donne la version définitive de l’ARNm. De
façon plus générale, on appelle transcrit primaire la première version d’ARN qui résulte de la transcription d’un
gène, y compris ceux qui codent pour un ARN qui n’est pas
traduit en protéine.
Résumons donc : les gènes programment la synthèse des
protéines par l’intermédiaire de messages génétiques qui se
présentent sous la forme d’ARN messagers. Autrement dit, les
cellules sont régies par une chaîne de commandement de
nature moléculaire avec un flux d’information génétique
directionnel, illustré ici par des flèches :
ADN
ARN
Protéine
Cette chaîne de commandement a été baptisée dogme
central par Francis Crick, en 1956. Comment ce concept a-t-il
tenu la route avec le temps ? En 1970, les scientifiques ont
découvert avec surprise que certaines molécules d’ARN
pouvaient servir de matrices pour la synthèse de l’ADN, un
processus que nous décrirons au chapitre 19. Cependant,
ces exceptions n’invalident nullement l’idée selon laquelle,
en règle générale, l’information génétique passe de l’ADN à
l’ARN, puis de l’ARN à la protéine. Dans la prochaine section,
nous verrons comment les acides nucléiques encodent l’ordre
d’assemblage des acides aminés.
Le code génétique
Lorsque les biologistes ont commencé à se douter que l’ADN
contenait les instructions pour la synthèse des protéines, ils
se sont posé la question suivante : comment quatre nucléotides seulement peuvent-ils détenir le message génétique
correspondant à 20 acides aminés différents ? Le code génétique ne peut constituer un langage analogue au chinois,
langue dans laquelle chaque symbole d’écriture représente un
mot unique. Combien de nucléotides, alors, correspondent à
un acide aminé ?
Les codons : des triplets de nucléotides
Si chaque base nucléotidique était traduite en un acide aminé,
il ne pourrait y avoir que quatre acides aminés codés au lieu de
20. Alors, un langage avec des mots de deux lettres suffirait-il ?
Par exemple, la séquence de deux nucléotides AG désignerait
un acide aminé, et GT, un autre acide aminé, etc. Étant donné
qu’il y a quatre bases nucléotidiques possibles dans chaque
position, cela donnerait 16 (4
2
) combinaisons possibles. Or, ce
nombre ne suffit toujours pas à détenir le message génétique
correspondant aux 20 acides aminés existants.
Les plus courtes séquences de longueur égale permettant de coder pour tous les acides aminés comprennent en
fait trois bases azotées. En effet, si chaque combinaison de
trois bases nucléotidiques consécutives représente un acide
aminé, il est possible d’écrire 64 mots de code (4
3
) ; c’est plus
qu’il n’en faut pour représenter les 20 acides aminés. Des
expériences ont permis de confirmer que le flux d’information allant du gène à la protéine repose sur un code à
triplets. Les instructions pour la synthèse d’une chaîne
polypeptidique se présentent sous la forme d’une série de
m Figure 17.3 Vue d’ensemble : le rôle de la transcription et
de la traduction dans la transmission de l’information génétique.
Dans la cellule, l’information génétique passe de l’ADN à l’ARN, puis
de l’ARN à la protéine. Les deux étapes principales de la transmission de
l’information sont la transcription et la traduction. Plusieurs figures apparaissant plus loin dans ce chapitre sont accompagnées d’une image réduite
de la partie (a) ou de la partie (b) ; vous pourrez ainsi situer ces figures
dans le processus global.
TRANSCRIPTION
MATURATION DE L’ARN
TRADUCTION
ADN
ARNm
ARN
prémessager
TRANSCRIPTION
TRADUCTION
ADN
ARNm
Polypeptide
Ribosome
(a)
Enveloppe
nucléaire
Polypeptide
Ribosome
Cellule bactérienne. Dans une cellule bactérienne,
qui n’a pas de noyau, l’ARNm produit par la transcription
est immédiatement traduit, sans aucune maturation.
(b) Cellule eucaryote. Le noyau constitue un compartiment distinct
dans lequel se déroule la transcription. Le premier transcrit d’ARN,
appelé ARN prémessager, subit une maturation en plusieurs étapes,
puis il quitte le noyau sous forme d’ARNm.