chapitre 17 Du gène à la protéine 399
ce genre d’erreurs sont appelées mutations spontanées, et il est
difficile d’en calculer le taux d’occurrence. Des estimations
approximatives effectuées sur le taux de mutation au cours
de la réplication de l’ADN chez E. coli et chez les Eucaryotes
ont donné des valeurs similaires : environ 1 nucléotide sur 10
10
est modifié, et le changement est transmis à la génération
suivante de cellules.
Certains agents physiques ou chimiques appelés mutagènes interagissent avec l’ADN et provoquent des changements. Dans les années 1920, Hermann Muller, un étudiant
de T. H. Morgan et prix Nobel de médecine en 1946, a découvert que les rayons X causaient des modifications génétiques
chez les drosophiles. En exposant des mouches à ces rayonnements, il a obtenu des drosophiles mutantes, qu’il a ensuite
utilisées au cours de ses recherches. Mais il s’est rendu compte
des conséquences inquiétantes de sa découverte : les rayons X
et les autres formes de radiations à haute énergie sont dangereux, tant pour le génome humain que pour celui des organismes de laboratoire. Le rayonnement ultraviolet fait partie
des mutagènes physiques ; il contribue à la formation de
dimères de thymine dans l’un ou l’autre des brins d’ADN
(voir la figure 16.19, p. 367).
Il existe plusieurs catégories de mutagènes chimiques. Les
analogues des nucléotides (comme la 5-bromo-uracile analogue
ARNm 5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
Brin matrice d’ADN
5Ј
Protéine
C U A A
Arrêt
Extrémité C-terminale
Extrémité N-terminale
A U G A A G U U
G G
Met
Lys
Phe
Gly
U
5Ј
C U A A
A U G A A G U U G G
C T A A
A T G A A G T T
G G
T
G A T T
T A C T T C A A
C C
A
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
U U A A
Arrêt
A U G A A G U U
G G
Met
Lys
Phe
Gly
U
T T A A
A T G A A G T T
G G
T
A A T T
T A C T T C A A
C C
A
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
C U A A
Arrêt
A U G A A G U U
A G
Met
Lys
Phe
Ser
U
C T A A
A T G A A G T T
A G
T
G A T T
T A C T T C A A
T C
A
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
U U A A
Arrêt
A U G U A G U U
G G
Met
U
C T A A
A T G T A G T T
G G
T
G A T T
T A C A T C A A
C C
A
Mutation silencieuse (aucun effet sur la séquence d’acides aminés)
Faux-sens
Non-sens
U au lieu de C
A au lieu de G
T au lieu de C
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
Met
Lys
Leu
Ala
C T A A
A T G A A G T T G G
G A T T
T A C T T C A A C C
Décalage du cadre de lecture provoquant un long faux-sens
(délétion d’une paire de nucléotides)
Nucléotide manquant
Nucléotide manquant
A au lieu de T
A au lieu de G
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
G C U A
Arrêt
Arrêt
A U G U A A G U
U G
Met
U
G C T A
A T G T A A G T
T G
T
C G A T
A
A
T
T A C A T T C A
A C
A
Décalage du cadre de lecture provoquant un non-sens immédiat
(insertion d’une paire de nucléotides)
U surnuméraire
A surnuméraire
U au lieu de A
A
U
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
A U G U U U G G
A A
C U
Met
Phe
Gly
A A
A T G T T T G G C T
T T
T A C A A A C C G A
Aucun décalage du cadre de lecture, mais un acide aminé manquant
(délétion d’un triplet de nucléotides). L’insertion d’un triplet
de nucléotides (qui n’est pas représentée) entraînerait l’apparition
d’un acide aminé surnuméraire.
Triplet manquant
T C
T
Triplet manquant
A G
A
Type normal
(a) Substitution d’une paire de nucléotides
(b) Insertion ou délétion d’une paire de nucléotides
. Figure 17.24 Les catégories de mutations à petite échelle qui modifient la séquence de l’ARNm.
Toutes les catégories illustrées ici, à l’exception d’une seule, modifient la séquence des acides aminés du polypeptide encodé.
ce genre d’erreurs sont appelées mutations spontanées, et il est
difficile d’en calculer le taux d’occurrence. Des estimations
approximatives effectuées sur le taux de mutation au cours
de la réplication de l’ADN chez E. coli et chez les Eucaryotes
ont donné des valeurs similaires : environ 1 nucléotide sur 10
10
est modifié, et le changement est transmis à la génération
suivante de cellules.
Certains agents physiques ou chimiques appelés mutagènes interagissent avec l’ADN et provoquent des changements. Dans les années 1920, Hermann Muller, un étudiant
de T. H. Morgan et prix Nobel de médecine en 1946, a découvert que les rayons X causaient des modifications génétiques
chez les drosophiles. En exposant des mouches à ces rayonnements, il a obtenu des drosophiles mutantes, qu’il a ensuite
utilisées au cours de ses recherches. Mais il s’est rendu compte
des conséquences inquiétantes de sa découverte : les rayons X
et les autres formes de radiations à haute énergie sont dangereux, tant pour le génome humain que pour celui des organismes de laboratoire. Le rayonnement ultraviolet fait partie
des mutagènes physiques ; il contribue à la formation de
dimères de thymine dans l’un ou l’autre des brins d’ADN
(voir la figure 16.19, p. 367).
Il existe plusieurs catégories de mutagènes chimiques. Les
analogues des nucléotides (comme la 5-bromo-uracile analogue
ARNm 5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
Brin matrice d’ADN
5Ј
Protéine
C U A A
Arrêt
Extrémité C-terminale
Extrémité N-terminale
A U G A A G U U
G G
Met
Lys
Phe
Gly
U
5Ј
C U A A
A U G A A G U U G G
C T A A
A T G A A G T T
G G
T
G A T T
T A C T T C A A
C C
A
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
U U A A
Arrêt
A U G A A G U U
G G
Met
Lys
Phe
Gly
U
T T A A
A T G A A G T T
G G
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A A T T
T A C T T C A A
C C
A
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
C U A A
Arrêt
A U G A A G U U
A G
Met
Lys
Phe
Ser
U
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A T G A A G T T
A G
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G A T T
T A C T T C A A
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5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
U U A A
Arrêt
A U G U A G U U
G G
Met
U
C T A A
A T G T A G T T
G G
T
G A T T
T A C A T C A A
C C
A
Mutation silencieuse (aucun effet sur la séquence d’acides aminés)
Faux-sens
Non-sens
U au lieu de C
A au lieu de G
T au lieu de C
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
Met
Lys
Leu
Ala
C T A A
A T G A A G T T G G
G A T T
T A C T T C A A C C
Décalage du cadre de lecture provoquant un long faux-sens
(délétion d’une paire de nucléotides)
Nucléotide manquant
Nucléotide manquant
A au lieu de T
A au lieu de G
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
G C U A
Arrêt
Arrêt
A U G U A A G U
U G
Met
U
G C T A
A T G T A A G T
T G
T
C G A T
A
A
T
T A C A T T C A
A C
A
Décalage du cadre de lecture provoquant un non-sens immédiat
(insertion d’une paire de nucléotides)
U surnuméraire
A surnuméraire
U au lieu de A
A
U
5Ј
3Ј
5Ј
3Ј
3Ј
5Ј
A U G U U U G G
A A
C U
Met
Phe
Gly
A A
A T G T T T G G C T
T T
T A C A A A C C G A
Aucun décalage du cadre de lecture, mais un acide aminé manquant
(délétion d’un triplet de nucléotides). L’insertion d’un triplet
de nucléotides (qui n’est pas représentée) entraînerait l’apparition
d’un acide aminé surnuméraire.
Triplet manquant
T C
T
Triplet manquant
A G
A
Type normal
(a) Substitution d’une paire de nucléotides
(b) Insertion ou délétion d’une paire de nucléotides
. Figure 17.24 Les catégories de mutations à petite échelle qui modifient la séquence de l’ARNm.
Toutes les catégories illustrées ici, à l’exception d’une seule, modifient la séquence des acides aminés du polypeptide encodé.