Du gène à la protéine

L'information stockée dans un gène est exprimée en deux étapes : la transcription copie l'ADN en ARN, et la traduction lit cet ARN en codons de trois bases pour assembler une protéine.

Definition

L'expression génique est le processus par lequel la séquence nucléotidique d'un gène est transcrite en ARN et, pour les gènes codant des protéines, traduite en un polypeptide dont la séquence d'acides aminés est spécifiée par les codons de l'ARN messager.

Scope

Ce sujet couvre la transcription et la synthèse de l'ARN messager, le traitement de l'ARN chez les eucaryotes, y compris l'épissage, la coiffe (capping) et la polyadénylation, la structure et la quasi-universalité du code génétique avec ses codons triplets, le rôle de l'ARN de transfert et du ribosome dans la traduction, ainsi que les étapes de la synthèse des polypeptides. Il retrace la voie canonique de l'expression génique ; la régulation du moment et de l'intensité de l'expression d'un gène est traitée dans la régulation génique.

Core questions

• Comment l'ARN polymérase transcrit-elle un gène, et comment le transcrit est-il traité chez les eucaryotes ?
• Quelles propriétés du code génétique permettent à soixante-quatre codons de spécifier vingt acides aminés et des signaux d'arrêt ?
• Comment les ARN de transfert et le ribosome traduisent-ils une séquence de codons en une protéine ?
• Pourquoi le code génétique est-il décrit comme dégénéré et quasi universel ?

Key concepts

• Transcription et ARN messager
• Traitement de l'ARN : épissage, coiffe (capping), polyadénylation
• Le code génétique triplet et l'appariement codon-anticodon
• ARN de transfert, ribosomes et traduction
• Dégénérescence et quasi-universalité du code

Mechanisms

L'ARN polymérase synthétise une copie d'ARN complémentaire du brin matrice ; chez les eucaryotes, le transcrit primaire est coiffé, épissé pour éliminer les introns, et polyadénylé ; l'ARN messager mature est ensuite lu codon par codon au niveau du ribosome, où les ARN de transfert délivrent les acides aminés correspondant à chaque codon par appariement anticodon, construisant le polypeptide du codon d'initiation au codon stop.

Clinical relevance

La compréhension de l'expression explique comment les mutations dans les sites de codage et d'épissage peuvent causer des maladies, est à la base des vaccins à ARN messager et des thérapies antisens, et fonde l'interprétation de la manière dont un changement de séquence donné altère un produit protéique.

History

Crick a formulé l'hypothèse de l'adaptateur et le dogme central à la fin des années 1950, Nirenberg et Khorana ont déchiffré le code génétique au début des années 1960 en attribuant des codons aux acides aminés, et la découverte des gènes discontinus et de l'épissage de l'ARN en 1977 a ajouté une étape de traitement unique aux eucaryotes.

Key figures

• Francis Crick
• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• Sydney Brenner

Seminal works

• crick1958

Frequently asked questions

Que signifie le fait que le code génétique soit dégénéré ?

Cela signifie que la plupart des acides aminés sont spécifiés par plus d'un codon, de sorte que plusieurs triplets différents peuvent coder le même acide aminé ; cette redondance protège de nombreux changements d'une seule base contre l'altération de la protéine.

Quelle est la différence entre la transcription et la traduction ?

La transcription copie l'ADN d'un gène en une molécule d'ARN complémentaire, tandis que la traduction utilise cet ARN comme matrice pour assembler une protéine, en lisant la séquence en codons de trois nucléotides au niveau du ribosome.