ARN MESSAGER ou ARNm
ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)
Dans le chapitre « L'ADN, source d'information génétique » : […] Une fois connue la structure du matériel génétique, il fallait comprendre comment celui-ci pouvait contrôler la synthèse des protéines, molécules responsables des fonctions élémentaires de la cellule, et en particulier des fonctions de catalyse enzymatique. Dès 1940, les Américains George Beadle et Edward Tatum avaient démontré l'existence d'une relation précise, soupçonnée dès le début du xx e […] Lire la suite
ARN (acide ribonucléique) ou RNA (ribonucleic acid)
Dans le chapitre « Le « monde ARN » moderne » : […] Un véritable « monde ARN » existe en fait dans chaque cellule vivante qui met en œuvre de multiples ARN aux fonctions variées : informationnelles, catalytiques, ou servant de matrices, de guides, de défenses contre virus, transposons, etc., certaines molécules étant même capables de cumuler plusieurs de ces activités. Ce monde trouve-t-il ses sources dans le passé du vivant ? Toutes les cellules v […] Lire la suite
BIOCHIMIE
Dans le chapitre « Biologie moléculaire » : […] La biologie moléculaire est, parmi toutes les branches de la biochimie, celle dont l'expansion est actuellement la plus rapide. Elle s'identifie à l'ensemble des réactions qui permettent l'expression et la transmission du message génétique. C'est donc la biochimie de l' ADN, qui est le vecteur de l'information génétique. L'ADN est connu depuis 1869, mais ce n'est qu'en 1944 qu'Avery, Mac Leod et […] Lire la suite
BIOLOGIE - La biologie moléculaire
Dans le chapitre « Le contrôle de l'expression des gènes » : […] L'étude systématique de mutations affectant l'expression de gènes du colibacille et de ses bactériophages permet, entre 1955 et 1960, de comprendre leur réponse adaptative ou encore leur expression en protéines. En bref, l'expression d'un gène est initiée, modulée ou réprimée par la fixation de protéines régulatrices sur de courtes séquences de l'ADN localisées au tout début du gène. Ce mécanisme […] Lire la suite
BIOLOGIE - La bio-informatique
Dans le chapitre « Analyse des transcriptomes et des protéomes » : […] Le dogme classique de la biologie moléculaire énonce que les gènes sont transcrits en ARNm qui sont ensuite décodés en protéines. Tous les ARN codés dans le génome ne sont pas des ARNm : nous mentionnerons ici, la présence d'autres types d'ARN, non messagers, et en particulier les ARN ribosomaux, les ARN de transfert qui sont bien connus et, surtout, les ARN dits interférents (ARNi, en anglais siR […] Lire la suite
CODE GÉNÉTIQUE
On a coutume de remarquer l'extraordinaire variété du vivant, et d'oublier ce qui est commun à tout ce qui vit. D'abord, l'atome de vie, la cellule. Ensuite, un mécanisme incroyablement simple de transmission de l'hérédité, la réplication, qui passe par la reproduction à l'identique d'une molécule, l'ADN – à un inévitable taux d'erreur près, dû à la nature physique des objets en cause. L'ADN (po […] Lire la suite
COMMUNICATION CELLULAIRE
Dans le chapitre « Contrôle de la reproduction chez les vertébrés » : […] Au niveau central, les neurones de l’hypothalamus (sécréteurs de kisspeptine, à dopamine, de dopamine, etc.) forment un réseau fonctionnel contrôlant la sécrétion de la neurohormone GnRH, qui atteint l’hypophyse où elle stimule, via son récepteur à sept passages transmembranaires, la sécrétion dans le sang des gonadotropines LH et FSH. Ces dernières se lient à leurs récepteurs spécifiques, égale […] Lire la suite
COVID-19
Dans le chapitre « Vaccins contre la Covid-19 » : […] Au moins une centaine de vaccins ont été préparés en 2020 à travers le monde. On retrouve ici la bio-informatique dans l’identification des parties des protéines virales (en général, les spicules viraux qui se lient à un récepteur de la cellule et permettent l’entrée du virus dans cette dernière) reconnues par des anticorps neutralisants de sujets guéris. Dans de nombreux cas, le gène codant tout […] Lire la suite
DÉCRYPTAGE DU CODE GÉNÉTIQUE
Au début des années 1960, l'Américain Marshall W. Nirenberg découvre que l'addition d'un acide ribonucléique messager (ARNm) constitué uniquement d'uridine (U, un des quatre nucléotides) à un extrait bactérien suffit à déclencher la synthèse d'une protéine composée uniquement de phénylalanine. Tout se passe donc comme si la suite de trois nucléotides (appelée codon) UUU codait pour la phénylalani […] Lire la suite
ÉPIGÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Les niveaux de contrôle épigénétique de l’expression des gènes » : […] Les niveaux de contrôle épigénétique coïncident en large part avec les niveaux d’organisation de l’ADN au sein d’un chromosome . Le génome humain est constitué par vingt-trois paires de chromosomes. Présents dans chacune de nos cellules, ces morceaux de l’ADN humain atteindraient une longueur de près de 2 mètres s'ils étaient déroulés et mis bout à bout. In vivo, la double hélice d’ADN est fineme […] Lire la suite
FER - Rôle biologique du fer
Dans le chapitre « Homéostasie cellulaire : le système IRE-IRP » : […] La synthèse d'un certain nombre de protéines clés du métabolisme du fer impliquées dans le transport, le stockage et l'utilisation du fer est régulée par le fer labile intracellulaire. Cette régulation dépend de l'interaction entre des protéines cytoplasmiques appelées iron regulatory protein (IRPs), qui jouent le rôle de senseur du fer, et un motif ARN très conservé, appelé iron responsive ele […] Lire la suite
GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Le clonage d'ARN : les banques d'ADN complémentaire » : […] Il est souvent très intéressant de cloner non pas un gène, mais un messager, ou, plus exactement, un ADN complémentaire (ADNc) du messager. Les processus de différenciation font, en effet, que seuls certains gènes sont exprimés dans chaque type de tissu ; par exemple, les gènes de globine ne sont actifs que dans les précurseurs des globules rouges. Le gène de la β globine représente moins du mill […] Lire la suite
GÉNIE GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Utilisation des puces à ADN » : […] Le nombre de séquences d'ADN connues est en rapide augmentation et les méthodes artisanales utilisées depuis le début de la mise en œuvre du génie génétique pour leur exploitation ne suffisent pas à traiter ce grand nombre d'informations. Le séquençage des génomes fournit, en effet, aux expérimentateurs un nombre considérable de séquences qui peuvent être utilisées comme sondes génétiques. Ces de […] Lire la suite
GÉNOMIQUE - Génomique et cancérologie
Dans le chapitre « Génomique descriptive et cancérologie » : […] L'établissement des cartes d'identité tumorales nécessite en théorie une analyse de la structure (ADN) et de l'expression (ARN, protéines) de tous les gènes. Cet objectif reste aujourd'hui encore impossible à atteindre bien que des avancées considérables aient été obtenues dans l'analyse des acides nucléiques. La technologie qui répond le mieux à une évaluation quantitative de l'expression de la […] Lire la suite
GROS FRANÇOIS (1925- )
Né en 1925, le biologiste français François Gros entama en 1945, chez Michel Macheboeuf à l’Institut Pasteur, une thèse de biochimie sur les antibiotiques qui venaient d’être découverts. Il appartient à la lignée des biochimistes, plus qu’à celle des généticiens. Il est avant tout intéressé par les mécanismes moléculaires du vivant. Il entre au C.N.R.S., où il fera carrière jusqu’à son élection […] Lire la suite
HOLLEY ROBERT (1922-1993)
Chimiste américain diplômé de l'université Cornell, New York (1947), Robert W. Holley oriente ses travaux vers des sujets plus biologiques. Nommé professeur associé de chimie (1950-1957) puis professeur en titre de biochimie et biologie moléculaire (1964), il intègre ensuite l'Institut Salk à New York. Les travaux de Holley ont contribué à la compréhension des mécanismes de la biosynthèse des prot […] Lire la suite
HORMONES
Dans le chapitre « Mécanisme d'action des hormones à récepteur nucléaire » : […] Pénétration des hormones dans les cellules . Les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes ainsi que la vitamine D 3 pénètrent dans les cellules par diffusion passive ou facilitée. Dans les cellules cibles, ces ligands s'accumulent dans le noyau où ils seront reconnus par des récepteurs spécifiques. Dans certains tissus cibles, un métabolisme cellulaire de l'hormone transforme celle-ci en un composé […] Lire la suite
INFORMATION GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Codage génétique et biosynthèse des protéines » : […] Les caractères héréditaires « visibles », mais aussi toutes les propriétés d'un organisme sont déterminés, au niveau de la biochimie cellulaire, par des réseaux de réactions physico-chimiques, dont chacune est catalysée par une enzyme spécifique. Telle ou telle réaction est« branchée » ou « débranchée » suivant que l'enzyme responsable est ou non présente sous une forme active. Les enzymes sont de […] Lire la suite
MACROMOLÉCULES
Dans le chapitre « Les acides nucléiques » : […] Deux familles d' acides nucléiques, l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN), sont présentes dans les cellules. L'ADN et l'ARN résultent de l'enchaînement linéaire régulier de nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d'une base hétérocyclique azotée (adénine, guanine, cytosine ou thymine dans le cas de l'ADN ; adénine, guanine, cytosine et uracile dans le cas de l'AR […] Lire la suite
MALADIES MOLÉCULAIRES
Dans le chapitre « Les méthodes d'étude des anomalies » : […] Ces méthodes sont nombreuses et visent à reconnaître l'enzymopathie puis à en analyser les caractères. Le premier temps est celui d'identification : il reconnaît le déficit par un dosage de l'enzyme soit dans les tissus, soit dans le sérum, plus facile d'accès, mais qui souvent ne reflète qu'imparfaitement l'activité tissulaire. S'il existe une activité résiduelle, on en analysera les caractères c […] Lire la suite
MITOCHONDRIES
Dans le chapitre « Les protéines cytoribosomales indispensables à la synthèse protéique mitochondriale » : […] Tous les ARN messagers traduits dans la matrice mitochondriale sont codés par l'ADN mitochondrial. Il n'y a pas de transit d'ARN messagers nucléaires dans la matrice aux fins de traduction sur les ribosomes mitochondriaux. Certaines protéines mitochondriales sont codées par l'ADN du noyau cellulaire, lequel s'exprime par des ARN messagers qui se lient aux ribosomes du cytoplasmes. Les protéines p […] Lire la suite
MORCELLEMENT DES GÈNES
En 1977, les laboratoires des Américains Richard Roberts (né en 1943), Phillip Sharp (né en 1944) et du Français Pierre Chambon (né en 1931) observent, indépendamment, que des gènes eucaryotes ont une structure en mosaïque, alternant une minorité codante que l'on retrouve dans l'ARNm (les exons ) et des régions non codantes « intruses », appelées à ce titre introns . La transcription débute par la […] Lire la suite
NIRENBERG MARSHALL WARREN (1927-2010)
Marshall W. Nirenberg est un biochimiste américain né le 10 avril 1927 à New York. Formé dans les universités de Floride (1952) et du Michigan (1957), il s'intéresse d'abord à la biochimie des sucres, puis à la biosynthèse des protéines quand il entre comme chercheur au National Institute of Health et y dirige la section de biochimie génétique à partir de 1962. Il reçoit le prix Nobel de physiolo […] Lire la suite
NUCLÉIQUES ACIDES
Dans le chapitre « Biosynthèse des ARN » : […] La synthèse de l'ARN, ou transcription , se fait au contact de l'ADN par formation de la chaîne complémentaire d'une des deux chaînes de l'ADN. La réaction peut être réalisée in vitro en mettant dans le milieu l'enzyme appelée ARN-polymérase, les quatre nucléosides triphosphates et un peu d'ADN dont une chaîne sera copiée sous forme d'ARN. In vivo , la synthèse d'ARN est précédée du déroulement d' […] Lire la suite
PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE
Dans le chapitre « Applications à la biologie cellulaire » : […] On retrouve la PCR, en association avec d'autres techniques, dans la compréhension de la manière dont une cellule répond aux conditions extérieures – une problématique clé dans les études sur le contrôle de l'expression des gènes. Dans une cellule donnée, on estime que de 10 000 à 15 000 gènes sont susceptibles d'être exprimés chez l'homme et la plupart des mammifères (« expression » veut dire q […] Lire la suite
PLAN D'ORGANISATION DES VERTÉBRÉS
Dans le chapitre « Expression des gènes Hox chez les vertébrés » : […] Un gène est une zone fonctionnelle de l'ADN génomique qui code pour une protéine. C'est une approximation qui suffira ici. On peut décomposer un gène en une zone codante, qui contient l'information pour la protéine et sa fonction, et une zone promotrice, qui régule où et quand un gène est transcrit en ARN, donc ce qui fait que cette protéine est exprimée dans certaines cellules de l'embryon et à […] Lire la suite
PRIX LASKER 2018
Dans le chapitre « Le prix Lasker-Koshland pour une réussite distinctive dans les sciences médicales » : […] Ce prix est attribué en 2018 à l’Américaine Joan Elaine Argetsinger Steitz, de l’université de Yale pour « quarante ans de leadership en recherche biomédicale – démontrée par ses découvertes fondamentales concernant la biologie des molécules d’ARN, son activité généreuse de tutelle des chercheurs émergents et son soutien fort et passionné porté à la cause des femmes en science ». Joan Steitz aura […] Lire la suite
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Modifications posttranscriptionnelles » : […] Le niveau d'expression des gènes est également affecté par le devenir des ARN après transcription. En effet, ce qui compte d'un point de vue fonctionnel n'est pas la quantité d'un ARN donné, mais la qualité et la quantité du produit protéique final (fig. 3). Dans le cas le plus simple, précédemment décrit, le gène est d'abord transcrit en un ARN prémessager qui est ensuite maturé en un ARN messag […] Lire la suite
PUCES À ADN ET LABORATOIRES SUR PUCE
Dans le chapitre « Les puces à ADN ou biopuces » : […] Depuis les années 1980, un des buts des biologistes est de connaître la séquence intégrale du génome de plusieurs espèces animales et végétales. Cette tâche nécessite la manipulation d'un nombre très important d'entités biologiques, entre autres des clones de bactéries ou de levures à partir desquels on extrait des fragments d'ADN ou d'ARN messager (qui reflètent l'activité des gènes). Progressiv […] Lire la suite
RÉTROTRANSCRIPTION DE L'ADN
À la fin des années 1960, la biologie moléculaire, alors jeune discipline, entre dans ce que l'historien Michel Morange a appelé sa « traversée du désert ». Les connaissances sont alors résumées par le « dogme central » énoncé par Francis H. C. Crick, qui veut que l'information aille uniquement de l'ADN (acide désoxyribonucléique) à l'ARN (acide ribonucléique), puis de l'ARN à la protéine. Le pass […] Lire la suite
RIBOSOMES
Dans le chapitre « Les ribosomes du cytoplasme des eucaryotes » : […] La cellule procaryote ne possède pas d' organites et est pourvue d'un seul type (70 S) de ribosomes. Par contre, la cellule eucaryote contient des organites (noyau, nucléole, mitochondries et chloroplastes) et deux types (70 S et 80 S) de ribosomes : les particules de type 70 S se trouvent dans les organites cytoplasmiques, et celles de type 80 S dans le cytoplasme. Les deux types de particules […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE HAUT DÉBIT DE L'ADN
Dans le chapitre « L’ADN, molécule support de l’information génétique » : […] L’acide désoxyribonucléique (ADN) est présent dans le noyau de quasiment toutes les cellules vivantes, soit sous une forme très compactée, les chromosomes, soit relâchée. Il prend alors la forme d’une longue chaîne en double hélice composée de deux brins antiparallèles et complémentaires (le brin sens dit 5’-3’ et l’antisens 3’-5’), reliés l’un à l’autre par des liaisons hydrogène entre désoxyribo […] Lire la suite
TECHNIQUES DU GÉNIE GÉNÉTIQUE - (repères chronologiques)
1962 Découverte, par Werner Arber, des enzymes de restriction, enzymes bactériennes capables de couper l'ADN. 1971 Première utilisation, par Daniel Nathans, des enzymes de restriction comme ciseaux moléculaires : découpage de l'ADN du virus SV40. 1975 Mise au point, par Edwin Southern, d'une méthode de détection d'un gène par hybridation à l'aide d'une sonde nucléotidique complémentaire. Elle est […] Lire la suite
TRANSCRIPTION DE L'ADN
À la fin des années 1950, plus aucun biologiste ne doute que les gènes, constitués d'ADN (acide désoxyribonucléique), codent pour des protéines. Mais quels sont les mécanismes détaillés de cette expression génétique ? Les Français François Jacob et Jacques Monod, qui travaillent au sein du laboratoire d'André Lwoff à l'Institut Pasteur de Paris, découvrent en 1961 que les gènes sont d'abord trans […] Lire la suite
TRANSCRIPTOME
L'ensemble des molécules d'ARN messager d'une cellule constitue le transcriptome. Les ARN messagers sont une réplique des gènes qui sont à l'état actif dans une cellule. Quelques-uns peuvent jouer un rôle structural ou catalytique, mais la plupart d'entre eux sont traduits en protéines et participent ainsi à toutes les fonctions de la cellule. Chez l'homme, on considère qu'il existe environ 50 000 […] Lire la suite
WATSON JAMES DEWEY (1928- )
Généticien et biochimiste américain qui occupe une place importante dans l'histoire de la biologie moléculaire. Né le 6 avril 1928 à Chicago (Illinois), Watson reçoit une formation de biologiste-ornithologue, et soutient une thèse en 1950. En 1951, sur les conseils de Salvador Luria, qui fut son professeur de microbiologie à l'université d'Indiana, il se rend à Copenhague pour s'initier aux méthod […] Lire la suite
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La relation entre les gènes et les protéines Après les repas, lorsque l'organisme doit abaisser le taux de glucose circulant dans le sang pour éviter ses effets délétères et pour le stocker sous forme de graisse, certaines cellules du pancréas reçoivent un signal pour synthétiser et...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Information cellulaire En a, transcription, traduction Un brin d'ADN est une chaîne de nucléotides qui sont de quatre types caractérisés chacun par une base purique : adénine A ou guanine G, ou par une base pyrimidique : thymine T ou cytosine C Le brin a une polarité indiquée par les...
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Traduction de l'ARNm en protéines
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Deuxième étape de l'expression des gènes : la traductionChez une bactérie, ADN, ARN messager et ribosomes sont en contact direct Ailleurs, l'ARN va dans le cytoplasme à la rencontre des ribosomesLa traduction de l'information génétique débute par l'association d'un ARN messager à un...
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Première étape de l'expression des gènes : la transcription de l'ADNLa transcription consiste en une synthèse d'ARN à partir d'un modèle dans l'ADN pour transmettre l'information génétique nécessaire à la celluleChez les organismes eucaryotes, la transcription débute lorsqu'une enzyme,...
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Transcription de l'ADN en ARNm
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Cette photographie, prise au microscope électronique, montre un segment d'ADN en voie de transcription, à côté d'une région d'ADN génétiquement inactive On distingue des filaments d'ARN messager et les ribosomes qui y sont accrochés Sur les ribosomes se trouvent les chaînes protéiques en...
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Transfert de l'information génétique
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Lors de la transcription d'un gène, l'ARN-polymérase et les différents facteurs de transcription viennent s'associer sur le gène au niveau de séquences présentes dans le promoteur et l'enhancer L'ADN est alors transcrit en une copie fidèle, mais complémentaire, appelée ARN prémessager...
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Gènes et protéines
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Information cellulaire
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Traduction de l'ARNm en protéines
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
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Transcription de l'ADN en ARN
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Transcription de l'ADN en ARNm
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Transfert de l'information génétique
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