PROTÉINES BIOSYNTHÈSE DES
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/adn-dna/#i_59373
AMINOACIDES ou ACIDES AMINÉS
Dans le chapitre « Incorporation dans les protéines » : […] Seule la schématisation brève des mécanismes complexes de la biosynthèse protéique peut être décrite ici. La synthèse des protéines est obtenue en reliant les acides aminés entre eux par liaison peptidique. Dans le cytoplasme cellulaire est d'abord effectuée une activation des aminoacides. Elle utilise de l'énergie (ATP) et des enzymes dites amino-acyl + ARN synthétases. Elles sont ainsi nommées […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amino-acides-acides-amines/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/arn-rna/#i_59373
BACTÉRIES
Dans le chapitre « Les biosynthèses bactériennes » : […] Les différentes voies métaboliques des bactéries, selon leur type trophique, tel qu'il a été schématisé plus haut, ont une fonction commune à toutes les espèces, la production d'ATP, indispensable pour les réactions de biosynthèses. Les substances essentielles synthétisées par les bactéries sont les protéines et les acides nucléiques ; les réactions biochimiques responsables de ces synthèses sont […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bacteries/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biochimie/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-biologie-moleculaire/#i_59373
BIOLOGIE, en bref
La prise de conscience de la réalité biologique, c'est-à-dire de ce qui caractérise le vivant par rapport à l'inanimé, remonte sans doute aux premières tentatives des Anciens pour définir et expliquer cette différence. On pense ici à la philosophie naturaliste d'Aristote, aux idées d'Hippocrate, puis de Galien. Leur conception de la vie s'inscrit le plus souvent dans une dimension métaphysique ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-vue-d-ensemble/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/code-genetique/#i_59373
COLLAGÈNE
Dans le chapitre « Biosynthèse du collagène » : […] Plusieurs types cellulaires sont capables de synthétiser des collagènes. Les plus étudiés sont les fibroblastes qui « consacrent » de 5 à 15 p. 100 de leur activité biosynthétique à la fabrication des collagènes (de types I et III en particulier). Les chondrocytes du cartilage synthétisent le collagène de type II et les cellules musculaires lisses des parois vasculaires font des types I, III, IV […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/collagene/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decryptage-du-code-genetique/#i_59373
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement animal
Dans le chapitre « Les modalités du développement animal » : […] Chaque animal est composé de millions de cellules de types différents. La présence de protéines spécifiques donne à chaque cellule ses propriétés. Par exemple, les cellules musculaires renferment de la myosine, alors que les cellules de la peau contiennent de la kératine. Pourtant, chaque organisme est construit à partir d'une seule cellule, l'œuf fécondé. Cette cellule contient toute l'informati […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-biologie-le-developpement-animal/#i_59373
ÉLASTINE
Dans le chapitre « Biosynthèse » : […] Les différentes étapes de la synthèse de l'élastine (intracellulairement et extracellulairement) ne sont pas connues avec une grande précision contrairement à ce que l'on sait de la biosynthèse du collagène. Toutefois, la séquence d'événements à l'échelle moléculaire peut se résumer de la façon suivante : 1. transcription du gène de structure de la tropoélastine en ARN-messager ; 2. traduction de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elastine/#i_59373
GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Synthèse des protéines membranaires et sécrétoires » : […] Le mécanisme de passage des protéines membranaires et sécrétées au travers des membranes cellulaires est complexe. Les messagers codant pour de telles protéines sont traduits par des ribosomes liés à la membrane du réticulum endoplasmique. La partie NH 2 terminale de la chaîne peptidique en voie de synthèse comporte une séquence hydrophobe particulière, dénommée par Günther Blobel (Prix Nobel de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genetique/#i_59373
GÉNIE GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Du gène à la protéine » : […] Les gènes sont des messages codés dont le support moléculaire est l'ADN. Le décodage de ces messages se traduit par la synthèse de molécules, les protéines, dont chacune exerce une ou plusieurs fonctions précises dans les organismes vivants. Ces molécules qui sont de grande taille, sont toujours composées des mêmes éléments, les acides aminés (au nombre de vingt), dont l'ordre définit la structur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genie-genetique/#i_59373
GÉNOMIQUE - La transgenèse
Dans le chapitre « Vertébrés » : […] Des gènes ont été injectés dans des embryons de multiples espèces – mouton, lapin, porc, poulet... Des problèmes techniques, liés en particulier à la difficulté de bien voir les noyaux, font que les rendements sont en général largement inférieurs à ceux qu'on obtient avec les embryons de souris. Les applications sont essentiellement agroalimentaires, à savoir, d'une part, l'amélioration des espèce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-la-transgenese/#i_59373
HÉMOGLOBINOPATHIES
Dans le chapitre « Mécanisme des mutations » : […] Une mutation est un événement qui se produit dans le gène de structure au niveau du génome et vient en modifier de manière définitive et plus ou moins importante la structure et de là retentit sur la protéine dont il commande la synthèse. Une mutation ponctuelle consiste dans le changement d'une seule des bases d'un gène. Ce sont des mutations de ce type qui sont responsables le plus généralement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemoglobinopathies/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/robert-holley/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/information-genetique/#i_59373
MALADIES MOLÉCULAIRES
Dans le chapitre « La localisation des anomalies biochimiques » : […] La lésion peut se situer à tous les niveaux au cours de l'opération intracellulaire qu'est la biosynthèse des protéines. Le niveau de l'ADN est probablement le plus fréquemment en cause. Il est également le plus facile à comprendre ; on peut observer : – une délétion du gène, complète ou non ; si le gène n'est pas présent, aucune protéine ne peut être synthétisée ; – une anomalie autre qu'une délé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/maladies-moleculaires/#i_59373
MEMBRANES CELLULAIRES (DYNAMIQUE DES)
Dans le chapitre « Trafic cellulaire et cytosquelette » : […] Ces deux exemples décrivent des aspects particuliers d'un constat très général : le remaniement permanent des membranes de la cellule, leur spécialisation et le rôle du squelette interne de la cellule, le cytosquelette , dans la coordination de l'ensemble de ces mouvements. Cela est déjà apparent dans le rôle du cytosquelette dans la stabilisation des domaines et la migration des vésicules endosom […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-cellulaires-dynamique-des/#i_59373
MÉTABOLISME
Dans le chapitre « Protéines » : […] Les protéines sont des macromolécules composées par l'enchaînement de plusieurs acides aminés suivant une séquence bien définie. Pour entrer dans la constitution de la protéine, chaque acide aminé doit être activé par des enzymes en formant des complexes du type acide aminé-adénylate (AA ∼ AMP), dans lesquels le groupement carboxyle de l'acide aminé est relié par une liaison riche en énergie (sy […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metabolisme/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mitochondries/#i_59373
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/morcellement-des-genes/#i_59373
NIRENBERG MARSHALL WARREN (1927-2010)
Biochimiste américain né le 10 avril 1927 à New York. Formé dans les universités de Floride (1952) et du Michigan (1957), Nirenberg 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 dirige la section de biochimie génétique dès 1962. Il reçoit le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1968 avec H. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marshall-warren-nirenberg/#i_59373
NUCLÉIQUES ACIDES
Dans le chapitre « ARN messagers » : […] Les ARN messagers ont copié, au niveau de chaque gène, une séquence d'ADN. Chaque molécule d'ARN messager se fixera sur un ribosome. Le ribosome va glisser le long du messager en donnant naissance à la chaîne protéique. Les codons sont lus (traduction) sur un site spécifique du ribosome (fig. 13). Un aminoacyl-ARN-t se combine par son anticodon au triplet du messager . Au fur et à mesure du gliss […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acides-nucleiques/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/programme-genetique/#i_59373
PROTÉINES
Dans le chapitre « Le métabolisme protéique » : […] Dès la fin du xix e siècle, parallèlement aux études de chimie structurale, on s'était intéressé au métabolisme des protéines, c'est-à-dire à la façon dont les protéines sont fabriquées dans les organismes vivants, à leurs modes de dégradation ainsi qu'à leurs fonctions. On s'était très tôt convaincu que les amino-acides entrant dans la compositi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/proteines/#i_59373
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ribosomes/#i_59373
SÉQUENCE, biochimie
Les acides nucléiques et les protéines sont des molécules organiques comparables à des chaînes dont les maillons, ou sous-unités, sont respectivement des nucléotides et des acides aminés. L'existence de plusieurs types de nucléotides et de nombreuses espèces d'aminoacides détermine au long des chaînes qu'ils constituent une hétérogénéité structurale, dite séquentielle. Elle est comparable à celle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sequence-biochimie/#i_59373
THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires
Dans le chapitre « Multiplicité d'états stationnaires en régulation génétique » : […] La figure représente le schéma proposé par J. Monod et F. Jacob pour la régulation de la synthèse des protéines dans un système comportant deux chemins enzymatiques distincts. Le gène régulateur RG de chaque enzyme produit un répresseur non actif R qui, en se combinant avec le produit P du chemin enzymatique opposé, forme le répresseur Re ; ce dernier bloque la formation de l'enzyme E à partir d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermodynamique-processus-irreversibles-non-lineaires/#i_59373
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/transcription-de-l-adn/#i_59373
Cycle ribosomal
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Le cycle ribosomal I et II : formation du complexe d'initiation dans lequel on voit la petite sous-unité associée à l'ARNm (trait horizontal) et au f-met-ARNt (ligne verticale soutenant l'acide aminé, en forme de boule, ici bleue) ; III : première étape de l'élongation, fixation d'AA-ARNt...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
Cycle ribosomal
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Traduction de l'ARNm en protéines
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