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Nous arrivons au bout de notre petite randonnée scientifique, dans les méandres de la Génétique. Au cours de notre promenade, plaisante et amusante, nous avons été amenés à explorer, partiellement, la splendeur de cette science, sous la direction d’un guide qui n’a point prétendu avoir la science infuse. Aussi soit il rappelé en passant, le survol de la discipline et des termes connexes n’a nullement été exhaustif. Bien au contraire, il a été rapide, superficiel, incomplet et donc imparfait. Pour aller plus en profondeur et consolider les notions relatives aux concepts abordés dans notre série, il serait assez utile de consulter les ressources scientifiques, livresques et électroniques, traitant de la science. Cela dit, c’est sur l’expression de nos gènes, donc, de nos caractères héréditaires que prendra fin, en toute beauté, notre ballade exploratoire. Mais avant d’amorcer ce dernier virage, répétons certaines notions déjà examinées -une exigence de séquences pédagogiques d’enseignement.

              

RAPPEL SYNTHETIQUE DE QUELQUES NOTIONS

 

Nous avions indiqué précédemment ; que nous provenons tous, d’une cellule initiale, l’œuf, qui résulte de la réunion d’un ovule et d’un spermatozoïde au départ ; que ces deux cellules sont dites haploïdes, parce qu’elles ont chacune, un simple jeu de chromosome -23 au total, avec 22 chromosomes dits autosomes et un chromosome sexuel appelé gonosome -X pour l’ovule et X ou Y pour le spermatozoïde. Lorsque, à la fécondation, les noyaux des deux cellules reproductrices fusionnent, la diploïdie ou double jeu chromosomique (23+23=46 chromosomes) est reconstituée dans l’œuf (ou zygote) résultant. Les chromosomes de cet œuf qui marque le point de départ d’un nouvel individu, sont groupables par paire. Il s’agit donc de 22 paires de chromosomes homologues ou autosomes et une paire de chromosomes sexuels ou gonosomes, lesquels, selon le hasard de la fécondation, peuvent être XX désignant une fille ou XY indiquant un garçon. Inutile d’ajouter que chaque paire est  formée de la réunion d’un chromosome maternel et d’un chromosome paternel (respectivement apportés par l’ovule et le spermatozoïde).

 

Les deux chromosomes homologues de chaque paire ont la même forme, la même taille et le même contenu génétique. Ceci signifie naturellement que chacun de nos gènes (qui portent les messages codés, relatifs à nos caractères héréditaires) est présent en 2 exemplaires (l’un sur le chromosome paternel et l’autre sur le chromosome maternel), avec une notable exception chez le garçon, comme pour confirmer la règle. En effet, chez le garçon, la 23eme paire de chromosome est composée de X et Y. Ceux-ci possèdent des régions homologues et des régions différentielles et donc portant des gènes dissemblables. L’on se rappelle  aussi que les gènes ne sont des segments d’ADN (localisés sur chromosomes) faits d’une séquence combinatoire de quatre unités de construction appelés nucléotides ou bases et dénotés par les lettres A, C, G et T. Encore une fois d’ailleurs, c’est la séquence combinatoire de ces bases qui constitue le code génétique. A présent passons à l’essentiel

 

L’EXPRESSION DES GENES

 

Pour comprendre l’expression des gènes, le rappel de certaines notions élémentaires devient indispensable. La traduction biologique d’un trait donnée (le teint, le groupe sanguin…) est une protéine. Les protéines sont constituées de longues chaines d’acides aminés. Il n’existe qu’une vingtaine pour composer toutes les protéines animales et végétales que nous connaissons. Chaque acide aminé possède des propriétés particulières, qui dans leur disposition, déterminent la forme tridimensionnelle et donc la fonction spécifique de chaque protéine. Quelques exemples…, la protéine appelée mélanine est le déterminant majeur de la couleur de la peau. La myosine et l’actine sont des protéines du muscle qui entrent dans le cadre de la contraction de celui-ci, l’albumine est la protéine majeure du sang etc.  Le gène commande la synthèse de la protéine qui correspond à son code ou message. Le mécanisme biochimique de fonctionnement du gène est très complexe. Néanmoins, quelques détails sommaires suffiront pour se faire une bonne idée de la chose. Cela risque d’ennuyer le moins curieux !

 

A l’intérieur de la cellule, il y’a des acides aminés  isolés en attente d’être assemblés pour former des protéines selon les commandes du gène correspondant. Ainsi, au  besoin lorsqu’une protéine doit être synthétisée, l’ADN est informé dans le noyau par une cascade de réactions complexes.  Et le gène qui code pour cette protéine est « repéré » sur la chaine d’ADN, puis activé. Il sera ainsi transcrit pour transmettre son code relatif à la fabrication de ladite protéine (par enchainement dans un ordre séquentiel bien précis d’un certain nombre d’acides aminés). Cela se passe comme suit. Dans le noyau, les deux brins de la portion d’ADN ou gène d’intérêt se séparent et chaque brin sert de modèle, pour fabriquer un ARN dit "messager" ou ARNm, lequel transgressera la membrane nucléaire pour  entrer dans l’environnement intérieur de la cellule (cytoplasme). Une fois là, l’ARNm interagit avec un complexe protéique appelé ribosome (voir figures ci après), et au sein duquel on note aussi la présence de quelques fragments d'ARN dit ribosomal (l'ARNr).

 

L’ARN ribosomal reçoit de l’ARN messager des instructions pour construire la chaine d’acides aminés. L’assemblage de ces derniers doit se faire dans un ordre précis nécessitant l’intervention d’un troisième ARN dit de transfert. Et c’est ce commis voyageur qui va assurer la correspondance entre ARN messager et les acides aminés: Dans le cytoplasme de la cellule, l’ARN de transfert existe sous forme de fragments à trois bases appelés codons, par exemple AAA, ACC, CCC, CCG, AGC etc. ET comme indiqué dans le tableau ci-dessous, à chaque codon de l’ARN de transfert, est attaché un acide aminé précis correspondant au code de ses trois bases. A préciser  que chaque codon est spécifique d’un certain nombre d’acides aminés. Ainsi un acide aminé n’est capté et inclus dans la chaine protéique en formation au sein du ribosome que s’il est reconnu par le codon de l’ARN messager complémentaire  du codon de l’ARN de transfert.

 

 

 

 

 

Lorsque le ribosome prend en charge un ARN messager et tombe sur la séquence UCG par exemple, il va utiliser l'ARN de transfert correspondant c’est à dire AGC, auquel est attaché un acide aminé précis (voir tableau ci dessus) qui va être ajouté à la chaîne de protéine en formation et le ribosome passe ensuite au codon suivant et ainsi de suite jusqu'à ce que la séquence de la protéine soit complète.  Les deux figures ci-dessous montrent ce mécanisme d’expression de gènes.

 

 

 

  1. Modibo Traore, pour la rédaction

 

 

1)      Note relative au Tableau :

 

Comme on peut le constater sur le document 13, parmi les 64 CODONS :

– 61 désignent un acide aminé ;

– 3 commandent l'arrêt de la synthèse protéique et sont appelés codons stop ou codon non-sens.

Certains codons désignent le même acide aminé. Par exemple la leucine correspond à six codons différents.

A cause de cette particularité, le code génétique est dit redondant ou dégénéré

Tag(s) : #Sciences et techniques