l’epissage alternatif de l’arn
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L’EPISSAGE ALTERNATIF DE L’ARN. Comment un même gène peut être à l’origine de la synthèse de protéines différentes ?. Guy Boudenc Lycée Saint Joseph GAILLAC. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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L’EPISSAGE ALTERNATIF DE L’ARN
Comment un même gène peut être à l’origine de la synthèse de protéines différentes ?
Guy BoudencLycée Saint Joseph GAILLAC
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La synthèse des protéines nécessite, dans un premier temps, le transfert vers le cytoplasme de
l’information génétique située sur la molécule
d’ADN. Cette dernière est localisée dans le noyau.
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La transcriptionLa transcription
TAC
ADN : Brin transcrit
Sens de lecture
ACA AGG GAT TGT GGT TTT CTA AGT TCC
La transcription conduit à la synthèse d’un brin d’ARN pré-messager qui va être déplacé dans le cytoplasme
Brin d’ARN pré-messager
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La traduction fait La traduction fait correspondre un acide correspondre un acide aminé à chaque codonaminé à chaque codon
TAC
ADN : Brin transcrit
Sens de lecture
ACA AGG GAT TGT GGT TTT CTA AGT TCC
La traduction conduit à la synthèse d’une protéine spécifique (séquence d’acides aminés) à partir d’un brin d’ARN contenu dans le cytoplasme.
Brin d’ARN pré-messager
Méthionine Cystéine
SérineLeucine
ThréonineProlin
e
LysineAcide aspartique
SérineArginine
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Le génome humain compte entre 20 000 et 30 000 gènes.
Le protéome correspond à l’ensemble des protéines
codées par l’ensemble des gènes. Le protéome humain
est estimé entre100 000 et 1 000 000 de
protéines, selon les auteurs.
Depardieu/INSERM
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Le modèle présenté précédemment ne permet pas d’expliquer la différence entre le nombre de gènes ( 25 000)
etle nombre de protéines
(entre 100 000 et 1 000 000).En effet ce modèle fait
correspondre un fragment d’ADN à un fragment d’ARN et
donc à une protéine.
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Du fait de la complémentarité des bases, le brin d’ARN
localisé dans le cytoplasme devrait
s’hybrider en totalité avec le brin d’ADN qui a servi
de modèle.
Comment expliquer cette différence entre le
nombre de gènes et le nombre de protéines ?
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L’ARN (en bleu) présent dans le cytoplasme ne s’hybride pas exactement avec le brin d’ADN
(en rouge) qui a servi de modèle à la transcription.
P. Chambon, Scientific American - mai 1981Hybridation ADN/ARN de l’ovalbumine de poule Interprétation
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Les gènes ne correspondent pas à une
séquence continue de nucléotides.
L’information contenue sur certaines parties de l’ADN ne se retrouve pas
sur l’ARN.
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Des parties de l’ARN pré-messager sont donc éliminées après la transcription.
Les introns sont les parties éliminées et les exons les parties
conservées au cours de ces modifications
post-transcriptionnelles.
Exon 1
Exon 2
Exon 3
Exon 4
Exon 5
Intron 1
Intron 3
Intron 2
Intron 4
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L’ARN pré-messager subit donc des modifications post-transcriptionnelles et se transforme en ARN messager.
C’est l’épissage : élimination des introns et jonction des exons.
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Mais ce n’est pas encore suffisant pour obtenir plusieurs protéines à partir d’un même gène.
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Certaines cellules des follicules thyroïdiens sécrètent deux protéines : la calcitonine et la CGRP (Calcitonine Gene Regulated Peptide).Ces deux protéines sont déterminées par le même gène (Calc-1).
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Dans les cellules des follicules thyroïdiens on isole l’ARN pré-messager ainsi que les ARN messagers à l’origine de la synthèse de la calcitonine et de la CGRP.
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L’ARN pré-messager résultant de la transcription du gène Calc-1 est constitué de 6 exons et 5 introns
Exon 1 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 Exon 6I 1 I 5I 4I 3I 2
Il est formé de 5 700 nucléotides.
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L’utilisation de sondes spécifiques de chaque intron et exon permet de connaître la constitution des ARN messagers de la calcitonine et de la CGRP.
Exon 1 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 Exon 6I 1 I 5I 4I 3I 2
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Le tableau ci-dessous regroupe les résultats obtenus.
E1 E2 E3 E4 E5 E6 I1 I2 I3 I4 I5
ARN pm+ + + + + + + + + + +
ARNm Calcitonine
+ + + + - - - - - - -
ARNm CGRP
+ + + - + + - - - - -
+ Présence de la sonde- Absence de la sonde
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L’ARNm de la calcitonine possède les exons 1, 2, 3 et 4.
L’ARNm de la CGRP possède les exons 1, 2, 3, 5 et 6.
E1 E2 E3 E4 E5 E6 I1 I2 I3 I4 I5
ARN pm+ + + + + + + + + + +
ARNm Calcitonine
+ + + + - - - - - - -
ARNm CGRP
+ + + - + + - - - - -
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A partir du même ARN pré-messager il y a eu deux ARN messagers différents.
Il y a eu un épissage alternatif
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Ces deux ARN messagers différents seront à l’origine de deux protéines différentes.
Un même gène peut être à l’origine de protéines différentes.
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BILAN
ARN pré-messager
EPISSAGE ALTERNATIF
ARNm 1 ARNm 3ARNm 2
PROTEINE 1 PROTEINE 2 PROTEINE 3