Introduction et concepts de base
GLUCIDES (ou glucides) : ce sont des sucres ; ce sont des composés tertiaires (constitués de seulement trois éléments : carbone, hydrogène et oxygène). Ils représentent une réserve d'énergie et sont le point de départ de la production d'autres composés organiques.
LIPIDES : communément appelés graisses, ils sont aussi des substances de réserve et sont des constituants des structures cellulaires.
PROTÉINES : elles sont constituées d'acides aminés ; ils contribuent à la construction des structures de divers organismes, hémoglobine, enzymes, hormones (ils régulent la coordination harmonieuse entre les différentes fonctions des organismes), anticorps.
ACIDES NUCLEIQUES : ils sont constitués d'une base azotée (cytosine, timide, uracile, adénine et guanine), d'un sucre et de groupements phosphate.
LA CELLULE : la membrane cellulaire a une épaisseur de 6-7 × 10 -10m ; le diamètre d'une cellule est d'environ 15 mm tandis que celui du noyau est d'environ 5 mm.
Les éléments caractéristiques d'une cellule sont :
- Membrane périnucléaire : délimite le noyau ;
- Nucléole : c'est une partie spécialisée du noyau ;
- Mitochondrie : c'est le « centre énergétique » de la cellule ;
- Les peroxysomes : ce sont des organites spécialisés dans les réactions d'oxydation (ils libèrent du H2O2) et sont de couleur noire car ils contiennent beaucoup de fer ;
- Ribosomes : ils sont contenus dans le réticulum endoplasmique et synthétisent des protéines ;
- Réticulum endoplasmique : il est rugueux s'il contient des ribosomes et lisse s'il n'en contient pas. Il possède un espace interne (lumière) dans lequel s'accumulent les protéines synthétisées ;
- Appareil de Golgi : se compose de systèmes vésicaux. Les protéines, grâce à cet appareil, atteignent leur destination sans erreur.
Image tirée de www.progettogea.com
Une cellule fille est toujours la même qu'une cellule mère.
Le génome humain est l'ensemble du patrimoine génétique d'un individu et est constitué de quarante-six chromosomes (vingt-trois paires) constitués en moyenne de soixante-dix millions de paires de bases, donc l'ensemble du génome contient (46 × 70 000 000) 3 × 109 paires de bases et chaque paire contribue à environ 6-7 × 10-10 m à la longueur.
Si l'on déroule l'ADN de chaque chromosome et que l'on aligne les quarante-six molécules contenues dans le noyau d'une cellule somatique, on arrive à une longueur de 2 m (chaque chromosome mesure environ quatre cm). Considérant donc qu'un homme possède 10 000 milliards de cellules, l'ADN total atteint 20 000 millions de km (la distance entre le soleil et la lune est de 200 millions de km)
Un seul chromosome est une macromolécule d'un diamètre d'environ 2 × 10-9 m et contient une molécule d'ADN ; le gène est une portion de l'ADN (c'est-à-dire une portion d'un chromosome) qui contient une "information complète et spécifique pour une certaine propriété. Aujourd'hui" tout le génome humain est connu, c'est-à-dire la succession complète des bases dans l'ADN est connue , mais seules quelques portions d'ADN ont reçu « une » identité : il est nécessaire d'établir quelle portion d'ADN correspond à une certaine propriété.
Il existe environ trente mille gènes, mais un gène peut être exprimé de différentes manières, c'est donc indicatif.
EXPRESSION : l'information contenue dans un gène conduit à l'obtention d'un produit final (synthèse protéique).
TRANSCRIPTION : conversion de l'information contenue dans un gène en une chaîne d'ARN messager par un système enzymatique ; l'ARN messager passe du noyau au cytoplasme dans lequel sont contenus les ribosomes.
TRADUCTION : les ribosomes synthétisent la protéine qui est le produit de l'expression génétique.
ENCODE : signifie traduire le message.
Un système enzymatique, par le biais du processus de transcription, convertit donc l'information portée par un gène en une chaîne d'ARN messager et la traduction est lancée.
La réplication de l'ADN signifie copier la partie de l'ADN d'intérêt vers l'ARN messager.
Les deux principales différences entre l'ADN et l'ARN :
- Le ribose est le sucre dans l'ARN, tandis que le désoxyribose est dans l'ADN ;
- Dans l'ADN, les bases azotées sont : l'adénine, la guanine, la thymine et la cytosine ; tandis que dans l'ARN, l'uracile remplace la thymine.
Les gènes contiennent généralement un ou plusieurs segments d'ADN en leur sein, qui ne codent pas pour la protéine ; ces fragments sont appelés introns tandis que les segments codants sont appelés exons.
Les exons représentent la partie du gène qui peut être exprimée alors que les introns ne sont pas exprimés.
Dans certaines conditions, le gène est exprimé sans introns, mais dans d'autres conditions, les introns peuvent être transformés en exons et, en conséquence, exprimés (c'est-à-dire qu'ils peuvent coder pour la protéine).
Selon les différents introns exprimés, il existe différents produits protéiques : un gène peut donc être exprimé de différentes manières.
Il existe une similitude fonctionnelle entre les différents produits d'un même gène ; cependant, ils ont une structure différente et pour cette raison, ils sont utilisés à des endroits différents.
L'information génétique contenue dans chaque cellule d'un organisme est la même : par exemple, l'ADN d'une cellule hépatique (hépatocyte) et l'ADN contenu dans une cellule musculaire (myocyte) sont identiques ; différencier un hépatocyte d'un myocyte est l'expression différente des gènes contenus dans l'ADN En général, certains gènes sont exprimés dans une cellule et dans une autre cellule, située dans une autre partie de l'organisme, d'autres sont exprimés.
