SVT : la dystrophine

« SVT : la dystrophine Les protéines sont indispensables pour la vie d’un être vivant. Outils de la cellule, les protéines ont de nombreuses fonctions (hormonales, enzymatiques etc...). Elles sont composées d’un enchaînement d’acides aminés et sont codées par un seul gène (portion d’ADN, séquence de nucléotides).

Les protéines sont donc des acteurs importants dans l’expression du patrimoine génétique d’un individu. Le sujet nous présente une protéine : la dystrophine, protéine membranaire (qui se trouve dans la membrane d’une cellule), présente dans différentes cellules.

En effet, cette protéine se situe à la fois dans les cellules musculaires et nerveuses.

On sait qu’il existe plusieurs formes de cette protéine selon la cellule dans laquelle elle est produite.

Pourtant, un gène est censé coder pour une protéine. Alors comment est t’il possible, qu’à partir d’un seul même gène, plusieurs protéines puissent être synthétisées ? Pour répondre à cette question, nous montrerons à travers deux développements les différentes étapes et mécanismes qui permettent à un gène de s’exprimer à différentes échelles.

Nous verrons donc dans une première partie les étapes de la transcription et de la maturation, puis dans une seconde partie l’étape de la traduction et de l’expression des protéines. Dans un premier temps, la synthèse d’une protéine ne peut se faire sans un gène.

Il va donc falloir transcrire l’information génétique initialement présente sur le gène à une molécule.

C’est le rôle de la transcription.

Cette étape se déroule dans le noyau d’une cellule, c’est à dire là où se trouve l’information génétique : l’ADN.

Cette molécule d’ADN va donc venir être ouverte, séparée en deux brins distincts par une enzyme : l’ARN polymérase.

Les deux brins obtenus sont le brin matrice et le brin codant.

Une fois les deux brins bien séparés, des nucléotides libres du noyau vont se fixer par complémentarité aux nucléotides du brin matrice qui deviendra le brin transcrit.

On obtient après cette courte étape de transcription, une molécule, une nouvelle séquence de nucléotides, une copie fidèle du gène que l’on appelle ARN pré messager.

Cet ARN pm est trop grand pour sortir du noyau, il va devoir subir une nouvelle étape appelée maturation.

Il faut savoir que les gènes sont constitués d’exons (partie codante du gène) et d’introns (partie non codante du gène).

L’étape de la maturation a pour objectif de supprimer les introns pour ne sélectionner que certains exons.

On obtient, après cette étape, un ARN messager mature (5 fois plus petit que l’ARN pm).

Il faut savoir qu’à partir d’un gène, on arrive à un même ARN pré messager mais à des ARN messagers différents car ceux-ci subissent des maturations différentes, c’est ce que l’on appelle l’épissage alternatif.

Par exemple, pour le cas du gène CGRP, on arrive à des ARN messagers différents car la maturation des ARN pm du gène ne sont pas les mêmes. La maturation serait donc une des étapes responsable de la synthèse de protéines différentes à partir d’un même gène.

Or, cette étape n’est pas la dernière de l’expression du gène en protéine. La traduction est donc la dernière étape de la synthèse de protéines.

En effet, l’ARN messager mature quitte le noyau par les pores nucléaires pour rejoindre le cytoplasme.

Là, des complexes de protéines appelés ribosomes vont venir lire et plus précisément décoder l’ARN messager par triplets de nucléotides appelés codons.

Les ribosomes associent donc à chaque codon un acide aminé à partir du code génétique qui est universel et redondant.

On obtient donc un enchaînement d’acide aminé que l’on appelle protéine.

Cette étape de la traduction est donc indispensable pour traduire l’ARN messager en protéine.

C’est aussi à ce moment là que plusieurs protéines peuvent voir le jour grâce aux différentes séquences des ARN messagers.

Pourtant, l’ensemble des protéines produites provient du même gène.

Les protéines vont ensuite être indispensables pour déterminer le phénotype d’un individu, c’est à dire la manière dont s’expriment ses gènes à l’échelle du visible.

Les protéines vont ensuite déterminer. »