Notion de l’information génétique

1) L’information génétique est l’ensemble des informations contenues dans les cellules d’un organisme qui déterminent ses caractères héréditaires (caractères transmissibles de génération en génération).

2) Cette information est portée, chez les eucaryotes, par la molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique).

3) La majeure partie de l’information génétique est située dans le noyau des cellules, sous forme de chromosomes constitués d’ADN et de protéines.

Du plus grand au plus petit : Cellule > Noyau > Chromosome > ADN > Gène.

La cellule contient un noyau, le noyau contient des chromosomes, chaque chromosome renferme une longue molécule d’ADN, et le gène correspond à une portion de cette molécule d’ADN.

1) Un gène est une portion d’ADN occupant une position déterminée sur un chromosome et qui porte l’information nécessaire à la réalisation d’un caractère (souvent par l’intermédiaire d’une protéine).

2) Des allèles sont des versions différentes d’un même gène. Ils se distinguent par leur séquence de nucléotides et peuvent entraîner des variations du caractère.

3) Exemple : pour le gène du groupe sanguin chez l’Homme, on distingue les allèles A, B et O qui déterminent les différents groupes sanguins (A, B, AB, O).

1) Le génome est l’ensemble du matériel génétique (ensemble des gènes) d’un organisme ou d’une espèce.

2) Un caryotype est la représentation ordonnée des chromosomes d’une cellule, classés par paires homologues en fonction de leur taille et de l’emplacement du centromère. Son interprétation permet de mettre en évidence des anomalies du nombre ou de la structure des chromosomes (trisomies, délétions…).

3) Les chromosomes d’une même paire sont dits homologues car ils ont la même taille, la même forme et portent les mêmes gènes au même endroit (même locus), bien qu’ils puissent porter des allèles différents de ces gènes.

1) Un nucléotide d’ADN est constitué d’un sucre (désoxyribose), d’un groupement phosphate et d’une base azotée.

2) Les quatre bases de l’ADN sont : adénine (A), thymine (T), cytosine (C) et guanine (G).

3) La complémentarité des bases est la suivante : \( \text{A} \) est complémentaire de \( \text{T} \) et \( \text{C} \) est complémentaire de \( \text{G} \). Dans la double hélice, on trouve donc toujours les paires \( \text{A}-\text{T} \) et \( \text{C}-\text{G} \).

1) Les deux séquences sont identiques sauf au troisième nucléotide : l’allèle 1 possède la base G alors que l’allèle 2 possède la base C.

2) L’information génétique dépend de l’ordre des bases sur le brin d’ADN. Le remplacement d’une base par une autre modifie la séquence, ce qui peut conduire à la synthèse d’une protéine différente (changement d’un acide aminé, par exemple) ou à l’absence de protéine fonctionnelle.

3) Les deux séquences correspondent à deux allèles différents du même gène : ils portent la même fonction générale mais avec une information légèrement différente, ce qui peut se traduire par deux formes différentes du caractère.

1) Une mutation est une modification de la séquence de nucléotides de l’ADN (substitution, insertion, délétion, etc.).

2) Si une mutation touche la séquence d’un gène, elle transforme la séquence initiale en une nouvelle séquence. On obtient alors un nouvel allèle de ce gène.

3) Dans une population, l’accumulation de mutations au cours du temps crée de nouveaux allèles, augmentant la diversité génétique. Cette diversité peut se traduire par une diversité des phénotypes, c’est-à-dire des caractères observables, ce qui est un des moteurs de l’évolution.

1) L’intérêt est de tester quel composant cellulaire contient l’information nécessaire au développement complet d’un organisme.

2) Le fait que l’ovule reconstitué, contenant le noyau d’une cellule somatique, puisse se développer en un individu entier montre que c’est le noyau qui contient l’essentiel de l’information génétique.

3) L’individu obtenu possède le même patrimoine génétique que le donneur du noyau, car ses chromosomes (et donc son ADN) proviennent de ce noyau. Il est donc génétiquement identique au donneur (sauf éventuelles mutations).

Un gène est une portion d’ADN dont la séquence de nucléotides constitue un message codé. Cette information est utilisée par la cellule pour fabriquer une protéine, grâce au passage par un ARN messager et à la traduction de ce message en une séquence d’acides aminés. La structure de la protéine (et donc sa fonction) dépend directement de la séquence de son gène. Cette protéine intervient ensuite dans la mise en place d’un caractère (par exemple, une enzyme qui fabrique un pigment, une protéine membranaire, etc.). On dit donc que le gène porte l’information génétique qui, via la protéine, détermine le caractère.

Les caractères héréditaires d’un individu (couleur des yeux, groupe sanguin…) dépendent du patrimoine génétique contenu dans ses cellules. Chaque cellule possède un noyau renfermant des chromosomes, constitués d’ADN et de protéines. L’ADN est une longue molécule dont la séquence de nucléotides porte l’information génétique. Cette molécule est organisée en gènes, chacun correspondant à une portion d’ADN codant pour une protéine donnée. Les différentes versions d’un gène, les allèles, présentent des séquences légèrement différentes et peuvent donc conduire à des protéines différentes, responsables de variations d’un même caractère. Ainsi, en partant du niveau moléculaire (ADN, gènes, allèles) jusqu’au niveau de l’organisme (phénotype), on montre que les caractères héréditaires sont l’expression de l’information génétique portée par l’ADN dans les chromosomes.