L'information génétique des cellules

Les cellules possèdent de l’ADN portés par des chromosomes. La structure de cette molécule permet le stockage d’informations.

I Les gènes, unités d’information génétique

Les molécules d’ADN sont constituées d’une succession de nucléotides. La séquence des nucléotides, c’est-à-dire l’ordre dans lequel ils sont placés, détermine l’information portée par la molécule.

Certaines parties de l’ADN forment les gènes. Ces gènes correspondent à des séquences de nucléotides qui contiennent l’information génétique dirigeant l’expression d’un caractère héréditaire.

L’expression d’un caractère héréditaire passe par la production de protéines, élaborées d’après les informations contenues dans les gènes.

Repère
À noter

L’homme possède environ 30 000 gènes, mais on considère que seul 20 % de son ADN est constitué de gènes. Le reste de l’ADN est qualifié de non codant.

Toutes les cellules d’un organisme sont issues de la division d’une cellule-œuf. Elles contiennent donc toutes les mêmes gènes et la même information génétique.

II Gènes et spécialisation cellulaire

Doc 1 Coupe de peau

Dans un organe, les cellules sont spécialisées et ont une fonction bien particulière. Dans la peau par exemple, les mélanocytes produisent de la mélanine qui absorbe le rayonnement ultraviolet ; les cellules des glandes sébacées produisent le sébum qui assure une protection contre le dessèchement et les bactéries.

Toutes les cellules d’un organisme contiennent l’intégralité de l’information génétique. Cependant, le fait qu’elles ne produisent pas les mêmes molécules montre qu’elles n’expriment pas les mêmes gènes. Chaque cellule spécialisée n’utilise que la partie de l’information génétique qui lui est utile.

MéthodeMontrer que l’information contenue dans un gène dépend de la séquence de nucléotides

L’ordre des nucléotides dans l’ADN définit une séquence de nucléotides. Pour chacun des deux brins de l’ADN, on peut noter ces séquences en utilisant les lettres correspondant aux bases A, T, C, G.

Exemple :

brin 1 : ATCGTGTAA…

brin 2 : TAGCACATT…

Voici un extrait des séquences de deux gènes : le gène codant l’allèle A du groupe sanguin dans le système ABO et le gène MC1R contrôlant la production de mélanine dans les cellules. Pour chaque gène, un seul des deux brins a été représenté.

Gène du groupe sanguin (ABO allèle A) : ATGGCCGAGGTGTTGCGGACGCTGGCCGGAAAACC… (total : 1065 nucléotides) Gène MC1R : AGACGCAGTCTTCAGCAAGGAAGTGCTGGGAACG… (total : 252 nucléotides)

Montrer que la séquence de nucléotides d’un gène est porteuse d’une information.

Repère
Conseils

Étape 1 Comparer les nucléotides des deux gènes.

Étape 2 Indiquer quel est le rôle de ces deux gènes et mettre en évidence le fait qu’ils ne contiennent pas la même information génétique.

Étape 3 Mettre en relation leurs différences structurales et leur différence d’information génétique.

Solution

Étape 1 Ces deux gènes sont constitués des quatre mêmes nucléotides. Il n’y en a pas le même nombre et ils ne sont pas dans le même ordre.

Étape 2 Ces deux gènes n’ont pas le même rôle. Le premier code un marqueur du groupe sanguin, le second régule la production de mélanine. L’information génétique que contient ces gènes est donc différente.

Étape 3 On peut donc en déduire que l’information génétique portée par un gène est déterminée par le nombre et la séquence de ses nucléotides.