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title: "Du gène à la protéine"
book: "Biologie du lycée"
subject: biology
language: fr
chapter: 14
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/14-du-gene-a-la-proteine
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# Chapitre 14 — Du gène à la protéine

En 1961, un biochimiste nourrit un extrait acellulaire de bactéries avec un [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) artificiel fait uniquement de la lettre U, répétée. L’extrait fabriqua une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) faite uniquement d’un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), la phénylalanine, répété. Cette seule expérience livrait le premier mot du [code génétique](#def-g11-gene-expression-code) : UUU signifie phénylalanine. En cinq ans, les soixante-quatre mots étaient connus, et il s’avéra que c’étaient les mêmes mots chez une bactérie, un blé et un humain. Ce chapitre suit le chemin qui va de la séquence de [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) à la séquence d’[acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) d’une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) — le chemin que suit chaque caractère du [Chapitre 13](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#ch-g11-mutations).

## 14.1 Les gènes fabriquent des protéines

**Proposition 14.1 (Un gène, une protéine).**

Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est exprimé quand la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) utilise sa séquence pour fabriquer la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) qu’il code. La plupart des caractères dépendent de [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) — [enzymes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism), fibres de structure, transporteurs, récepteurs — et une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) change un caractère en changeant la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) que son [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) produit.

**Faits expérimentaux.** Beadle et Tatum (1941) ont irradié des spores d’une moisissure du pain et recueilli des mutants qui ne pouvaient plus pousser sur milieu minimum à moins d’y ajouter une substance précise, comme l’[acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) arginine. Chaque mutant était privé d’une [enzyme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism) de la chaîne de réactions qui fabrique cette substance ; chaque défaut se transmettait comme un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) unique ; et des mutants bloqués à des étapes différentes de la même chaîne portaient des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) dans des [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) différents. Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), une [enzyme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism) — et, comme les travaux ultérieurs l’ont généralisé, un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), une chaîne polypeptidique. ∎

**Définition 14.2 (Protéine, séquence d’acides aminés).**

Une *protéine* est une chaîne d’[acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), longue de quelques dizaines à plusieurs milliers d’unités, prises dans un jeu de vingt sortes. La *séquence* — l’ordre des [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) — est ce que le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) spécifie ; une fois faite, la chaîne se replie en une forme tridimensionnelle définie que cette séquence détermine, et la forme détermine la fonction. Changez un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) et le repliement, donc la fonction, peuvent changer.

## 14.2 La transcription : le gène copié en ARN

**Définition 14.3 (ARN messager et transcription).**

L’*ARN* (acide ribonucléique) est une chaîne de [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) à un seul brin, semblables à ceux de l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information), sauf que son sucre est le ribose et que la base uracile (U) y remplace la thymine (T). La *transcription* est la copie de la séquence d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) en une molécule d’*ARN messager* (ARNm) : l’[enzyme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism) *ARN polymérase* ouvre la [double hélice](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#prop-g10-universal-dna-helix) le long du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), lit un brin (le *brin transcrit*) et assemble l’ARN complémentaire, U en face de A, A en face de T, G en face de C et C en face de G. L’ARNm a la séquence de l’autre brin du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), avec U pour T ; il quitte le [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) pour le [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell).

![La transcription. L’ARN polymérase ouvre l’hélice, lit le brin transcrit et bâtit un ARN messager complémentaire (U à la place de T). Derrière l’enzyme, l’hélice se referme ; l’ARN se détache.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-1d51b1a3e485.svg)

*La [transcription](#def-g11-gene-expression-transcription). L’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) polymérase ouvre l’hélice, lit le brin transcrit et bâtit un [ARN messager](#def-g11-gene-expression-transcription) complémentaire (U à la place de T). Derrière l’[enzyme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism), l’hélice se referme ; l’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) se détache.*

**Exemple 14.4 (Un transcrit).**

Le brin transcrit `3’-TAC GGA CTT ATC-5’` donne l’ARNm `5’-AUG CCU GAA UAG-3’`. L’autre brin du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) se lit `5’-ATG CCT GAA TAG-3’` : l’ARNm est la séquence de ce brin avec U pour T, et c’est pourquoi on écrit conventionnellement les séquences de [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) sous la forme de ce brin, le *brin codant*.

## 14.3 Le code génétique

**Définition 14.5 (Codon et code génétique).**

L’ARNm est lu par groupes consécutifs de trois [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide), les *codons*, à partir d’un point de départ défini. Le *code génétique* est la correspondance entre les 64 codons possibles et les 20 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : 61 codons spécifient un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), trois (UAA, UAG, UGA) sont des signaux d’*arrêt* qui terminent la chaîne, et AUG, qui spécifie la méthionine, sert aussi de codon *initiateur*. Le code est *redondant* — la plupart des [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ont plusieurs codons — et *universel* : la même table sert à tous les organismes connus, à de rares variantes mineures près.

*Le [code génétique](#def-g11-gene-expression-code), lu sur l’ARNm. Chaque [codon](#def-g11-gene-expression-code) se trouve par sa première lettre (ligne), sa deuxième lettre (colonne) et sa troisième lettre (rang dans le bloc). AUG est à la fois la méthionine et le signal d’initiation ; trois [codons](#def-g11-gene-expression-code) sont des arrêts.*

**Proposition 14.6 (Comment le code a été lu).**

Le sens de chaque [codon](#def-g11-gene-expression-code) a été établi expérimentalement.

**Faits expérimentaux.** Nirenberg et Matthaei (1961) ont ajouté un [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) synthétique fait d’un seul [nucléotide](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) répété à un extrait acellulaire contenant des [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle), des [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) et les [enzymes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism) de la synthèse des [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : le poly-U a donné une chaîne de phénylalanines, le poly-C une chaîne de prolines, le poly-A une chaîne de lysines. Des [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) synthétiques à motifs de deux et de trois lettres, puis la fixation de triplets isolés sur les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle), ont attribué les [codons](#def-g11-gene-expression-code) restants d’ici 1966. La longueur de trois lettres avait été déduite de l’arithmétique (deux lettres ne donnent que 16 combinaisons, trop peu pour 20 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ; trois en donnent 64) et confirmée par des [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) : insérer un ou deux [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) dans un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) en détruit la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein), en insérer trois en restaure une presque normale. ∎

**Méthode 14.7 (Traduire une séquence).**

1. Écrire le brin codant (ou transcrire le brin transcrit) : remplacer T par U pour obtenir l’ARNm.
2. Trouver le premier AUG : c’est l’initiation, et le cadre de lecture est fixé à partir de lui.
3. Découper l’ARNm en triplets consécutifs à partir de l’AUG et lire chacun dans la table.
4. S’arrêter au premier [codon](#def-g11-gene-expression-code) d’arrêt ; les [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) énumérés, dans l’ordre, forment la séquence de la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) .
5. Pour un mutant, recommencer et comparer : même [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) (silencieuse), un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) changé (faux-sens), arrêt prématuré (non-sens), tout changé après la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) (décalage du cadre de lecture).

**Exemple 14.8 (Quatre mutations, quatre issues).**

Brin codant `ATG CCT GAA TTC TAG` : ARNm `AUG CCU GAA UUC UAG`, [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) Met–Pro–Glu–Phe.

- `ATG CC**C** GAA TTC TAG` : CCC est toujours Pro — [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) *silencieuse* .
- `ATG CCT G**C**A TTC TAG` : GCA est Ala — Met–Pro–Ala–Phe, *faux-sens* .
- `ATG CCT **T**AA TTC TAG` : UAA est un arrêt — Met–Pro, *non-sens* , une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) tronquée.
- `ATG CC**A**T GAA TTC TAG` : un A inséré décale le cadre : `AUG CCA UGA` … Met–Pro–arrêt — *décalage du cadre de lecture* .

## 14.4 La traduction : le message lu

**Proposition 14.9 (La traduction).**

La *traduction* se déroule sur les *[ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle)*, dans le [cytoplasme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell). Un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) se fixe sur l’ARNm au niveau de son [codon](#def-g11-gene-expression-code) initiateur et le parcourt [codon](#def-g11-gene-expression-code) par [codon](#def-g11-gene-expression-code). Chaque [codon](#def-g11-gene-expression-code) est reconnu par un *[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) de transfert* (ARNt), petit [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) qui porte, à une extrémité, l’*anticodon* de trois [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) complémentaire du [codon](#def-g11-gene-expression-code) et, à l’autre, l’[acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) correspondant. Le [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) joint chaque [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) apporté à la chaîne en croissance et libère l’ARNt vide ; à un [codon](#def-g11-gene-expression-code) d’arrêt, il libère la chaîne achevée, qui se replie. Plusieurs [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) lisent un même ARNm à la suite, et un ARNm donne des centaines de copies de la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) avant d’être dégradé.

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![La traduction. Le ribosome couvre deux codons ; un ARNt dont l’anticodon correspond à chaque codon apporte son acide aminé, la chaîne est transférée sur le nouveau venu, et le ribosome avance d’un codon. À un codon d’arrêt, la chaîne est libérée.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-58431c8edf04.svg)

*La [traduction](#prop-g11-gene-expression-translation). Le [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) couvre deux [codons](#def-g11-gene-expression-code) ; un ARNt dont l’anticodon correspond à chaque [codon](#def-g11-gene-expression-code) apporte son [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), la chaîne est transférée sur le nouveau venu, et le [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) avance d’un [codon](#def-g11-gene-expression-code). À un [codon](#def-g11-gene-expression-code) d’arrêt, la chaîne est libérée.*

**Exemple 14.10 (Vitesse et rendement).**

Un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) ajoute 5 à 20 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) par seconde : une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) de 300 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) prend moins d’une minute. Les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) se suivent sur un ARNm à environ 80 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) d’intervalle, si bien qu’un message de 900 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) en porte une douzaine à la fois ; sur sa vie de quelques heures, un seul ARNm produit un millier de molécules de [protéine](#def-g11-gene-expression-protein). Une [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) d’*E. coli* fabrique quelque $20\,000$ molécules de [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) par seconde ; le précurseur d’un globule rouge, quelque $5 \times 10^{8}$ molécules d’hémoglobine au cours de son existence.

## 14.5 Un gène, plusieurs messages

**Proposition 14.11 (La maturation du message chez les eucaryotes).**

Dans les [cellules eucaryotes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-prokaryote), la séquence d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est interrompue par des *introns*, segments qui sont transcrits puis découpés hors de l’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) avant qu’il ne quitte le [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) ; les segments conservés et raboutés, les *exons*, forment l’ARNm mature. De nombreux [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) peuvent être découpés de plus d’une façon, en gardant des jeux d’exons différents (l’*épissage alternatif*), si bien qu’un seul [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) donne plusieurs ARNm distincts et plusieurs [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) apparentées : les $20\,000$ [gènes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) humains codent bien plus de $100\,000$ [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families).

**Démonstration.** *Admis à ce niveau.* ∎

![Un gène eucaryote est transcrit en entier, puis les introns sont retirés. Garder tous les exons, ou en laisser un de côté, donne deux ARNm et deux protéines à partir du même gène.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-524ddbdf6214.svg)

*Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) eucaryote est transcrit en entier, puis les [introns](#prop-g11-gene-expression-splicing) sont retirés. Garder tous les exons, ou en laisser un de côté, donne deux ARNm et deux [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) à partir du même [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).*

**Remarque 14.12 (Le sens du flux d’information).**

L’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) est transcrit en [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription), l’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) est traduit en [protéine](#def-g11-gene-expression-protein), et la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) fait le caractère : l’information circule dans un seul sens. Une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) changée ne réécrit jamais le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene), et c’est pourquoi une vie d’[entraînement](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/10-activite-physique-et-sante#def-g10-sport-and-health-training) ou de coups de soleil ne s’hérite pas, et pourquoi seules les [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) de l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) ([Chapitre 13](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#ch-g11-mutations)) changent ce que la génération suivante reçoit. Les trois mêmes étapes se déroulent dans chaque [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) de chaque organisme, avec le même code : l’universalité du [Chapitre 3](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#ch-g10-universal-dna), désormais jusqu’au dernier mot.

## 14.6 Exercices

**Exercice 14.1 ★.**

Donner trois différences entre l’[ADN](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-information) et l’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription).

**Solution de Exercice 14.1.**

L’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) est simple brin, son sucre est le ribose, et il utilise l’uracile à la place de la thymine (il est aussi de courte durée de vie et quitte le [noyau](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle)).

**Exercice 14.2 ★.**

Transcrire en ARNm le brin transcrit `3’-TAC CGA AAA ATT-5’`.

**Solution de Exercice 14.2.**

`5’-AUG GCU UUU UAA-3’`.

**Exercice 14.3 ★.**

Traduire l’ARNm `AUG GGC AAA UGU UAA` à l’aide de la table du code.

**Solution de Exercice 14.3.**

Met–Gly–Lys–Cys, puis arrêt.

**Exercice 14.4 ★.**

Quels sont les rôles du [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) et des [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) de transfert dans la [traduction](#prop-g11-gene-expression-translation) ?

**Solution de Exercice 14.4.**

Le [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) lit l’ARNm [codon](#def-g11-gene-expression-code) par [codon](#def-g11-gene-expression-code) et joint les [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) en une chaîne ; chaque [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) de transfert apparie un [codon](#def-g11-gene-expression-code) grâce à son anticodon et apporte l’[acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) correspondant.

**Exercice 14.5 ★.**

Pourquoi le code doit-il utiliser au moins trois [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) par [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ?

**Solution de Exercice 14.5.**

Avec 4 lettres, des mots de deux donnent $4^2 = 16$ combinaisons, moins que les 20 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ; des mots de trois en donnent 64, ce qui suffit.

**Exercice 14.6 ★★.**

Une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) compte 412 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families). Quelle est la longueur minimale de la partie codante de son ARNm, [codon](#def-g11-gene-expression-code) d’arrêt compris, et celle du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) correspondant en paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) ?

**Solution de Exercice 14.6.**

$412 \times 3 + 3 = 1239$ [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) ; un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) d’au moins 1239 paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) (davantage chez un eucaryote, avec les [introns](#prop-g11-gene-expression-splicing)).

**Exercice 14.7 ★★.**

Le brin codant `ATG AAA GGC TGG TAA` est muté en `ATG AAA GGC TGA TAA`. Donner les deux [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) et classer la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation).

**Solution de Exercice 14.7.**

Originale : Met–Lys–Gly–Trp. Mutant : UGA est un arrêt, donc Met–Lys–Gly : une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) non-sens, qui tronque la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein).

**Exercice 14.8 ★★.**

Même séquence de départ, mutée en `ATG AAG GGC TGG TAA` puis en `ATG AAA GGG CTG GTA A`. Classer chacune et donner les [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families).

**Solution de Exercice 14.8.**

`AAG` est toujours Lys : silencieuse, Met–Lys–Gly–Trp inchangée. La seconde est une insertion de G qui décale le cadre : `AUG AAA GGG CUG GUA A`… Met–Lys–Gly–Leu–Val…, un décalage du cadre de lecture sans arrêt dans le fragment.

**Exercice 14.9 ★★.**

Expliquer, à l’aide de la table, pourquoi une substitution en troisième position d’un [codon](#def-g11-gene-expression-code) est souvent silencieuse.

**Solution de Exercice 14.9.**

Dans la plupart des blocs de la table, les quatre [codons](#def-g11-gene-expression-code) qui partagent leurs deux premières lettres spécifient le même [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) (Pro, Thr, Ala, Gly, Val, Ser, Leu…) : changer la troisième lettre ne change alors rien. La redondance du code se loge principalement en troisième position.

**Exercice 14.10 ★★.**

Un [ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) poly-UC (`UCUCUCUC`…) donne une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) qui alterne sérine et leucine. Montrer que c’est compatible avec un code à trois lettres et s’en servir pour attribuer deux [codons](#def-g11-gene-expression-code).

**Solution de Exercice 14.10.**

Lu par trois, `UCU CUC UCU CUC`… alterne deux [codons](#def-g11-gene-expression-code), UCU et CUC, si bien que la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) alterne deux [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) — ce que l’on observe. Avec un code à deux lettres, la même répétition donnerait un seul [codon](#def-g11-gene-expression-code) et un seul [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families). Comme le poly-U donne Phe et que la table donne UCU pour Ser et CUC pour Leu, l’expérience attribue UCU à Ser et CUC à Leu (ou l’inverse, tranché par d’autres expériences).

**Exercice 14.11 ★★.**

Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) humain de $30\,000$ paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) produit une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) de 500 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families). Expliquer l’écart.

**Solution de Exercice 14.11.**

Seules 1503 paires de [bases](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) sont nécessaires à la séquence codante ; le reste, ce sont les [introns](#prop-g11-gene-expression-splicing), transcrits puis découpés hors de l’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) pré-messager, plus les séquences régulatrices aux extrémités du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).

**Exercice 14.12 ★★★.**

Un médicament bloque les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) bactériens mais non les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) humains. Expliquer pourquoi il peut être un antibiotique, et ce que son existence implique au sujet des [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) des deux groupes.

**Solution de Exercice 14.12.**

Bloquer la [traduction](#prop-g11-gene-expression-translation) tue la bactérie tout en laissant fonctionner les [cellules](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) du patient. La sélectivité du médicament implique que les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) bactériens et humains, bien qu’ils fassent le même travail avec le même code, diffèrent assez par leur structure pour qu’une molécule se fixe sur les uns et non sur les autres — une différence accumulée depuis leur séparation.

**Exercice 14.13 ★★★.**

Expliquer, dans le vocabulaire de ce chapitre, comment le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de méduse du [Chapitre 3](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#ch-g10-universal-dna) a pu être lu par une souris, et ce qui se passerait si la souris utilisait un autre code.

**Solution de Exercice 14.13.**

L’[ARN](#def-g11-gene-expression-transcription) polymérase de la souris a transcrit le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) de méduse, et ses [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) et ses ARNt ont traduit l’ARNm avec la même table de [codons](#def-g11-gene-expression-code), si bien que la même séquence d’[acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), donc la même [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) fluorescente, a été fabriquée. Avec un code différent, les [codons](#def-g11-gene-expression-code) seraient lus comme d’autres [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) et la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) serait une chaîne dénuée de sens et non fluorescente.

**Exercice 14.14 ★★★.**

Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) modifie l’ARNt dont l’anticodon lit UAG, de sorte qu’il apporte un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) au lieu d’arrêter la [traduction](#prop-g11-gene-expression-translation). Prévoir son effet sur les [protéines](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) de la [cellule](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-cell) en général, et sur un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) mutant porteur d’un UAG prématuré.

**Solution de Exercice 14.14.**

UAG n’arrêterait plus la [traduction](#prop-g11-gene-expression-translation) : toute [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) dont le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) se termine par UAG serait prolongée au-delà de sa fin normale, et perdrait souvent sa fonction — un dommage général. Mais un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) tronqué par un UAG prématuré serait désormais lu jusqu’au bout, ce qui restaurerait une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) presque complète : la seconde [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) supprime la première.

**Exercice 14.15 ★★★.**

Discuter pourquoi un décalage du cadre de lecture près du début d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) est presque toujours plus grave qu’un décalage près de sa fin, et pourquoi une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) faux-sens peut aller de l’anodin au fatal.

**Solution de Exercice 14.15.**

Un décalage du cadre brouille tout ce qui suit et rencontre généralement un arrêt en quelques [codons](#def-g11-gene-expression-code) : près du début, aucune [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) correcte n’est fabriquée ; près de la fin, l’essentiel de la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) est intact et peut encore se replier et fonctionner. Une [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) faux-sens change un seul [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : anodine si la position tolère le changement, fatale si elle est au site actif ou si elle rompt le repliement — l’effet dépend de quel [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families), et où.

## 14.7 Problème : un gène lu de quatre façons

**Problème 14.1.**

Problème du week-end — un gène court transcrit, traduit, muté trois fois et chronométré : de l’ADN aux acides aminés, et les soixante secondes que prend une protéine

Le brin codant d’un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) court se lit :

`ATG GCT TGG AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA`

**Partie I — Lire le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene).**

1. Écrire le brin transcrit.
2. Écrire l’ARNm transcrit à partir du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) .
3. Le traduire, [codon](#def-g11-gene-expression-code) par [codon](#def-g11-gene-expression-code) , et donner la séquence d’ [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) de la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) .
4. Combien d’ [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) contient-elle, et combien de [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) de l’ARNm servent à les spécifier, arrêt compris ?
5. Quel [codon](#def-g11-gene-expression-code) a lancé la lecture, et qu’est-ce qui fixe le cadre de lecture de tous les autres ?

**Partie II — Trois mutants.**

6. Mutant 1 : `ATG GCT TGG AAA CCG GAA TAC GGT CAT TTC TGA` . Donner la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) et classer la [mutation](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) .
7. Mutant 2 : `ATG GCT TGG AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA` avec le neuvième [codon](#def-g11-gene-expression-code) `CAT` remplacé par `CGT` . Donner la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) et classer.
8. Mutant 3 : `ATG GCT TGA AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA` . Donner la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) et classer. Quelle substitution unique l’a produit ?
9. Mutant 4 : un T est inséré après le sixième [nucléotide](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) : `ATG GCT TTG GAA ACC CGA ATA CGG TCA TTT CTG A` . Donner la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) et classer.
10. Classer les quatre mutants du moins au plus perturbant pour la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) et justifier.

**Partie III — Pourquoi le code est ce qu’il est.**

11. Combien de [codons](#def-g11-gene-expression-code) spécifient la leucine ? La sérine ? Le tryptophane ? Quel [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) a le plus de chances d’être changé par une substitution au hasard dans son [codon](#def-g11-gene-expression-code) , et lequel le moins ?
12. Calculer la fraction des substitutions en troisième position d’un [codon](#def-g11-gene-expression-code) de la leucine `CUx` qui sont silencieuses.
13. Expliquer pourquoi un code à deux lettres ne pourrait pas fonctionner, et pourquoi un code à quatre n’est pas nécessaire.
14. Le poly-U donne de la poly-phénylalanine et le poly-A de la poly-lysine. Quelles entrées de la table ces deux expériences établissent-elles ?
15. Le code est le même chez la bactérie et chez l’humain. Énoncer la conséquence pour la [transgenèse](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#prop-g10-universal-dna-universal) et la conséquence pour la parenté.

**Partie IV — Chronométrer l’usine.** Un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) ajoute 10 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) par seconde et les [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) se suivent à 80 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) d’intervalle le long d’un ARNm ; chaque ARNm vit 2 heures.

16. Combien de temps un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) met-il à traduire la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) de ce [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) ? Et une [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) de 600 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ?
17. Combien de [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) peuvent lire à la fois un ARNm de 1800 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) ?
18. Si un nouveau [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) démarre toutes les 8 secondes, combien de copies de la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) un ARNm donne-t-il au cours de sa vie ?
19. Une bactérie a besoin de $2000$ exemplaires d’une [enzyme](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/4-le-metabolisme-cellulaire#def-g10-cell-metabolism-metabolism) en 10 minutes. Combien d’ARNm du [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) , transcrits en même temps, faut-il ?
20. Énoncer le résultat : la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) codée par le [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) , celle des quatre [mutations](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/13-mutations-et-variation-genetique#def-g11-mutations-mutation) qui l’a abolie, et le temps qu’un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) met à la construire.

**Solution de Problème 14.1.**

**1.** `3’-TAC CGA ACC TTT GGG CTT ATG CCA GTA AAG ACT-5’`.

**2.** `AUG GCU UGG AAA CCC GAA UAC GGU CAU UUC UGA`.

**3.** Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–His–Phe, arrêt.

**4.** 10 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) ; 33 [nucléotides](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-nucleotide) (11 [codons](#def-g11-gene-expression-code), arrêt compris).

**5.** AUG ; la position de ce premier AUG fixe le cadre, et tous les [codons](#def-g11-gene-expression-code) suivants sont lus en phase à partir de lui.

**6.** CCG est toujours Pro : silencieuse, [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) inchangée.

**7.** CGU donne Arg à la place de His : faux-sens, Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–Arg–Phe.

**8.** UGA est un arrêt : Met–Ala, non-sens. Une seule substitution, G en A dans le troisième [codon](#def-g11-gene-expression-code) (TGG en TGA).

**9.** ARNm `AUG GCU UUG GAA ACC CGA AUA CGG UCA UUU CUG A` : Met–Ala–Leu–Glu–Thr–Arg–Ile–Arg–Ser–Phe–Leu…, sans arrêt dans le fragment : décalage du cadre de lecture, tous les [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) après le deuxième sont changés.

**10.** Mutant 1 (silencieux, aucun changement) $<$ mutant 2 (un [acide aminé](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) changé, fonction peut-être conservée) $<$ mutant 4 (décalage du cadre, tous les [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) faux sauf deux) $\approx$ mutant 3 (non-sens, un fragment de deux [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : la [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) a disparu).

**11.** Leu 6, Ser 6, Trp 1. Trp, avec un [codon](#def-g11-gene-expression-code) unique, est changé par toute substitution ; Leu ou Ser, avec six, reste le plus souvent inchangé.

**12.** CUU, CUC, CUA, CUG sont toutes Leu : chacune des 3 substitutions possibles en troisième position est silencieuse — 100 %.

**13.** Deux lettres donnent 16 [codons](#def-g11-gene-expression-code), trop peu pour 20 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) plus un arrêt ; trois en donnent 64, déjà bien plus qu’il n’en faut, si bien que quatre (256) serait du gaspillage.

**14.** UUU $=$ Phe et AAA $=$ Lys.

**15.** Un [gène](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#def-g10-universal-dna-gene) transféré d’une [espèce](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/5-la-biodiversite-a-toutes-les-echelles#def-g10-biodiversity-scales-species) à l’autre est lu de la même façon, et la [transgenèse](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/3-ladn-molecule-genetique-universelle#prop-g10-universal-dna-universal) fonctionne donc ; et un code partagé, hérité sans changement, est une preuve que tous les organismes descendent d’un ancêtre commun qui l’utilisait déjà.

**16.** 10 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : $1\,\mathrm{s}$. 600 [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) : $60\,\mathrm{s}$.

**17.** $1800/80 \approx 22$ [ribosomes](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) à la fois.

**18.** $7200/8 = 900$ copies.

**19.** Un ARNm donne $600/8 = 75$ copies en 10 minutes ; il en faut environ 27.

**20.** La [protéine](#def-g11-gene-expression-protein) Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–His–Phe ; le mutant 3, dont l’unique substitution G en A crée un arrêt au troisième [codon](#def-g11-gene-expression-code), l’a abolie ; un [ribosome](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/2-la-cellule-unite-commune-du-vivant#def-g10-cells-common-unit-organelle) bâtit les dix [acides aminés](https://one-course.com/books/biology/2/fr/chapter/1-la-composition-chimique-des-etres-vivants#def-g10-chemistry-of-life-families) en une seconde environ.