genetique-moleculaire

name	genetique-moleculaire
description	Compétence niveau ingénieur/docteur en génétique moléculaire. Couvre la structure de l'ADN, la réplication, la transcription, la traduction, le code génétique et la régulation.
arxiv_categories	["q-bio.GN","q-bio.SC"]

Compétence : Génétique Moléculaire

Présentation

Compétence niveau ingénieur/docteur en génétique moléculaire : ADN, réplication, transcription, traduction, code génétique, régulation, mutations.

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1. Structure de l'ADN

Double hélice (Watson & Crick, 1953)

• Paires : A=T (2 H), G≡C (3 H)
• Pas : 10.4 pb/tour, 3.4 nm
• Antiparallèle : 5'→3' et 3'→5'
• Conformations : B (standard), A (déshydraté), Z (gauche)

Organisation

• Nucléosome : ADN 147 pb + octamère histones (H2A, H2B, H3, H4) ×2
• Fibre 30 nm + histone H1
• TAD : domaines topologiques (~1 Mb)
• Télomères : TTAGGG, shelterine
• Centromères : α-satellite, kinétochore

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2. Réplication

Fourche de réplication

Hélicase (déroule) → SSB (stabilise) → Topoisomérase (relâche torsion)
Primase → amorce ARN → ADN Pol III/δ/ε (élongation 5'→3')
Brin avancé : continu
Brin retardé : fragments Okazaki → ligase

ADN Pol	Rôle
Pol III (E. coli)	Réplication principale
Pol δ/ε (eucaryote)	Brin retardé/avancé
Pol γ	ADNmt
Télomérase	TERT + ARN TER → allonge télomères

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3. Transcription

ARN polymérases eucaryotes

Pol	Produit	α-amanitine
Pol I	ARNr 28S, 18S, 5.8S	Résistante
Pol II	ARNm, snoARN	Très sensible
Pol III	ARNt, ARNr 5S	Sensible

Cycle Pol II

1. Initiation : TFIID (TBP→TATA) → TFIIA/B/F/E/H → PIC
2. Ouverture : TFIIH (XPB/XPD) → bulle ~18 nt
3. Élongation : P-TEFb → CTD phosphorylation
4. Terminaison : polyA signal (AAUAAA) → clivage → polyA

Maturation ARNm

• Cap m⁷G (5'→5'), Épissage (spliceosome U1/U2/U4/U5/U6), PolyA (~200 A)
• Épissage alternatif : jusqu'à ~100k isoformes humain

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4. Code Génétique et Traduction

Code génétique

• 64 codons → 20 AA + 3 stop
• Dégénéré, universel, wobble (3ème base flexible)

Traduction (ribosome)

Initiation : petit ribosome → AUG (Kozak) → grand ribosome
Élongation : EF-Tu/eEF1α → peptidyl transférase → EF-G/eEF2
Terminaison : eRF1/eRF3 → relargage

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5. Régulation

Niveaux

Niveau	Temps	Mécanisme
Chromatine	min-h	Acétylation/méthylation histones
Transcription	min-h	Facteurs de transcription
Post-transcription	min	Épissage, stabilité ARNm
Traduction	s-min	miRNA, uORF

Code histone

Modification	Effet
H3K4me3	Activation
H3K9me3	Répression (HP1)
H3K27me3	Répression (Polycomb)
H3K9ac	Activation

Méthylation ADN

• CpG islands → promoteurs
• DNMT3a/b (de novo), DNMT1 (maintien)
• TET (déméthylation)

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6. Mutations

Type	Effet	Exemple
Silencieuse	Même AA	CCA→CCG (Pro)
Faux-sens	AA différent	Glu→Val (drépanocytose)
Non-sens	Stop prématuré
Frameshift	Décalage	ΔF508 (CFTR)
Expansion	CAG répété	Huntington

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7. Références

• Watson J.D. et al. — Molecular Biology of the Gene (7th ed.)
• Alberts B. et al. — Molecular Biology of the Cell (7th ed.)
• Watson & Crick (1953) — Structure of DNA — Nature
• Lander E.S. et al. (2001) — Human genome — Nature