Qu'est-ce qu'un génome ?

Qu'est-ce qu'un génome ?

Il y a différentes visions de ce qu'est un génome, suivant la personne qui va l'étudier. Pour certains, le génome correspond à la séquence du gène. Pour d'autres, cela va correspondre à un complexe autours du gène. Pour d'autres, un génome c'est tout l'ADN. On va prendre la définition la plus large possible pour ne brusquer personne.

→ Un génome est l’ensemble des éléments génétiques codants et non-codants présents dans une cellule/organisme. Les éléments transposables (prophages, provirus, plasmides, etc.) appartiennent au génome.

On va donc considérer ici que le génome est la totalité de la molécule d'ADN, ce qui inclut les éléments mobiles comme les transposons (éléments transposables), les prophages qui ont du génome bactérien, ou les provirus pour ce qui est du génome eucaryote. Il n'y a aucune différence entre un prophage et un provirus puisque le phage est le nom d'un virus pour les bactéries. Le terme pro- qui est devant : les virus peuvent exister de façon autonome par rapport au génome, comme ils peuvent exister intégrés à l'intérieur du génome. Un phage ou un virus qui est libre, on appellera cela un phage ou un virus. Lorsqu'il est intégré dans la molécule d'ADN, ça devient un prophage ou un provirus. L'idée c'est que lorsqu'ils s'intègrent à l'intérieur de l'ADN, ils sont capable de donner un phage, c'est pour cela qu'on appelle ces éléments des prophages, et les provirus. Donc les prophages et les provirus sont considérés comme faisant parti du génome, mais uniquement une fois qu'ils ont intégré l'intérieur du génome.

On se pose donc la question pour les plasmides car il sont autonomes par rapport à l'ADN génomique. De fait, tout le monde semble s'accorder à dire que l'on peut considérer les plasmides comme des éléments génétiques appartenant au génome. Il y a une deuxième raison à cela, c'est que les plasmides ont un lien d'essentialité avec l'organisme considéré, ce qui n'est pas le cas avec les prophages, les phages ou les virus. Ces plasmides sont rendus essentiels à l'intérieur de certains organismes et soit parce qu'il y a des bénéfices mutuels pour la cellule et le plasmide à rester associés, soit des bénéfices artificiels (systèmes de toxines/anti-toxines spécifiés par des plasmides, cad des éléments qui vont tuer la cellule qui n'a pas le plasmide, la présence du plasmide est rendu indispensable à la cellule). Pour toutes ces raisons là, et parce qu'il est difficile d'établir à quel moment un plasmide devient un chromosome. La différence entre un plasmide et un chromosome est tellement ténue qu'on les considèrent comme faisant parti du génome.

Dans une cellule, le génome est stocké dans plusieurs éléments.

Pour une cellule procaryote, il est tout simplement stocké dans la cellule. Par contre, pour les cellules eucaryotes, on va considérer le génome de la cellule comme étant la somme de tout les génomes présents dans la cellule, cad le génome nucléaire, le génome qu'on va trouver dans les mitochondries et dans les chloroplastes. Pour ces génomes, ils dérivent des génomes bactériens qui ont donné naissance aux mitochondries et aux chloroplastes. En étudiant et en comprenant les génomes procaryotiques (par exemple le génome bactérien), on pourra par extension comprendre les génomes des organites.

La notion de « caryote » est la notion de noyau.

Procaryotes : génome non enveloppé (bactéries et archées). C'est donc un organisme dont le génome n'est pas enveloppé par une membrane nucléaire. Parmi les procaryotes, il y a deux règnes, les bactéries et les archées.

Eucaryotes : génome enveloppé (noyau). C'est donc un organisme dont le génome va être entouré par une membrane nucléaire.

ADN codant :

Ce sont les éléments génétiques protéinogènes, cad qui vont donner une protéine. Ce sont typiquement les gènes qui vont être transcrits dans un premier temps et qui ensuite vont être traduits. A cette liste des éléments codants, on ajoute des ARN qui vont être non traduits. Ces éléments sont non protéinogènes et ils se regroupent dans une liste non exhaustive (diapo).

Les introns : ils sont du matériel qui va interrompre la phase ouverte de lecture des gènes. A ce titre, on pourrait être tenté de les classer dans les molécules non fonctionnelles. Sauf que les petits ARN, ARNsn sont considérés comme des ARN non codants, des molécules qui ont une fonction à l'intérieur de la cellule, et leur fonction est de définir l'épissage des introns. Le prof a donc mis les introns dans les molécules codantes mais qui ne donneront pas naissance à des protéines. Quand on compare en terme d'épissage, on sait que chez les eucaryotes (essentiellement chez les organismes multicellulaires), la quantité des introns est extrêmement importante, et donc les petit ARN qui sont impliqués dans l'épissage sont présent en quantité importante.

Chez les organismes unicellulaires (saccharomyces cerevisiae), les introns sont présents en beaucoup plus petit nombre et n'ont pas la même structure et les organismes n'ont pas les mêmes besoins en termes d'épissage que les métazoaires.

Chez la bactéries, on retrouve aussi des introns, mais c'est beaucoup plus rare. Ils son situés à des endroits atypiques pour deux raisons : la première c'est que ces introns sont des éléments mobiles, des espèces de transposons, ils s'insèrent à l'intérieur de la phase ouverte de la lecture d'un gène, puis ils épissent comme les autres introns. Ils sont autocatalytiques, ce qui signifie qu'ils spécifient l'activité qui va être nécéssaire à leur épissage, ils ne vont pas avoir besoins par exemple de ces petits ARN qui sont situés dans le noyai des cellules eucaryotes. Ils peuvent s'épisser par eux mêmes.

Chez les eucaryotes ils vont s'épisser sous la forme d'un lasso. L'épissage de l'intron c'est deux étapes de trans-estérification, cad d'échanges de fonctions phospho-estères pour réaliser l'épissage de cet ARN puis il y a re-ligaturation des deux exons exactement au site d'insertion de l'intron qui a été éliminé.

Les ARNt et les ARNr font parti des molécules codants du génomes mais ne sont pas

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