CHAPITRE 3 – LA SYNTHESE DES PROTEINES
-Des enzymes et les ribosomes constituent des outils universels et non spécifiques Ils servent à la fabrication de n’importe quelle protéine, ils peuvent même traduire des ARNm étrangers Bilan : L’étape de synthèse de L’ARNm se nomme la transcription L’étape de synthèse des protéines à partir de l’ARNm se nomme la Traduction
TD Chapitre 3 : La séquence codante d’un gène permet l
Séquence de nucléotides de l'ARN messager intervenant dans la mise en place des derniers acides aminés de la chaîne B de l'insuline humaine G G C U U C U U C U A C A C U 1) Ecrire la séquence des derniers acides aminés de la protéine 2) Donner la séquence des bases azotées du brin d'ADN non transcrit et du brin transcrit Exercice 6
La biosynthèse des ARN et protéines : l’expression génétique
1 3 2 La biosynthèse des ARN et protéine[s] La synthèse des ARN et des protéines est le fondement de l’expression de l’information génétique Elle s’intègre dans une séquence transcription-traduction menant de l’ADN au polypeptide en passant par les ARN Dans le cas de la cellule eucaryote, ces processus sont compartimentés
SYST0002 – Introduction aux signaux et systèmes
Nous considérons par ailleurs le cas où la synthèse des protéines est ré-gulée par un mécanisme appelé autoactivation : la protéine synthétisée stimule la transcription de son gène spécifique Cela peut être modélisé par un taux de transcription qui dépend de la concentration en protéine
FONCTIONS DES GENES, TRANSCRIPTION ET TRADUCTION
*Utilisation de précurseurs radioactifs des protéines: disparition de la R* de l’ARN et apparition de protéines marquées 2 La Transcription chez les organismes procaryotes Elle est caractérisée par une polymérisation des nucléotides dans le sens 5’ 3’en 3 étapes principales : initiation, élongation et terminaison
La TRANSCRIPTION - الموقع الأول للدراسة
– réalise la synthèse de tous les ARN messagers nucléaires, qui seront traduits en protéines « gènes de la classe II) – réalise la synthèse des ARNsn – Fortement inhibée par l’amanitine 2 L’ARN polymérase C (ou III) – assure la synthèse des ARN de transfert et ARN ribosomique 5S
Biologie cellulaire Exercices et méthodes
lieu de 60˜ ) Ces membranes possèdent notamment des enzymes nécessaires à la synthèse des protéines, au métabolisme des lipides et aux phénomènes de détoxi-˚cation Fiche 2 Les ribosomes Les ribosomes sont des particules ribonucléoprotéines (ou RNP) constituées d’ARNr couplés à des protéines
1/ Comprendre les mécanismes de la sarcopénie
tère potentiel de la masse grasse sur la synthèse des protéines musculaires L’hypothèse de cette lipotoxicité a été confirmée par un travail mené chez le rat qui a mon-tré que la synthèse des protéines musculaires est ralentie dès lors qu’il y a infiltration de graisse dans le muscle (15) Des études ré-
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SYST0002 - Introduction aux signaux et systèmes
Examen
9 janvier 2020
Consignes
²Durée : 4h.
²Une nouvelle feuille pour chacune des 4 questions. ²Indiquez votre nom, prénom et matricule sur chaque feuille. ²Appareils électroniques (calculatrice, GSM, etc.) non admis.Justifiez toujours vos réponses.
Question 1La dynamique de la synthèse d"une protéine à partir de son gène peut être étudiée par modélisation mathématique d"un système entrée-sortie où l"entrée est la concentration en gène actifget la sortie la concentration en protéinep(Figure 1). Ce processus se déroule en 2 étapes. Le gène est d"abord transcrit en ARN messager (mRNA, de concentrationm) selon un taux de transcriptionk1. Le mRNA est alors soit dégradé avec un taux de dégradationd1, soit traduit en protéine avec un taux de traductionk2. La protéine peut ensuite elle-même être dégradée/utilisée avec un taux de dégradationd2.Gene (g) mRNA (m) Protein (p)k1
Transcription Traduction
k2DegradationDegradation
d1d2f(p) = Pn/(Kn + Pn)FIGURE1 - Schéma équivalent de l"expression de gènes avec autoactivation.
Nous considérons par ailleurs le cas où la synthèse des protéines est ré- gulée par un mécanisme appelé autoactivation : la protéine synthétisée stimule la transcription de son gène spécifique. Cela peut être modélisé par un taux de transcription qui dépend de la concentration en protéine pvia une fonctionf(p)AEpn/(KnÅpn), oùKetnsont des paramètres régulants la dynamique de l"autoactivation. 1 En utilisant la loi d"action des masses, le schéma proposé à la figure 1 peut être transcrit en un système d"équations différentielles ordinaires : mAEgk1pnK nÅpn¡d1m(1) pAEk2m¡d2p,(2) oùgk1pn/(KnÅpn)modélise la dynamique de la transcription avec au- toactivation,d1mmodélise la dégradation du mRNA,k2mmodélise la dynamique de la traduction, etd2pmodélise la dégradation de la protéine. Dans cet exercice, nous considérerons les valeurs suivantes pour les diffé- rents paramètres :k1AEk2AEd1AEd2AEnAE1,KAE0.5. (i) Identifiez les entrées, sorties et états du système, ainsi que leurs domaines et images respectifs. (ii) L esystème est-il linéaire ?T emps-invariant? (iii) Tracez un plan de phase qualitatif du système comprenant les iso- clines et identifiez le(s) point(s) d"équilibre du système graphique- ment. Placez un vecteur associé au champ de vecteurs et de longueur qualitative dans les différents quadrants délimités par les isoclines. Pour faciliter la construction du plan de phase, utilisezgAE1et tra- vaillez uniquement dans la région physiologique (cf point (i)). (iv) Calculez analytiquement le(s) point(s) d"équilibre du système en fonction deg. (v) Déterminez analytiquement des critères de stabilité pour chaque point fixe en fonction deg. (vi) Identifiez le comportement du système global en fonction de ces critères (en terme d"évolution temporelle et de convergence de la quantité de protéines synthétisées pour différentes valeurs deg). (vii) Prouvez analytiquement que la convergence vers le(s) point(s) d"équi- libre stable(s) sera toujours monotone. 2 Question 2La sortiey(t)d"un système LTI causal est liée à l"entréeu(t)par l"équation suivante : y(t)Å5y(t)AEZ 1 ¡1 u(¿)z(t¡¿)d¿¡2u(t) oùz(t)est la réponse impulsionnelle d"un sous-système. (i) Dessinez le bloc-diagramme du système défini ci-dessus en utilisant un seul bloc intégrateur et un bloc pour le sous-système de réponse impulsionnellez(t). (ii) Déter minezla fonction de transfer tH(s)du système. Astuce :Z(s)peut être présent dans l"expression deH(s). (iii)A vecz(t)AEe¡2tI(t)ű(t), calculezZ(s).
(iv) Utilisez l"expression deZ(s)(obtenue au point (iii) pour simplifier la réponse obtenue de la fonction de transfertH(s)(obtenue au point (ii)). (v) Déterminez les zéros, les pôles et la région de convergence associée au système. Est-ce que le système est stable? Justifiez votre réponse. (vi)Le système a été défini à l"aide d"une équation intégro-différentielle donnée dans l"énocné. Utilisez les résultats précédemment obtenus pour déduire une équation différentielle entrée-sortie caractérisant tout votre système. (vii) Dessinez le bloc diagramme associé au système sans faire intervenir z. (viii) Calculez la réponse impulsionnelle associée au système. Sur base de l"expression obtenue, confirmez votre discussion concernant la stabilité de votre système faite au point (v). (ix) Dessinez le bode diagramme en amplitude et en phase (version classique et non version simplifée) associée à la fonction transfert du système. Attention aux soins que vous portez à vos graphiques; indiquez les labels, les unités et des valeurs indicatives rendant vos diagrammes clairs et sans confusion. 3 Question 3Le bloc diagramme suivant illustre la relation entrée-sortie dans le do- maine de Laplace (c-a-d la relation entre U(s) et Y(s)).K1K2!"#$%!"#$%U(s)Y(s)H(s)K
1 etK2sont desgainsà déterminer de manière à rencontrer les contraintes imposées sur la fonction de transfertHAEY/Utelles que son diagrammede Bode en amplitude est donné par la figure suivante :(i)En détaillant votre raisonnement, que valent K1etK2?
Rappel :Le diagramme entrée-sortie est établi dans le domaine de La- place. Les signaux sont donc les transformées de Laplace de l"entrée et sortie associées au domaine temporel. Les triangles représentent des gains,ie.des constantes qui multiplient les signaux et les blocs carré dans les carrés représentent des fonctions de transfert. Lorsque le bloc-diagramme fait intervenir un feedback, il suffit d"exprimer le signal correspondant à l"entrée moins la sortie. 4 (ii)Dessinez le diagramme de Bode en phase associée à la fonction de transfert obtenue précédemment et dont le diagramme en amplitude est donnée dans l"énoncé. (iii) Le système reçoit un signal d"entréeu(t)qui peut se décomposer en deux entréesu1(t)etu2(t)comme illustré à la figure ci-dessous : FIGURE2 - [top] signal primaireu1(t), [centre] signal secondaireu2(t)zoomé, [bas] signal d"entrée totalu(t) On peut donc écrire l"entréeu(t)à l"aide de l"expression mathéma- tique suivante :On vous dit que!2AE36rad/s etÁ2AE0rad.
Dessinez le spectre en amplitude et en phase du signal d"entrée. 5Expliquez votre raisonnement.
(iv)Sur base de la fonction de transfert du systèmeH(s)et son dia- gramme de Bode, dessinez le spectre en amplitude et en phase du signal de sortie. Justifiez votre réponse. Astuce :Vous pouvez vous aider du schéma ci-dessous pour structu- rer vos réponses des questions (iii) et (iv).[rad/s]Spectreenamplitude de u(t)[rad/s]Spectreenphase de u(t)[-] ou[dB][rad]H(s)[rad/s]Spectreenamplitude de y(t)[rad/s]Spectreenphase de y(t)[-] ou[dB][rad]6
7 Question 4La figure suivante montre les représentations d"un signal sonore dans le domaine temporel (bas) et dans le domaine fréquentiel (haut).FIGURE3 - (i) De quel type de signal s"agit-il dans le domaine fréquentiel, et quelles informations apporte-t-il sur le signal sonore? (ii) Expliquez schématiquement comment le signal dans le domaine fréquentiel est obtenu à partir du signal dans le domaine temporel. Il n"est pas nécessaire d"utiliser d"équations. (iii) Le calcul du signal dans le domaine fréquentiel fait intervenir un fenêtrage temporel. Quels sont les compromis à considérer dans le choix de la taille de la fenêtre? 8quotesdbs_dbs18.pdfusesText_24