UE1 Atomes, Biomolécules, Génome Traduction et régulation (1) PACES 2011-2012 Sandrine Dabernat Code génétique et traduction 1- Les ARN de transfert 2- Les ARN ribosomaux et ribosomes 3- Le code génétique 4- Les étapes de la traduction Activation des AA Initiation de la traduction Elongation et terminaison 5- Régulation traductionnelle et modifications post-traductionnelle 6- Repliement des protéines et conformation 7- Dégradation des protéines Les ARN de transfert. ● Impliqués dans la traduction: permet le transport et l’incorporation des AA ● Petits ARN d’environ 80 nucléotides ● Gènes transcrits par une ARN polymérase III et maturés ● Forme de feuille de trèfle stabilisée par des appariements intra-caténaires ● Extrémité 3’ porte l’aa. Aspect de « L renversé » Acide aminé attaché Boucle D AA en 3’ Boucle T anticodon Code génétique et traduction 1- Les ARN de transfert 2- Les ARN ribosomiques et ribosomes 3- Le code génétique 4- Les étapes de la traduction Activation des AA Initiation de la traduction Elongation et terminaison 5- Régulation traductionnelle et modifications post-traductionnelle 6- Repliement des protéines et conformation 7- Dégradation des protéines Le ribosome ● Complexe ribonucléoprotéique cytoplasmique libre ou sur la membrane du réticulum granuleux ● Assure la synthèse de protéines à partir d’une matrice d’ARNm ● Complexe enzymatique polymérisant les acides aminés (~ 2AA/seconde) ● Moteur moléculaire consommant de l’énergie (GTP) ● 4 sites de fixation pour les ARN Peptide Evacuation Acide aminé Grande sous-unité Petite sous-unité Liaison à l’ARNm Grande sous-unité Petite sous-unité Les ARN ribosomiques Eucaryotes Ribosome Grosse sous-unité Petite sous-unité 80S 60S ARN 28S ARN 5,8S ARN 5S 49 protéines 40S ARN 18S 33 protéines Les ARN ribosomiques Schéma général de l’assemblage des ribosomes Traduction: définition ● Processus par lequel le code génétique porté par l’ARNm dirige la synthèse des protéines ● Synthèse peptidique est cytoplasmique ● S’effectue à partir d’une matrice d’ARN et dure de 20 sec à plusieurs min ● Production d’un polypeptide dont l’enchainement des acides aminés dépend de la séquence en nucléotides de la matrice d’ARNm lue par le ribosome Code génétique et traduction 1- Les ARN de transfert 2- Les ARN ribosomaux et ribosomes 3- Le code génétique 4- Les étapes de la traduction Activation des AA Initiation de la traduction Elongation et terminaison 5- Régulation traductionnelle et modifications post-traductionnelle 6- Repliement des protéines et conformation 7- Dégradation des protéines Le code génétique ● Code génétique UNIVERSEL entre les espèces ● 20 acides aminés codés par 4 bases nucléotidiques (AUGC) ● Code à 2 bases: 42 = 16 combinaisons…..insuffisant ● Code à trois bases: 43 = 64 combinaisons….possible ● Codon : groupe de trois nucléotides consécutifs Code génétique est dit « dégénéré » (redondant): un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons différents. 61 codons spécifient des acides aminés 3 codons stop (UAA, UAG, UGA) Le code génétique Un code par triplet ● Complémentarité de base entre le codon de l’ARNm et l’anticodon de l’ARNt qui transporte l’acide aminé. ● Dégénérescence sur la 3ème base du codon: 61 ARNt théorique ● « Wobble » : appariement de la 3ème base est « flottant »: Chez l’homme: 500 gènes pour ARNt et seulement 48 anticodons représentés Le cadre de lecture ● 3 possibilités théoriques de lire un ARNm (3 cadres de lecture). ● Code génétique est non chevauchant. ● Impose un point de départ défini de la traduction sinon décodage erroné!!! Attention: ne signifie pas que les gènes ne sont pas chevauchants Cadre de lecture 1 Décalage d’une base Cadre de lecture 2 Cadre de lecture 3 Décalage de deux bases Code génétique et traduction 1- Les ARN de transfert 2- Les ARN ribosomaux et ribosomes 3- Le code génétique 4- Les étapes de la traduction Activation des AA Initiation de la traduction Elongation et terminaison 5- Régulation traductionnelle et modifications post-traductionnelle 6- Repliement des protéines et conformation 7- Dégradation des protéines Traduction: polymérisation d’acides aminés Schéma général R1 R2 H + NH3 C - H N+ COO H H Peptidyl-transférase NH3 H H R2 O C COO H2O R1 + - C C N H C H - COO Traduction: polymérisation d’acides aminés ● Allongement de la chaîne polypeptidique de l’extrémité N ● Peptidyl-transférase utilise des AA-ARNt ter vers C ter La synthèse peptidique a lieu au sein des ribosomes Fixés sur le REG libres Transfert de l’acide aminé sur son ARNt ● Etape catalysée par les aminoacyl-ARNt synthétases. ● Une aminoacyl-ARNt synthétase par acide aminé ● Contrôle qualité de la fixation d’un acide aminé donné sur son ARNt ● Réaction en 2 étapes: Etape 1 Formation d’un AA adénylé Etape 2 Transfert sur l’ARNt Auto-édition par les amino-acyl ARNt synthétases ● Deux mécanismes contrôlant le choix du couple AA/ARNt - Adéquation de l’AA au site actif de l’enzyme ARNt synthétase - Site d’édition: hydrolyse de l’AA-AMP ● Environ 1 erreur pour 40 000 couplages ARNt Site d’édition Eviction de l’AA incorrect par hydrolyse Site de synthèse Acide aminé incorrect Reconnaissance des ARNt par les amino-acyl ARNt synthétases ● Reconnaissance de l’anticodon (3pochettes successives spécifique de chaque nucléotide ● « Lecture de l’ARNt à divers endroits Initiation de la traduction ● La circularisation de l’ARNm favorise l’initiation de la traduction ● Traduction simultanée par plusieurs ribosomes: polyribosomes ou polysomes Le cadre ouvert de lecture ● La séquence d’ARNm codant à proprement parlé pour la protéine est délimitée Par un codon START (AUG), initiateur de la traduction Par un codon STOP (UAA, UAG, UGA). 5’ Start AUG Multiple de 3 nucléotides Stop UAA UAG UGA 3’ AAAn
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