UE1 Atomes, Biomolécules, Génome PACES

Transcription

1 UE1 Atomes, Biomolécules, Génome Traduction et régulation (1) PACES Sandrine Dabernat

2 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

3 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. Acide aminé attaché Aspect de «L renversé» AA en 3 Boucle D Boucle T anticodon

4 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

5 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 Evacuation Peptide Acide aminé Grande sous-unité Liaison à l ARNm Petite sous-unité Grande sous-unité Petite sous-unité

6 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

7 Les ARN ribosomiques

8 Schéma général de l assemblage des ribosomes

9 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

10 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

11 Le code génétique Code génétique UNIVERSEL entre les espèces 20 acides aminés codés par 4 bases nucléotidiques (AUGC) Code à 2 bases: 4 2 = 16 combinaisons..insuffisant Code à trois bases: 4 3 = 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)

12 Le code génétique

13 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 3 ème base du codon: 61 ARNt théorique «Wobble» : appariement de la 3 ème base est «flottant»: Chez l homme: 500 gènes pour ARNt et seulement 48 anticodons représentés

14 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

15 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

16 Traduction: polymérisation d acides aminés Schéma général NH 3 R1 + - C H COO Peptidyl-transférase H R2 H N + - C H H H 2 O COO + NH 3 R1 C O C N R2 C COO - H H H

17 Traduction: polymérisation d acides aminés Allongement de la chaîne polypeptidique de l extrémité N ter vers C ter Peptidyl-transférase utilise des AA-ARNt

18 La synthèse peptidique a lieu au sein des ribosomes Fixés sur le REG libres

19 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

20 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 couplages ARNt Site d édition Eviction de l AA incorrect par hydrolyse Site de synthèse Acide aminé incorrect

21 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

22 Initiation de la traduction La circularisation de l ARNm favorise l initiation de la traduction Traduction simultanée par plusieurs ribosomes: polyribosomes ou polysomes

23 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). Stop Start Multiple de 3 5 nucléotides UAA 3 AUG UAG UGA AAA n