La traduction. E. Grelier Lycée J. Mo oulin

Transcription

1 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines 1

2 2oulin E. Grelier Lycée J. Mo Décodage de l ARNm Code utilisé?

3 Le code génétique Définition Constitution Propriétés Code à 3 lettres! 3oulin E. Grelier Lycée J. Mo

4 Le code génétique Définition Constitution Propriétés Universel Dégénéré Non chevauchant 4

5 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines 5

6 Eléments intervenants dans la traduction Ribosomes - 65% d ARN - 35 % de protéines - Libres - Ou fixés sur le RE - 2 sous-unités - 1 sillon dans lequel passe l ARNm 6

7 Eléments intervenants dans la traduction Ribosomes Un ribosome comporte 3 sites de liaison pour les molécules d ARN : - un site pour l ARNm - deux sites de liaison pour l ARNt A : en entrance P : lié à l extrémité en croissance de la chaîne polypeptidique Les sites A et P, de nature protéique, sont très proches l un de l autre, ce qui oblige les 2 molécules d ARNt à s apparier à des codons immédiatement adjacents le long de l ARNm. 7

8 Structure d un ribosome Grande sous unité Eléments intervenants dans la traduction Ribosomes Protubéranc e centrale Petite sous unité Chacune des sous unités est caractérisée par son coefficient de sédimentation exprimé en unités Svedberg. Procaryote Eucaryote Coefficient de sédimentation Ribosome entier 70S 80S Grande sous unité 50S 60S Petite sous unité 30S 40S Taille 29 nm x 21nm 32nm x 22nm Contenu Grande sous unité ARNr : 5S et 23S 34 protéines (L1, L2 ) ARNr : 28S, 5,8S et 5S 49 protéines Petite sous unité ARNr 16S 21 protéines (S1.S21), certaines reconnaissant et fixant l ARNm ARNr 18S 33 protéines 8oulin E. Grelier Lycée J. Mo

9 Eléments intervenants dans la traduction Les ARNt - Monobrin d une centaine de nucléotides d ARN qui se replie/ liaisons H 9oulin E. Grelier Lycée J. Mo

10 Eléments intervenants dans la traduction Les ARNt - Anticodon: triplet de nucléotides - Complémentaire d un codon de l ARNm 10

11 Eléments intervenants dans la traduction Les ARNt - Branche acceptrice: - Zone de fixation à un acide aminé - Extrémité 5 P - Extrémité 3 : CCA 11

12 Eléments intervenants dans la traduction Les ARNt Liaison ester entre l acide aminé et le nucléotide: - haut potentiel d hydrolyse - apporte l énergie pour les futures liaisons entre les aa 12

13 Eléments intervenants dans la traduction Les ARNt Intervention d une enzyme appelée aminoacyltrnasynthétase qui reconnaît à la fois: -le bon acide aminé - le trna correspondant. 20 acides aminés: 20 aminoacyl-arntsynthétases différentes. 13

14 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines 14

15 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison 15 lien traduction

16 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison 16

17 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison l hydrolyse du GTP, provoque la d issociation du complexe de pré-ini tiation. La sous-unité 60S peut alors s assembler pour former le ribosome 80S - le site A (site acide aminé)où viendra le trnaporteur de l acide aminé -le site P (site peptidique)pour le trnaporteur de la chaîne peptidique en cours d élongation 17

18 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison Procaryotes: présence d une séquence de ShineDalgarno Eucaryotes: l ARNm glisse le long du ribosome jusqu à ce que le premier AUG soit en contact avec le ribosome. 18

19 Mécanismes de la traduction Elongation accrochage d un nouvel aminoacyltrna dans le ribosome vidéo Vidéo 2 19

20 Mécanismes de la traduction Elongation Terminaison Formation d une liaison peptidique 20

21 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison translocation Le ribosome va avancer d un cran, c est à dire de 3 nucléotides (un codon) sur le mrna dans la direction 5 --->3. 21

22 Mécanismes de la traduction Initiation Elongation Terminaison Codon stop: pas d ARNt correspondant! 22

23 Mécanismes de la traduction Terminaison - Intervention de facteurs de terminaison - Rupture de la liaison aa-arnt - Dissociation du complexe. Vidéo récap transcription traductio 23

24 Remarques: polysome - Un seul ARN m et plusieurs ribosomes - Augmentation du rendement 24

25 Remarques: ARNm polycistronique et monocistronique - Procaryotes: ARNm polycistronique: si un autre AUG: une autre protéine - Eucaryotes: ARNm monocistronique: La coiffe en 5 est nécessaire à la traduction. Une seule protéine pour un ARNm. 25

26 E. Grelier Lycée J. Moulin Remarques: Action des antibiotiques 26

27 Remarques: Action des antibiotiques Pourquoi les antibiotiques agissent-ils uniquement sur les procaryotes? Les ribosomes des procaryotes sont différents de ceux des eucaryotes 27

28 Remarque: phénomène de transcription et de traduction simultanés chez les procaryotes Un seul ARNm porte un grand nombre de ribosomes qui le décodent simultanément (polysome ou poly ribosome). Comme plusieurs ARN polymérases fonctionnent simultanément sur le même gène, ces polysomes sont associés en «grappes» à l ADN bactérien. 28

29 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines 29

30 Modifications post-traductionnelles Pour être fonctionnelle, la protéine doit prendre une structure tridimensionnelle particulière avec de nombreux repliements. Cette structure active dépend - de la configuration initiale, c'est-à-dire l'ordre des acides aminés 30

31 Modifications post-traductionnelles Pour être fonctionnelle, la protéine doit prendre une structure tridimensionnelle particulière avec de nombreux repliements. Cette structure active dépend - de nombreuses réactions enzymatiques conduisant à l'établissement de liaisons covalentes (ponts disulfure, glycosylation, acétylation, prénylation) ou à la rupture de liaisons covalentes (hydrolyses). 31

32 Modifications post-traductionnelles Pour être fonctionnelle, la protéine doit prendre une structure tridimensionnelle particulière avec de nombreux repliements. Cette structure active dépend - de l'intervention de protéines chaperones comme les protéines du choc thermique généralement désignées par HSP (heatshockproteins). 32

33 Modifications post-traductionnelles L ensemble de ces modifications permettent en fait de: réguler l'activité des protéines les "étiqueter" afin qu'elles soient reconnues par d'autres molécules ou par des systèmes de dégradation les ancrer dans une membrane les intégrer à une cascade de signalisation les "adresser" à un compartiment cellulaire définir une identité immunologique (groupes sanguins) La protéine ainsi modifiée adopte une structureet a des propriétés physicochimiquestrès différentesde la molécule directement codée par le gène. 33

34 Modifications post-traductionnelles Ex: l acétylation L'acétylation est l'addition d'un groupement CH3-C=O sur les résidus lysineen position N-terminale ou au sein de la chaîne polypeptidique. La réaction est catalysée par des acétyltransférases. 34

35 Modifications post-traductionnelles l acétylation stimule la transcription en diminuant la force d'interaction entre les histones et l'adn. en créant des sites de fixation pour les complexes d'activation de la transcription. Certains de ces complexes contiennent des protéines à bromodomaines qui fixent les lysines acétylées. 35

36 Modifications post-traductionnelles Ex: Phosphorylation: importance dans la transduction des signaux 36

37 Modifications post-traductionnelles Ex: Phosphorylation: les effets de l insuline 37 ases.html

38 Modifications post-traductionnelles Ex: Phosphorylation 38 ases.html

39 Modifications post-traductionnelles Clivage Création de ponts disulfures Maturation de l insuline 39

40 Modifications post-traductionnelles Hydroxylation des prolines du collagène: La structure en triple hélice du tropocollagèneest stabilisée par des ponts hydrogènes entre les hélices. Elle est très dépendante de la présence d'hydroxyproline. 40

41 Modifications posttraductionnelles Exemple du collagène: - Étape 1: clivage peptide signal - Etape 2: glycosylation et hydroxylation - Etape 3: création de ponts disulfures - Etape 4: La triple hélice s enroule - Etape 6: clivage 41

42 Modifications post-traductionnelles La glycosylation est la modification post-traductionnellequi ajoute des sucres. Les protéines glycosyléessont destinées à être sécrétées ou intégrées à la membrane plasmique. Le degré de complexitédes glycanesajoutés va de paire avec l'évolutionde l'organisme considéré. Source : Marth & Grewal (2008) 42

43 Modifications post-traductionnelles Addition de lipides 43

44 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines 44

45 Adressage des protéines De plus, pour être véritablement fonctionnelle, la protéine doit avoir une localisation correcte: intracellulaire -cytoplasme, noyau, mitochondries, membrane plasmique -ou extracellulaire. Le transfert de protéines à partir des ribosomes présents dans le cytoplasme s'appelle translocation et s'effectue par des mécanismes dits d'adressage cellulaire. 45

46 Adressage des protéines -C'est un peptide signal pour le RE qui dirige le ribosome et la protéine en début de synthèse vers la membrane du RE. La chaîne peptidique est alors transférée dans la lumière du RER. 46

47 Adressage des protéines Source: atlas de poche de biochimie Koolman - La présence d autres séquences ou régions signal, ou leur absence détermine la voie de transport ultérieur. - Séquence d arrêt du transfert demeurent fichées dans la membrane du RE sous forme de protéines intégrales. 47

48 Adressage des protéines Source: atlas de poche de biochimie Koolman - Séquences qui les orientent vers les lysosomes ou encore vers la membrane plasmique ou l extérieur. 48

49 Adressage des protéines Source: atlas de poche de biochimie Koolman - Pour celles qui sont dépourvues de peptide signal pour le RE, certaines possèdent des signaux qui les dirigent vers les peroxysomes les mitochondries ou le noyau. 49

50 Adressage des protéines Exemples de peptides signaux Source: atlas de poche de biochimie Koolman 50

51 La traduction I. Le code génétique II. Eléments intervenants dans la traduction III. Mécanismes de la traduction IV. Modifications post-traductionnelles V. Adressage des protéines VI. La régulation de la traduction 51

52 Exemple d un système eucaryote: le système ferritine/transferrine ml 52

53 Exemple d un système eucaryote: le système ferritine/transferrine 53

54 Exemple d un système eucaryote: contrôle de la traduction lors de la synthèse de l hémoglobine par l hème 54

55 E. Grelier Lycée J. Moulin Exemple d un système procaryote: les arn antisens 55