UE5 - Biologie Moléculaire - Traduction

UE5 - Biologie Moléculaire - Livret N°4 - Traduction (Année 2024-2025)

• Traduction: Processus de lecture de l'information génétique d'un ARNm pour produire une ou des protéines correspondantes.

Protagonistes de la Traduction - ARNm

• Acteurs clés: Ribosomes, ARNm, ARNt, acides aminés, code génétique.

• Site d'initiation (AUG):

  • Plusieurs AUG peuvent se trouver sur l'ARNm (ATG sur l'ADN).
  • Un AUG précis initie la traduction.
  • Codé pour une méthionine.
  • Encadré par une séquence spécifique (séquences Kozak).

• Composition:

  • L'ARNm possède une partie codante (exons).
  • Des régions non-codantes (UTR) en 5' et 3' peuvent influencer l'accès et la régulation de la traduction.

• Structure secondaire et tertiaire:

  • Possède des structures secondaires (pseudo-nœuds, épingles à cheveux).
  • Les structures secondaires influencent la régulation de la traduction.
  • Modification de la traduction peut être accélérée ou retardée par l'interaction avec des protéines.

• Facteurs de régulation:

  • Modifications structurales (secondaire et tertiaire).
  • Interaction avec des protéines peuvent influencer la traduction (accélération ou ralentissement).

Protagonistes de la Traduction - Ribosomes

• Rôle: Machinerie catalytique de la traduction.
• Localisation: Particules cytoplasmiques libres ou attachées au réticulum endoplasmique.
• Structure: Deux sous-unités (petite et grande) composées d'ARNr et de protéines ribosomales.
  • Petite sous-unité: ARNr 18S + protéines.
  • Grande sous-unité: ARNr 5S, 5.8S, 28S + protéines.
• Fonctionnement: L'assemblage des deux sous-unités est essentiel à la traduction.
  • La petite sous-unité se fixe d'abord à l'ARNm, puis trouve la séquence Kozak
  • La grande sous-unité catalyse la formation des liaisons peptidiques (activité peptidyl-transférase).
• Sites: Site A (aminoacyl-ARNt), site P (peptidyl-ARNt), site E (exit) pour le traitement des ARNt.
• Similarité: Les ribosomes eucaryotes et bactériens présentent des similarités dans leurs structures et séquences conservées, ainsi que dans les fonctionnalités.

Protagonistes de la Traduction - ARNt

• Rôle: transportent les acides aminés vers le ribosome et assurent leur incorporation dans la chaîne protéique.
• Structure: Structure secondaire en forme de "feuille de trèfle" composée d'environ 60 à 100 nucléotides. Possède un anticodon pour reconnaître un codon spécifique sur l'ARNm et un site de fixation pour l'acide aminé correspondants.
• Fonctionnement: Chaque acide aminé est associé à un ou plusieurs ARNt qui reconnaissent les codons correspondants sur l'ARNm grâce à l'anticodon. Les aminoacyl-tRNA synthétases catalysent la fixation de l'acide aminé spécifique à l'ARNt approprié.

Protagonistes de la Traduction - Acides Aminés et Codons

• Acides aminés protéinogènes: Les acides aminés constituant les protéines (20 standards).
• Codons: Des triplets de nucléotides qui spécifient chaque acide aminé. Le code génétique est redondant, de sorte que plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé.
• Détermination de l'ARNt: Chaque acide aminé possède un ou plusieurs codons correspondants et donc un ou plusieurs ARNt correspondants. Ces ARNt sont spécifiés par l’anticodon qui interagissent avec le codon spécifique sur l'ARNm.

Code Génétique

• Composition: Le code génétique est un code à 3 lettres utilisant 4 bases de l'ADN (A, U, G, C). Il code pour 20 acides aminés standards et 3 codons stop.
• Cadre de lecture: Le cadre de lecture détermine le groupement de nucléotides utilisé pour la traduction de l'ARNm en acides aminés. Une modification du cadre de lecture peut entraîner des changements importants dans la partie codée de la protéine.
• Caractéristiques: Le code génétique est universel (même code chez tous les organismes). Il est dégénéré (plusieurs codons peuvent coder pour un même acide aminé).

Étapes de la Traduction

• Initiation:
  • Assemblage des sous-unités ribosomales.
  • Reconnaissance du codon d'initiation (AUG).
  • Fixation de l'ARNt initiateur.
• Élongation:
  • Reconnaissance des aminoacyl-ARNt.
  • Formation des liaisons peptidiques.
  • Déplacement du ribosome le long de l'ARNm.
• Terminaison:
  • Reconnaissance des codons stop.
  • Séparation complexe ribosome-ARNm-peptide.

Facteurs influençant la traduction

• Modifications co et post-traductionnelles: Les protéines subissent une maturation via des modifications chimiques (glycosylation, acétylation ...). Le contrôle de la qualité et de la quantité des protéines est important.
• Régulation post-traductionnelle: Mécanismes de contrôle de la qualité et de la quantité des protéines par dégradation ou autres modifications (protèasome, ubiquitination).

Mécanismes d'inhibition de traduction

• Analogues de structure: Mécanismes qui imitent les molécules essentielles à la chaîne de la traduction, bloquant certains sites du ribosome.
• Inhibition de l'activité peptidyl transférase: Mécanismes qui empêchent la formation des liaisons peptidiques.
• Inactivation des facteurs d'initiation ou d'élongation: Mécanismes qui perturbent les étapes initiales ou intermédiaires de la traduction.

Molécules inhibant Traduction

• Exemples: Puromycine, tétracycline, chloramphénicol, cycloheximide, streptomycine, toxine diphtérique et ricine.