Synthèse des protéines cytosoliques et membranaires (voies de sécrétion) chez l'eucaryote PDF

**[Synthèse des protéines cytosoliques et membranaires (voies de sécrétion) chez l'eucaryote]** Qu'appelle-t-on la **SRP** = protéine reconnaissant le signal ? Qu'est-ce que la **séquence signal** et le **peptide signal** ? (correspondant toutes aux protéines membranaires (voie de sécrétion : REG,...

**[Synthèse des protéines cytosoliques et membranaires (voies de sécrétion) chez l'eucaryote]** Qu'appelle-t-on la **SRP** = protéine reconnaissant le signal ? Qu'est-ce que la **séquence signal** et le **peptide signal** ? (correspondant toutes aux protéines membranaires (voie de sécrétion : REG, Golgi, vésicules, membranes) La **SRP** : - **Protéine cytosolique soluble**. - Elle reconnaît et se fixe sur le **peptide signal** en cours de formation. **Peptide (AA) signal** : chaîne de 15 à 20 AA présente sur la partie **N-Terminale** d'une protéine [en] [cours de formation]. Quand la protéine sort du ribosome, il n'est pas toujours en premier. La **séquence signal** est uniquement sur l'ARNm des futures protéines **membranaires** et **code** pour le peptide signal qui se trouve sur la **protéine**. Elle est [3x plus grande] que le peptide signal. Si elle fait 30nt, le peptide signal fait 10AA. Les ARNm **sans séquence signal** servent à synthétiser des **protéines cytosoliques**. Pas de séquence signal pas de protéines membranaires. *Ce ne sont pas toujours des protéines membranaires.* **[ATTENTION]** : Séquence signal = sur le gène ≠ Peptide signal = sur la protéine **[Différentes voies de synthèse des protéines cytosoliques et membranaires]** **[ARNm]** d'une cellule euk - Fabriqué dans noyau et sort par les pores nucléaire - **Tête guanilée** en 5' = guanine G (GMP : monophosphate). - **Queue polyadénylée** en 3' = se termine par AAAA. On peut retrouver **150 à 250** **adénosine monophosphate**. - Lors des modifications post-traductionnelles (excision épissage de l'ARNm), l'enzyme **PAP** (= poly-A-polymérase) fabrique la **queue**. Elle allonge l'ARNm avec une queue polyadénylée en ne rajoutant que des A (utilise des molécules d'ATP pour fabriquer de l'AMP). - PAP  polymérase : **[n'a pas besoin de modèle]** pour synthétiser dans le sens 5' -- 3' puisqu'elle ne rajoute que des A (≠ les polymérases en gén° ont besoin d'un modèle/matrice) - **Rôle** tête -- queue : **protection** de l'ARNm des attaques de nucléases, + particulièrement d'exonucléase. Chez les bactéries, tout se passe dans le cytoplasme donc pas besoin de protection. - **Monocistronique** donc [une seule] séquence codante - Aussi appelée **ORF** (open reading frame = cadre de lecture ouvert) *entre codon START et STOP* - Commence par **AUG** (codon START = **méthionine**) - Si 300nt dans la séquence 100aine d'AA (ils vont par 3) - **Avant** le codon START, on retrouve **[une]** séquence de fixation des ribosomes (Kozak). **[Sur un ARNm de bact, on a autant de séquence SD que de gènes !]** *Ex : opéron lactose : 3 gènes = 3 seq SD* - **Après** la séquence Kozak (tjrs présente), on peut retrouver [qlq fois] des **séquences signales** (pas tjrs là) : le ribosome doit se fixer avant la séquence signale qui sera avant la partie codante du gène - **Pas d'introns** puisqu'ils ont été éliminés L'ARNm est reconnu par les ribosomes. La protéine (en vert) synthétisée possède un peptide signal ou pas (*ER signal sequence = peptide signal*). Si elles n'en ont pas, elles restent dans le cytosol. Si les protéines **[avec] un peptide signal** : - Dirigées vers le **REG** (réticulum endoplasmique granuleux) - **Reconnaissance** par la **SRP** puis récepteur SRP (SRPR) - La **traduction** a lieu dans le **cytosol** et si présence de peptide signal attire le ribosome à la **surface du REG** fixation au REG = voie de sécrétion fabrication de la protéine - Golgi N/O/Glycosylation de la protéine - Différentes possibilités : - **Surface de la cellule (extérieur)** - Hormones, AC, Ig, cytokines, neurotransmetteurs, enzymes - Fibronectine, glycogène, glycoprot de la matrice extracellulaire fabriquent du milieu extracellulaire - Quelle est la particularité des ARNm des glycoprotéines de la matrice extracellulaire ? Fabriqués par la cellule et il y a une séquence signale sur l'ARNm - **Lysosome** - **Hydrolases** : protéinases, lipases, nucléases (aider la cellule à digérer) - Donnez une particularité des hydrolases ? Il y a une séquence signal - **Membrane plasmique** - Toutes les glycoprotéines du **cell coat** : récepteurs d'hormones, de sucres, virus... Adésine (aide la cellule à se coller) Les ARNm **[sans] séquence signal** fabriquent des **[protéines cytosoliques]** - Fabriquées dans le **cytosol** - Pas glycosylées puisque ne vont pas vers le REG ni Golgi restent **sous forme protéique** - Ex : SRP, prot du cytosquelette (actines, myosines, tropomyosine, enzymes) - Ex de prot qui vont [dans le noyau] : toutes les polymérases, SSB, protéines ribosomiques, histones (fabriquent la chromatine). - Différents lieux de travail : - **Cytosol** - **Noyau** - **Organites** : - **Peroxysomes** (petites vésicules avec une membrane venant du REL) - Les enz à l'intérieur = prot cytosoliques = peroxydases, catalases, uricases. - Certaines protéines sont fabriquées dans le cytosol puis vont dans la mitochondrie (fabrique 5% de ses protéines donc les 95% viennent du cytoplasme). Les prot cytosoliques qui n'ont pas de peptide signal (pas de voie de sécrétion), soit elles vont dans le **cytosol** soit elles sont **importées dans les organites**. Les protéines ont une **séquence de ciblage** (target) permettant d'être **reconnu par les organites** pour rentrer à des endroits différents (noyau, mitochondrie, peroxysome...). **[Fonctionnement/Rôle du peptide signal]** [Traduction d'un ARNm classique] : codon START avec Kozak avant ribosomes fixés ARNt amène AA codon STOP dissociation du ribosome polypeptide fabriqué directement dans le cytosol. **3 étapes de traduction :** - **Initiation** : sur la séquence Kozak puis codon START. Le ribosome lit tout l'ARNm (tête à queue) codon STOP dissociation chaine polypeptidique produite. - **Elongation** - **Terminaison** Quand la protéine sort du ribosome, elle est sous forme de **structure primaire** (séquence d'AA avec méthionine en 1^e^) [très fragile] pouvant être attaquée par des enzymes (peptidases, protéinases...). Elle n'est pas active. Elle va devoir développer des **hélices et conformations pour s'activer**. Chez les bact, Il n'y a pas ce système de peptide signal car ARNT = ARNm. Le fil fin (à gauche) est un ADN. Les fils qui en sortent sont les ARNT et les ribosomes s'y fixent immédiatement pour traduire. **[A peine le transcrit est fabriqué que les protéines sont fabriquées par les ribosomes.]** **[La traduction commence avant même que la transcription soit terminée.]** Un ribosome se fixe sur l'ARNm polycistronique d'un opéron lactose. Il peut se fixer au début **[d'un des] 3 gènes**, sur la séq SD jusqu'au codon STOP puis **se dissocie**. Il [ne fait pas tout les gènes] donc dans les opérons, chaque gène est **[traduit indépendamment]** des autres. **[Le peptide signal (comme une aiguille qui amène le fil = ARNm)]** [Cas des ARNm de protéines membranaires :] - ARNm possède une **séquence signal** (juste **[après]** Kozak) - La protéine possède alors un **peptide signal** (+ longue que les autres) qui sort du ribosome et **reconnu par la SRP** qui s'y fixe. - SRP reconnut par le **récepteur SRP** (SRPR) = protéine mbnr avec un domaine transmembranaire et [appartenant] au **REG** **codé par un ARNm** avec une séquence signal. - *Si une protéine se retrouve dans la membrane avec des feuillets/hélices, son ARNm a forcément une séquence signal.* - **SRPR** tjrs associé à une autre protéine mbnr = **[récepteur de la grosse ss unité ribosomale]** = **[translocon]** (pas la petite !) qui va servir à faire rentrer la protéine à travers la membrane = translocation (jusque dans la lumière du REG). - Une traduction commence tjrs dans le cytosol et si on a un peptide signal + SRP, ça attire sur le récepteur et amène le polysome sur la mb du REG. - Dès que ribosome est **fixé** sur le récepteur SRP s'en va et est **recyclée** (part se refixer sur un autre peptide signal) **translocation** - Quand une prot est transloquée (rentre dans le REG) - Elle est **repliée** et **mise en place** de manière [différente] varie selon le type de protéine qui peut subir des réarrangements différents. - Enz mbnr = **signal peptidase** [coupe] le peptide signal - **[Clivage du peptide signal]** pas tjrs de la même manière et pas tjrs au même endroit diffère d'une prot à l'autre La protéine transloquée (**néopeptide**) **fragile** (vrai aussi pour les prot cytosoliques) : peut être détruite par les peptidases **protégée** dans la majorité des cas par d'autres prot = chaperons ou **[chaperonines]** (quand il est encore en structure primaire) **complexe** chaperon -- néopeptide permettent de **protéger la prot + bonne conformation** de la prot (conformation [secondaire]). On retrouve les chaperons aussi bien dans le cytosol que REG. Dès que la protéine se munit d'hélice alpha, elle commence à se conformer. **Chaperons** structures particulières - Capables de se **fixer à un polypeptide** - Participent à la **bonne conformation** des protéines - **Protègent les protéines** en structure **primaire** - Ex : [HSP = Heat Shock Protein] notamment HSP 32 (KDa) - Quand une cellule est soumise à un choc thermique fabrique HSP protection des autres protéines pouvant être dégradées par ce choc thermique - Explique comme une protéine protège une autre protéine en cas de stress **[Rôle signal peptidase = peptidase du signal]** En fonction de **l'endroit** où se trouve le peptide signal et du **moment** où la peptidase va le couper, on peut obtenir des **conformations différentes** de la protéine. [1^e^ cas] : On a une protéine avec un peptide signal translocation repliement de la prot (souvent hélice α) signal peptidase (coupe) protéine devient transmembranaire avec son N-terminale dans le REG et le C-terminale à l'extérieur (nombre impair d'hélice α N et C terminale sont de part et d'autre de la membrane). [2^e^ cas] : La protéine rentre dans le translocon pas d'hélice α le peptide signal peut coder à la place d'une hélice alpha. Il ancre la protéine dans la membrane peptide signal reste dans la mb et la protéine est **libre du côté cytosolique** (lumière du REG). Les **protéines membranaires** peuvent donner des futures prot du cell coat. Les prot **libres** peuvent donner des hydrolases (lysosomales, Golgi vésicule de sécrétion exocytose sortie de la cellule = sécrétion par la cellule (cytokines...)). Toutes les protéines fabriquées dans le REG et Golgi **ne sont pas liées à la membrane**. Dans le REG, on retrouve des peptidases qui coupent et explique la présence de chaperons. On peut retrouver quelques fois des protéines [sans méthionine] : elle a été [coupée]. AUG est le seul codon START ! **[Différents modes de repliement de protéines membranaires]** - Protéine membranaire ou cytosolique sous-entend le **mode de synthèse** de la protéine - Partie droite de chaque schéma : protéines avec nb pair et impair d'hélice alpha - A : cf photo peptidase signal précédente Quand une prot **sort** du ribosome tjrs **extrémité N-Terminale (début) VS C-terminale (fin)** - B : **Orientation inverse** (N extérieur et C intérieur) avant la coupure de la peptidase, une **boucle** est faite et la protéine repasse de l'autre côté. Elle est ancrée par l'hélice alpha. On a un seule domaine transmembranaire mais les **extrémités sont inversées**. - D : translocation boucles **2 hélices alpha**. Quand on a un nombre d'hélice alpha **pair**, les extrémités N et C terminale **se trouvent du même côté**. Quand prot ancrée et que translocon n'a plus d'activité 1^e^ modif biochimique des protéines = **N-glycosylation** dans REG (tjrs la partie **intérieur** !) **Lipide membranaire** vient accrocher les premiers sucres sur l'asparagine de la protéine = **dolichol** (se trouve dans la mb du REG) Glycosylation de la protéine = maturation/modification post traductionnelle **Animation traduction** - Site P : peptidyle (seul le 1^e^ AA vient sur le site P) allongement des AA - Site A : aminoacyl