Traduction des ARNm : synthèse protéique

Traduction – Notions générales

. Traduction : synthèse d’une protéine donnée à partir d’un ARNm spécifique

. Synthèse protéique localisée dans le cytoplasme (et la mitochondrie) et assurée

par des ribosomes (création de la liaison peptidique)

. Débute dans la région 5’ de l’ARNm MAIS PAS au nucléotide d’extrémité 5’

. La région 5’ de l’ARNm code la région amino-terminale de la protéine.

La région 3’ de l’ARNm code la région carboxy-terminale de la protéine

. Un même ARNm peut être traduit plusieurs fois successivement

. Un même ARNm peut être traduit par plusieurs ribosomes simultanément :

polysome (1 ribosome / #80 nucléotides)

. Notion de codon

Désigne un triplet de nucléotides localisé dans une région codante (n=64)

Chaque codon code un et un seul acide aminé

Nombre de codons (n=64) >> nombre d’acides aminés fondamentaux (n=20) :

un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons de séquences

différentes

Traduction – Code génétique « universel »

Traduction cytoplasmique

STOP STOP

STOP

Met

STOP

STOP

STOP

Met

Trp

Ile

Arg

Arg

Traduction mitochondriale

Traduction – Structure des aminoacyl-ARNt

Structure des ARNt

Structure des aminoacyl-ARNt

Py Py X Y Z PuM N

Traduction chez les Procaryotes - Initiation

Sous-unité 30S

IF1 IF3

IF2

IF1 IF3

IF2

Sous-unité 30S

+

GTP +

Sous-unité 50S

+

+ ARNm

+

fMet

UAC

IF3

IF1

IF2

AUG GTP

fMet

UAC

+ H2O

IF1

IF2

AUG

fMet

UAC GTP

IF1

IF2

Pi

AUG

fMet

UAC GDP

IF1

IF2

Complexe ribosomique 70S

fonctionnel

GDP AUG

fMet

UAC

CH2-CH2-SH-CH3

OHC-NH-CH-CO

fMet

Sous-unité 30S

IF1 IF3

IF2

GTP

Séquence Shine-Dalgarno

ARNtMetf ARNtMet

m

L7

L12

Transformylase

Traduction chez les Procaryotes - Elongation (1)

+ H2O

EF-Tu

GDP

+ H2O

AA2

X’Y’Z’

EF-Tu

GTP

+

AUG

fMet

UAC

Site E Site P Site A

XYZ AUG

fMet

UAC

XYZ

AA2

X’Y’Z’

EF-Tu

GTP

AUG

fMet

UAC

Pi

XYZ

AA2

X’Y’Z’

EF-Tu

GDP

AUG

fMet

UAC

XYZ

AA2

X’Y’Z’

AUG

fMet

UAC

AA2

EF-G

GTP

XYZ

X’Y’Z’

fMet

AA2

AUG

UAC

XYZ

X’Y’Z’

Pi

EF-G

GDP

XXX

ARNt désacylé

Translocation du «ribosome»

L7, L11, L12, ARN 23S Formation de la liaison peptidique

Peptidyl-transférase, ARN 23S

Taux d’erreur : 10-4

AUG

UAC

XYZ

AA2

X’Y’Z’

fMet

Translocase

sauf fMet

Traduction chez les Procaryotes - Elongation (2) et terminaison

EF-Tu

GDP

fMet

AA2

AUG

UAC

XYZ

X’Y’Z’

XXX

EF-Ts +

EF-Tu

EF-Ts

GDP

+ GTP

EF-Tu

EF-Ts

GTP

AA3

X’X’X’

EF-Tu

GTP X’X’X’

AA3

+

UAC

+

fMet

AA2

AUG XYZ

X’Y’Z’

XXX

AA3

X’X’X’

EF-Tu

GTP RF1 + RF2 ou AAn

YXZ XYZ

X’Y’Z’

UAA

RFn

X’Y’Z’

AAn

RFn

YXZ XYZ UAA

IF3 IF3 +

+ H2O

UAG (RF1)

UGA (RF2)

15 acides aminés/s

Mutations et mécanismes de réparation de l’ADN

Mutations et mécanismes de réparation de l’ADN (1)

Substitution de bases - mutations ponctuelles -> locus biallélique

Transitions Pu -> Pu / Py -> Py

Transversions Pu -> Py / Py -> Pu

G

T C

A

Insertion/délétion (I/D) -> locus biallélique

Séquences répétitives : microsatellites, minisatellites -> locus multiallélique

Mutation génétique

Polymorphisme génétique

Allèles

Structure moléculaire des mutations

Mutations et mécanismes de réparation de l’ADN (2)

Impact des mutations sur la structure et la fonction de la protéine

Conditionné par la localisation et la nature de la mutation

Localisation

Région intergénique Sans conséquence

Intron Sans conséquence ou altération de l’épissage (I/D)

Jonctions E/I et I/E ou site de branchement Altération de l’épissage

Promoteur de transcription Altération de la transcription

Elément de réponse (séquence de régulation) Altération du niveau de transcription

Mutations et mécanismes de réparation de l’ADN (3)

Impact des mutations sur la structure et la fonction de la protéine

Nature de la mutation

Substitution d’une base dégénérée : mutation silencieuse ou synonyme

ex : TTT (Phe) -> TTC (Phe) contre ex : ATG (Met) -> ATA (Ile)

Substitution d’une base entraînant la substitution d’un acide aminé par un acide aminé aux

propriétés physicochimiques identiques : mutation conservatrice

ex : AAA (Lys) -> AGA (Arg)

Substitution d’une base entraînant la substitution d’un acide aminé par un acide aminé aux

propriétés physicochimiques différentes : mutation faux-sens

ex : AAG (Lys) -> GAG (Glu)

Substitution d’une base détruisant un codon STOP : synthèse d’une protéine plus longue

ex : TGA (STOP) -> TGG (Trp)

Substitution d’une base introduisant un codon STOP prématuré : synthèse d’une protéine tronquée

ex : TAC (Tyr) -> TAA (STOP)

Mutations et mécanismes de réparation de l’ADN (4)

Impact des mutations sur la structure et la fonction de la protéine

Nature de la mutation

Séquence de référence : A T G A A A G G G C C C ...

Met - Lys - Gly - Pro ...

Insertion d’une paire de nucléotides dans une séquence codante : décalage du cadre de lecture La séquence protéique est d’autant plus modifiée que la mutation est proche de l’extrémité 5’

ex : A T G A A A C G G G C C C ...

Met - Lys - Arg - Ala - ...

Insertion de deux paires de nucléotides dans une séquence codante : décalage du cadre de lecture La séquence protéique est d’autant plus modifiée que la mutation est proche de l’extrémité 5’

ex : A T G A A A C C G G G C C C ...

Met - Lys - Pro - Gly - ...

Insertion de trois (ou un multiple de 3) paires de nucléotides dans une séquence codante : cadre de lecture conservé

ex 1 : A T G A A A T T T G G G C C C ...

Met - Lys - Phe - Gly - Pro - ...

Addition d’un acide aminé

ex 2 : A T G A A A G T T T G G C C C ...

Met - Lys - Val - Trp - Pro ...

Substitution d’un acide aminé et insertion d’un acide aminé