1.3 : Les ribosomes Flashcards
1
Q
Quelle est la proportion d’ARN et de protéines dans le ribosome?
A
2/3 ARNr et 1/3 protéines
2
Q
Est-ce que les ribosomes sont présents chez les procaryotes et les eucaryotes?
A
Oui, c’est une composante fondamentale des cellules.
3
Q
VRAI OU FAUX : les ribosomes sont le siège de la synthèse protéique. Explique
A
- VRAI
- C’est la corrélation entre la quantité d’ARN dans une cellule et la vitesse à laquelle celle-ci synthétise les protéines qui a levée une suspicion.
- 1955 : première preuve expérimentale → les a.a marqués s’associent momentanément aux ribosomes avant qu’ils n’apparaissent dans les protéines libres.
4
Q
Quelle est la structure du ribosome procaryote?
A
Ribosome 70S divisé en:
- Petite sous-unité 30S : 16S ARNr (4 domaines indépendants chez E. coli, conservé au cours de l’évolution) et 21 protéines différentes.
- Grande sous-unité 50S : 5S ARNr, 23S (6 domaines entrelacés, conservé au cours de l’évolution) ARNr et environ 34 protéines différentes.
5
Q
Pourquoi la petite sous-unité du ribosome est de 70S et non de 80S (50 + 30)?
A
Car la sédimentation de la vélocité est déterminée par la forme et la grosseur ; donc ce n’est pas une mesure exacte de la masse. Serait additif si les sous-unités étaient d’une forme sphérique parfaite.
6
Q
Que contient la petite sous-unité du ribosome?
A
Contient le site de décodage dans lequel les ARNt chargés lient (décodent) les codons de l’ARNm.
7
Q
Que contient la grande sous-unité du ribosome?
A
Contient le site de la peptidyl-transférase → responsable de la formation de liens peptides.
8
Q
Quelle forme 3D a la petite sous-unité?
A
Forme de mitaine
9
Q
Quelle forme 3D a la grande sous-unité?
A
Forme spéroïde avec 3 protubérances, tunnel d’environ 25A de diamètre (ARNt y sont véhiculées)
10
Q
VRAI OU FAUX : les ARNr sont le squelette du ribosome et lui confère sa forme.
A
VRAI
11
Q
L’ARN 16S est la structure ______ de la petite sous-unité. Elle possède __ domaines, et ___% des bases sont appariées (les autres sont sous forme simple brin).
A
- Secondaire
- 4 domaines
- 46%
12
Q
Les domaines de structures secondaires correspondent à des régions de la structure _______ qui sont _________.
A
Structure tertiaire qui sont indépendantes.
13
Q
Où est situé le point de convergence des domaines?
A
Près des sites d’interactions avec l’ARNm et l’ARNt.
14
Q
Vrai ou faux : les domaines de la petite sous-unité sont plus libres que ceux de la grande sous-unité.
A
Vrai.
- Il est important que les domaines soient plus libres pour pouvoir changer,.
- Les domaines de la grande sous-unité ont moins de liberté de conformation → une structure plus rigide (interactions très fortes entre les domaines).
15
Q
De quelles formes sont les protéines ribosomiques? Où sont-elles situées?
A
- Protéines sont globulaires et possèdent un ancrage (segment riche en a.a basiques, enfoui à l’intérieur de la sous-unité).
- Situées à l’écart des sites fonctionnels (en périphérie). Situées à la surface du ribosome.
16
Q
VRAI ou FAUX : les ARNr jouent un rôle majeur dans le fonctionnement du ribosome.
A
- Vrai. Les ARNr sont à l’intérieur du ribosome. protéines ont été acquises parce qu’elles stabilisaient sa structure et réglaient son fonctionnement avec plus de précision
- Rôle majeur dans la fonction de la petite sous-unité du ribosome.
17
Q
De quoi est composé le site de la peptidyl-transférase, situé dans la grande sous-unité?
A
Site composé uniquement d’ARN.
18
Q
Qu’est-ce qui interagit avec les appariements entre les codons et les boucles des anticodons?
A
L’ARNr 16S, et non les protéines ribosomiques.
19
Q
Vrai ou faux : les ribosomes eucaryotes sont plus grands et plus complexes que les ribosomes de procaryotes.
A
- Vrai, 80S (60S + 40S).
- Beaucoup plus de protéines ribosomiques, les ARNr sont beaucoup plus gros.
20
Q
Comment les sous-unités ribosomiques s’assemblent-elles?
A
- Expériences de reconstitutions partielles
- Les premières étapes sont assurées par la liaison de quelques protéines à l’ARNr et que les intermédiaires formés sont requis pour la liaison de d’autres protéines.
- Donc, l’ARNr sert de squelette sur lequel les protéines s’ajoutent dans un ordre précis.
21
Q
La synthèse polypeptidique se fait dans quel sens?
A
Depuis l’extrémité N-terminale vers l’extrémité C-terminale.
22
Q
Les ribosomes lisent l’ARNm dans le sens _______?
A
5’ vers 3’.
23
Q
La synthèse de l’ARNm se fait dans le sens 5’ vers 3’. Qu’est ce que cela implique pour les procaryotes?
A
- Chez les procaryotes, la machinerie de la transcription et celle de la traduction sont situées dans le même compartiment.
- Donc, les ribosomes peuvent commencer la traduction sur des ARNm naissants (la traduction de l’ARNm se fait au fur et à mesure qu’elle sort de l’ARN polymérase).
- Implication importante sur l’efficacité de production de protéines.
24
Q
VRAI OU FAUX : Chaque ARNm est traduit par un seul ribosome. Explique.
A
- Faux, chaque ARNm est traduit simultanément par plusieurs ribosomes. Cela explique la faible abondance de l’ARNm.
- L’association de plusieurs ribosomes avec l’ARNm assure que la majorité des ribosomes sont engagés dans la traduction.
25
Comment appelle-t-on un ARNm associé à plusieurs ribosomes?
polyribosome ou polysome.
26
Pour effectuer la réaction de peptidyl-transférase, le ribosome doit être capable de lier au moins ___ ARNt en même temps.
2 ARNt.
27
Le ribosome possède 3 sites de liaison pour les ARNt. Nomme les.
- Site A : réservé à l'aminoacyl-ARNt (site d'entrée pour les nouveau ARNt chargés avec un a.a).
- Site P : occupé par le peptidyl-ARNt.
- Site E : site où se lie transitoirement l'ARNt désacylé après avoir quitté le site P → sortie pour l'ARNt quand elle a fini de livrer l'a.a.
28
Où sont formés les 3 sites de liaison pour les ARNt?
Formés à l'interface entre la grande et la petite sous-unité.
29
Vrai ou faux : le lien entre l'ARNt-aminoacyle et l'a.a n'est pas brisé lors de la formation du prochain lien peptidique.
Vrai
30
Comment est brisé le lien entre l'ARNt peptidyl et le polypeptide en formation?
Il est brisé au fur et à mesure que la chaîne de polypeptide est attachée au groupement amino de l'a.a, qui est attaché à l'ARNt-aminoacyle pour former un nouveau lien peptidique.
31
Le site de décodage est situé dans la ____ sous-unité, tandis que le site de la peptidyl transférase est situé dans la ____ sous-unité.
Petite, grande
32
Qu'est ce qui catalyse la formation d'une liaison peptidique?
Le ribosome (catalyse la réaction de la peptidyl transférase).
33
Comment le ribosome catalyse-t-il la formation d'une liaison peptidique?
1. Le polypeptide formé par la peptidyl-ARNt est transféré à l'a.a porté par l'aminoacyl-ARNt.
2. L'ARNt désacylé (sans a.a) occupe le site, alors que le peptidyl-ARNt nouvellement formé occupe le site A.
3. L'ARNt désacylé du site P doit s'en aller pour être remplacé par le peptidyl-ARNt du site A.
→ nouveau cycle de formation de liaison peptidique.
34
Tout au long de la formation du lien peptidique, où est le polypeptide en formation?
Attaché à l'ARNt.
35
Quels sont les 3 évènements qui doivent avoir lieu au cours de l'initiation de la traduction?
1. L'ARNt initiateur chargé avec son a.a doit être placé dans le site P du ribosome (c'est une exception ; les autres ARNt passent par le site A).
2. L'ARNm doit se fixer sur le ribosome.
3. Le ribosome doit se positionner précisément (en face) sur le codon initiateur de l'ARNm.
36
Pourquoi les procaryotes et les eucaryotes utilisent-ils différents mécanismes pour accomplir les 3 évènements nécessaires au cours de l'initiation de la traduction?
Puisqu'ils diffèrent dans leur structure.
37
Chez les procaryotes, que porte l'ARNt qui reconnaît le codon initiateur?
Un résidu méthionine qui est N-formylé → ARNt fmet
38
Comment l'ARNt fmet gagne-t-il son a.a modifié?
Au cours d'une réaction en 2 étapes :
1. L'ARNt est aminoacylé par Met par la même MetRS qui charge l'ARNtm met.
2. L'ARNt chargé est formylé enzymatiquement.
39
Comment l'ARNt fmet diffère-t-il de l'ARNt qui transfère les résidus Met internes (l'ARNt m met)?
Diffère à 3 endroits :
- site avec des bases non appariées (→ nécesaire pour la formylation et prévient l'utilisation de l'ARNt pour l'élongation).
- Si avec des bases en extra
- site avec 3 paires de bases G-C consécutives (→ Permettent l'insertion directe de l'ARNt dans le site P donc pas besoin de passer par le site A)
40
Comment le ribosome procaryotique s'associe-t-il à l'ARNm et comment reconnaît-il le codon initiateur?
Par appariement de bases entre la séquence de Shine-Dalgarno de l'ARNm et l'extrêmité 3' de l'ARNr 16s.
41
Qu'est-ce que la séquence de Shine-Dalgarno?
Séquence conservée, qui joue un rôle de bien placer l'ARNm. Plus elle est longue, plus l'ARNm est utilisée efficacement.
42
Comment le codon AUG (start) est-il positionné au niveau du site P?
L'ARNr 16S du ribosome interagit avec le RBS , séquence de Shine-Dalgarno(ribosome binding site).
43
Que requiert l'initiation de la traduction chez les procaryotes?
3 facteurs protéiques solubles d'initiation.
| IF1, IF2 et IF3
44
Où se lient les facteurs requis pour l'initiation de la traduction chez les procaryotes?
Chaque facteur se lie tout près d'un des trois sites de liaison pour les ARNt sur la SU 30S.
45
Quel est le rôle d'IF1? (procaryote)
Empêche les ARNt de se lier au site A de la SU (30S). Protéine qui bloque l'accès au site A
46
Quel est le rôle d'IF2? (procaryote)
- Protéine G (fixe ATP ou GTP) qui fixe et interagit avec IF1 pour stabiliser l'ARNm. ÉNERGIE
- Son rôle est de faciliter l'association de l'ARNt initiateur (fMet-ARNti) à la petite SU et d'empêcher d'autres ARNt de s'y associer.
47
Quel est le rôle d'IF3? (procaryote)
- Libère la petite SU et l'empêche de se réassocier avec la grande SU (prévient association prématurée).
- Permet la liaison de la petite SU à l'ARNm → Interagit et stabilise l'ARNm.
48
VRAI OU FAUX :
Lors de l'initiation de la traduction chez les procaryotes, la SU 30S s'associe avec l'ARNm et l'ARNt, et les deux peuvent se lier dans n'importe quel ordre.
Vrai
49
Quel est l'ARNt initiateur chez les eucaryotes?
L'ARNti met
50
Différences entre l'initiation de la traduction chez les procaryotes et les eucaryotes?
1. Nbr de facteurs d'initiation (eIF) est plus élevé chez les eucaryotes (plus complexe)
2. Reconnaissance de l'ARNm et du codon initiateur (pas du hasard comme chez les procaryotes, ordre a de l'importance).
51
Que possèdent tous les ARNm eucaryotiques?
Coiffe en 5' et une queue poly-A en 3'
52
Chez les eucaryotes, la traduction de l'ARNm commence presque toujours avec le codon ___?
AUG
53
Quel est le rôle de eIF2 (eucaryote) ?
Recruter l'ARNt initiateur chargé au site P.
54
Eucaryotes :
- La coiffe de l'ARNm est reconnue par...?
- Rôle de eIF4B?
- eIF4E
| - Active une ARN hélicase faisant partie de eIF4A
55
Le scanning jusqu'au codon ______, chez les eucaryotes, consomme de ______? Cette réaction est catalysée par l'ARN hélicase associée à _____?
- Codon initiateur (AUG)
- Consomme de l'ATP
- eIF4B
56
Résultat net de l'initiation de la traduction chez les eucaryotes?
Complexe d'initiation de 80S
| - 2 GTP consommés (vs 1 chez les procaryotes)
57
Quelle protéine permet la circularisation de l'ARNm? Comment? Pourquoi?
- eIF4B
- Interagit avec la protéine de liaison poly-A
- Pour une traduction plus efficace → ribosome peut recommencer la traduction du même ARNm rapidement.
58
Est-ce que les procaryotes ont une ARNm circularisée?
Non, linéaire
59
Nomme les 3 facteurs protéiques solubles qui participent à l'élongation + leurs rôles.
1. EF-Tu → Se lie à l'aminoacyl-ARNt et au GTP
2. EF-Ts → déplace le GDP d'EF-Tu
3. EF-G → provoque la translocation en liant le GTP au ribosome
60
Qu'est-ce que l'élongation de la chaîne?
Ajout d'un a.a sur la chaîne polypeptidique
61
Quelles sont les 3 réactions d'un cycle d'élongation?
1. Liaison de l'aminoacyl (liaison décodage)
2. Transpeptidation
3. Translocation
62
La majorité des aminoacyl-ARNt est séquestrée par...?
EF-Tu
63
Que se passe-t-il en absence d'EF-Tu?
La liaison des aminoacyl-ARNt au site A est très lente.
64
Que reconnaît le complexe EF-Tu-GTP?
La tige acceptrice des ARNt dont les résidus 1 et 71 sont appariés. (résidus = éléments clés dans la reconnaissance).
65
VRAI OU FAUX : EF-Tu-GTP se lie à la forme formylée de Met-ARNtf met.
Faux, ne se lie ni à la forme formylée ni à la forme non formylée.
66
Qu'ont en commun les protéines de liaison au GTP (EF-Tu, eIF2)?
Un motif structural liant les nt guanyliques (GDP et GTP) et catalysant l'hydrolyse de GTP.
67
Les protéines de liaison au GTP sont souvent accompagnées de...?
1. Protéine activatrice de la GTPase (GAP) → EF-Tu = ribosome
2. Facteur d'échange des nt guanyliques (GEF) → EF-Tu = EF-TS (pour regénérer les facteurs solubles et la forme active d'EF-Tu)
68
Que se passe-t-il lorsque EF-Tu hydrolyse le GTP?
Changements conformationnels importants → changement d'orientation de 91 Degré
69
Pourquoi les bases 1 et 72 doivent-elles être appariées?
Pour permettre l'association entre EF-Tu et l'ARNt.
70
Par quoi est fournie l'énergie de la transpeptidation?
Par le lien ester entre l'a.a et l'ARNt
71
Qu'est-ce que la transpeptidation?
- Phase de l'élongation qui est liée à l'ARNr 23S
- Aucun cofacteur requis
- Fonction de la grande SU
72
Qu'est-ce que la translocation?
- Phase de l'élongation qui déplace le ribosome pour libérer le site A et libérer l'ARNt acétylée en l'envoyant au site P.
73
Lors de la translocation, le peptidyl-ARNt reste lié à l'ARNm durant son déplacement au site P. Pourquoi?
Aucune dissociation dans l'interaction codon-anticodon permet de maintenir le cadre de lecture et permet au ribosome de se déplacer de 3 nt précisément chaque cycle d'élongation.
74
Qu'est-ce qui est nécessaire pour que la translocation s'effectue correctement?
Des sites intermédiaires
- A/T
- A/P
- P/E
75
Quel facteur participe à la translocation? Comment?
EF-G, lie le GTP au ribosome et provoque la translocation.
76
Vrai ou faux : le ribosome ne peut lier EF-Tu et EF-G en même temps. Explique.
Vrai, puisqu'ils compétitionnent pour le même site de liaison (près du site A). JAMAIS LES 2 EN MÊME TEMPS
77
Qu'à permis la puromycine, un analogue de l'aminoacyl-ARNt (donc se lie au site A)?
Mettre en évidence les sites A et P et de prouver que le fMet-ARNtf met se lie directement au site P (ne passe pas par le site A).
78
Où se lie la puromycine? Que fait-elle?
- Au site A de la grande SU
- Entraîne l'arrêt prématuré de la synthèse polypeptidique (pendant l'élongation) → d'autres lien peptidiques ne peuvent être formés suite à sa liaison au site A car elle ne libère pas le site A sans la présence d'EF-G
79
Comment la puromycine a permis de démontrer l'existence des sites A et P?
en l'absence du facteur EF-G, seule la formation de fMet-puromycine est observée (pas de chaîne polypeptidique) → la présence du peptidyl-ARNt dans le site A empêche la puromycine de se lier à ce site
80
Qu'est-ce qui catalyse la formation de la liaison peptidique dans la grande SU? (activité peptidyl-transférase)
L'ARNr 23S → pas des protéines ribosomiques
81
Où se trouve le site de la peptidyl transférase?
Dans la grande SU, à l'entrée du tunnel (endroit où la petite et la grande SU interagissent)
82
Différence entre le cycle d'élongation des procaryotes et des eucaryotes?
Différences :
- Eucaryotes : 1 seule protéine eEF1 (avec 2 sous-unités)
- Procaryotes : 2 protéines différentes (EF-Tu et EF-TS)
84
Chez les eucaryotes, eEF2 (élongation) fonctionne de la même manière que...?
EF-G (translocation)
84
VRAI OU FAUX : les facteurs d'élongation des procaryotes et des eucaryotes ne sont pas interchangeables.
Vrai, évolutions séparées → protéines ne sont pas effectives si elles sont interchangées.
85
Quelle est la particularité d'eEF2?
Sa susceptibilité à la toxine de la diphtérie.
86
La traduction d'un ARNm qui porte un codon de terminaison conduit à?
À la production d'un polypeptide libre (BYE BYE), fini par quitter le ribosome. MAIS hydrolyse nécessaire pour quitter le ribosome
87
Si un ARNm ne possède pas de codon de terminaison, que se passe-t-il?
Pas de dissociation : polypeptide ne se détache pas du ribosome.
88
Nomme les facteurs de libérations lors de la terminaison de la traduction.
RF1, RF2, RF3 et RFF (procaryotes)
| eEF1, eEF2 (eucaryotes)
89
Rôle de RF1?
Reconnaît UAA et UAG (codons stops) et active l'hydrolyse du polypeptide associé à l'ARNt au site P (pour permettre sa libération).
90
Rôle de RF2?
Reconnaît UAA et UGA (codons stops) et active aussi l'hydrolyse du polypeptide comme RF1
91
Rôle de RF3?
Stimule la libération de RF1 ou RF2 après l'hydrolyse du polypeptide. La présence de RF1 ou de RF2 est requise pour sa liaison au ribosome.
92
Rôle de RFF?
Facteur de recyclage du ribosome, agit avec EF-G et IF3 pour stimuler la dissociation du ribosome.
93
Quels sont les 2 facteurs catalysant la dissociation de la chaîne polypeptidique au ribosome?
EF-G et IF3
94
Qu'induit la liaison d'un facteur de libération de classe I au codon d'arrêt approprié?
Induit la peptidyl-transférase à transférer le groupe peptidyl à une molécule d'eau.
95
Où agissent les facteurs de libération?
Ils agissent près du site A, comme les facteurs d'élongation.
96
Quelle est la différence entre la terminaison chez les procaryotes et les eucaryotes?
- Eucaryotes : 1 seul facteur de classe I (eRF1) → pas de spécificité de reconnaissance des codons d'arrêts, un facteur de classe II (eRF3)
- Procaryotes : 2 facteurs de classe I (RF1 et RF2), un facteur de classe II (RF3)
97
Qu'est-ce qui accélère et ordonne les processus ribosomiques? Qu'est-ce que cela implique?
- Hydrolyse du GTP.
- Réaction irréversible → implique les 3 phases de la traduction (initiation, élongation, terminaison) doivent se dérouler successivement.
98
À quoi contribue l'hydrolyse du GTP, en plus d'accélérer les processus ribosomiques?
Contribue à la précision de la traduction.
99
Ordre facteurs solubles initiation traduction eucaryotes?
1. eIF1, eIF1A, eIF3 et eIF5
2. eIF2 + GTP
3. eIF4E (coiffe)
4. eIF4G et eIF4A
5. eIF4B
100
Eucaryotes : homologue de IF2 procaryotique dans l'initiation de la traduction?
eIF5B
101
Initiation traduction eucaryotes : rôles des facteurs solubles?
- eIF3 et eIF1 : site E, empêche association prématurée de la grande SU
- eIF1A et eIF2 : comme IF1 et IF2 (eIF2 amène énergie pour formation du complexe de pré-initiation)
- eIF4E : reconnaît ARNm par la coiffe en 5'
- eIF4G : permet circularisation de l'ARNm
- eIF4A : permet de trouver codon start lors du scanning (avec eIF4B)
- eIF5B : homologue de IF2
-
102
Combien de mécanismes utilise le ribosome pour vérifier les interactions codon-anticodon?
3
- 2 adénines adjacentes (A1492 et A1493)
- Activité GTPase de EF-TU
- Proofreading après la libération d'EF-Tu (rotation au site A)
103
Les antibiotiques sont des ______ de la synthèse protéique.
Inhibiteurs (40%)
104
Comment la streptomycine inhibe la traduction? Faible concentration vs forte concentration
Quand dans la traduction?
- Faible concentration : Provoque la lecture erronée de l'ARNm par le ribosome (procaryotes)
PENDANT L'INITIATION
- Forte concentration : Empêche l'initiation correcte de la chaîne (empêche fixation de la grande SU) → mort de la cellule
105
Comment le chloramphénicol inhibe la traduction? Quelle étape?
Inhibe l'activité de la peptidyl-transférase sur la grande SU des procaryotes
PENDANT L'ÉLONGATION
106
Ce qui rend les cellules résistantes au chloramphénicol?
Mutations dans la boucle centrale de l'ARNr 23S de la grande SU
107
Comment la tétracycline inhibe la traduction? Quelle étape?
Se lie à la petite SU des procaryotes → inhibe la liaison des ARNt
PENDANT l'INITIATION
108
Comment agit la toxine de la diphtérie?
En inactivant spécifiquement eEF2 en ADP-ribolysant un résidu diphtamide
PENDANT ÉLONGATION
