7. Les protéines et la traduction Flashcards
1
Q
Protéines définition
A
polymères d’acides aminés
2
Q
Qu’est-ce qui retient les AA?
A
Liaisons peptidiques
3
Q
Qu’est-ce qui détermine la séquence de AA?
A
la séquence de l’ADN (codons)
4
Q
Nombre acides aminés protéionogènes
A
20 (+2)
5
Q
Construction AA
A
Carbone central : C alpha H COOH (acide) NH2 (amine) R : chaine latérale variable
6
Q
Qu’est-ce qui différencie les acides aminés entre eux ?
A
groupement r : donne caractéristique AA et influence caractéristique protéine
7
Q
Nomenclature AA
A
nom, lettres, lettre
8
Q
Glycine
A
AA le plus simple et petit (R:H)
9
Q
Cb de nt codent un AA? Nom?
A
Triplet : 3 nt
10
Q
Nbre codons possibles
A
64 (4^3)
11
Q
Nbre AA non standards
A
2
12
Q
dégénérescence du code
A
plusieurs triplets codent le même acide aminé
13
Q
ARNt
A
Intermédiaire : décoder les acides nucléiques ET lier spécifiquement les AA
14
Q
Quelle région de l’ARNt lie l’ARNm?
A
Anticodon
15
Q
COLINÉARITÉ
A
triplets se suivent dans le même ordre que les acides aminés qu’ils codent. Pas de chevauchement
16
Q
CADRE DE LECTURE (nbre)
A
trois possibilités de cadre de lecture pour chaque ARNm
17
Q
Cadre de lecture d’un séquençage
A
Premiers et derniers nt inconnus : différents cadres de lectures
18
Q
Solution aux 3 codes de lecture possibles dans un séquençage
A
- essaie erreur : absence codon stop/codon stop trop tôt -> longueure inadéquate
- séquence autour ATG : nt particuliers
19
Q
Nombre codons stops
A
3
20
Q
Code génétique : tableau et cercle
A
Tableau - colonne 1 : 1 BA - ligne : 2 BA - colonne 2 : 3 BA Cercle - Centre : 1er BA
21
Q
Vrai ou faux. Le code génétique est universel.
A
Vrai, mais il y a des variations (4)
22
Q
Qu’est-ce que l’universalité du code génétique implique?
A
produire une protéine d’un organisme A dans un organisme B
23
Q
AA non standards définition
A
indirectement codés par le code génétique
24
Q
AA non standards
A
Sélenocystéine et Pyrrolysine
25
Sélenocystéine
UGA -> Selenocysteine insertion sequence
| Similaire à cystéine
26
Pyrrolysine
UAG -> Pyrrolysine insertion sequence
Dérivé de lysine
Présent chez quelques bactéries et Archaea méthanogènes. Pas chez l’humain
27
Incorporation AA non standards
incorporation co-traductionnelle via des codons-stops avec des séquences d'insertion :
séquences d'insertion -> formation de tige-boucle reconnue par la machinerie enzymatique de traduction -> détourne la terminaison pour l’incorporation AA
28
Incorporation Sec
Recodage UGA
Pas de réserve Sec : Modification d’une sérine associée à un ARNtSec en plusieurs étapes
Besoin : présence de facteurs d’élongation spécialisés
29
Incorporation Pyl
Réassignation UAG
Pyl AA libre (pas de facteur d'élongation particulier) : Besoin gènes codant pour l’ARNt et les enzymes de synthèse de la Pyl
30
Vrai ou faux. Les protéines sont toujours de la même longueur.
Faux, longueur variable
31
Qu'est-ce qui permet la grande diversité des protéines?
Variété chimique des AA
32
De quoi dépend la charge nette d'un AA?
pH sol
33
point isoélectrique (pI)
charge globale/nette de l'acide aminé est nulle/neutre
| différent selon AA
34
Types AA
Non polaire, polaires (neutre, acide, basique)
35
AA non polaires
hydrophobes
| C et H
36
AA polaires
hydrophiles
| O, souffre, azote
37
AA polaires neutres
Permet formation liaison H
38
AA polaires acides
Présence d’un groupe carboxylique (COOH).
| Donneur de liaison hydrogène.
39
AA polaires basiques
Présence d’un atome d’azote.
| Accepteur de liaisons hydrogènes.
40
Composition prot intracellulaire
AA hydrophobes
41
Prot hydrophiles ayant segment hydrophobe
- transmembranaire
| - partie hydrophobe cachée
42
Glycine
Plus petit AA
43
Cystéine
Ponts disulfures
44
Proline
Cycle : rigide
45
Facteur influençant localisation de la protéine
Composition en AA hydrophobes/hydrophiles
46
Facteur influençant structure tertiaire
Composition en AA hydrophobes/hydrophiles
47
Liaison peptidique
Liaison covalente entre COOH et NH2 de 2 AA
| caractère double lien partiel
48
caractère double lien partiel de liaison peptidique
liaison double à l’O peut se déplacer au N de part et d’autre de la liaison peptidique
49
Polarité chaîne AA
une extrémité NH2 et une extrémité COOH
50
Structure primaire protéine
Séquence des aa
51
Structure des protéines dépendant directement du code génétique
Structure primaire
52
Nomenclature protéines
extrémité NH2-terminal vers le COOH-terminal
53
Stabilise la structure secondaire que prendra la protéine
Restriction stérique par le groupe variant (R) Caractéristique double lien entre le C et le N
54
Structure secondaire protéine
hélices α et feuillets β
| Coude et boucles
55
Liens structure secondaire protéine
Liens H
56
Arrangement secondaire des protéines le plus stable
Hélices α
57
Orientation R de AA ds hélices α et conséquence
chaînes latérales de tous les aa sont orientées vers l’extérieur de l’hélice, ce qui les positionne pour réagir
58
Feuillets β
Surface plane
| parallèles ou antiparallèles
59
Orientation R de AA ds feuillets β
les chaînes latérales émergent de chaque côté du plan
60
Liaisons H ds hélice α
à tous les 4 acides aminés
61
AA hélice α
Tous sauf proline (résidus glycine (G), tyrosine (Y) et sérine (S) rares)
62
Facteur influençant stabilité des AA ds structure secondaire
caractéristiques des chaînes latérales
63
Coude et boucle
Structures non répétitives qui unissent entre eux des tronçons de structures secondaires
64
Structure tertiaire
Fonctionnelle, agencement d’hélices a , feuillets b et de coudes/boucles
65
Vrai ou faux. Faible variété de structures 3D de protéines car faible nombre de structures secondaires.
Malgré le faible nombre de structures secondaires, une incroyable variété de structures en 3D peuvent en être tirées.
66
Structure quaternaire
Association de 2 ou plusieurs chaînes polypeptidiques
67
une sous-unité de protéine (quaternaire)
une chaîne
68
hélice α
cylindre stabilisé par des liaisons h
69
Liaisons ds tertiaire/quaternaire
liens H, ponts S-S, contacts hydrophobes, rapprochement des charges
70
Modularité des protéines
Domaines des protéines adoptent même structure
71
Comment peut-on reconnaître les motifs structuraux?
alignement des séquences d’aa
72
Que confèrent les propriétés physico-chimiques de l'ensemble des AA d'une protéine, en relation avec son analyse?
Charge et masse
73
L’analyse des protéines
i. SDS-PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis)
ii. Gels 2D
iii. Western blot
74
i. SDS-PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) définition
Séparation des molécules selon leur masse
75
i. SDS-PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) étapes
1. Échantillons dénaturés dans du SDS (charge négative conférée)
2. Migration sur gel
76
Gels 2D étapes
Sépare protéines selon charge (focalisation électrique), puis SDS-PAGE standard
77
Gels 2D définition
Séparation des molécules selon leur masse et charge
78
Séparation des protéines selon leur charge (gels 2D)
* Si la protéine a une charge positive : côté basique (électrode négative).
* Si la protéine a une charge négative : côté acide(électrode positive).
79
ARNt structure secondaire
trèfle
80
Résultat gel 1D
Comparaison d’expression entre deux conditions/espèces/...
Présence/absence d’une protéine précise (Western avec des anticorps).
81
Résultat gel 2D
Permet de séparer selon 2 caractéristiques : meilleure résolution.
Comparaison des modif. post-traductionnelle
Extraction pour analyses plus poussées
82
Résultat gel 2D
Permet de séparer selon 2 caractéristiques : meilleure résolution.
Comparaison des modif. post-traductionnelle
Extraction pour analyses plus poussées
83
ARNt structure tertiaire
L
| boucle de l’anticodon se retrouve opposée au bras accepteur de l’aa
84
ARNt structure quaternaire
Selon les bases atypiques: boucle D et boucle TψCG.
| Selon la fonction: boucle anticodon et bras accepteur de l’aa.
85
Maturation ARNt
- Clivage RNase P
- Modification
(épissage)
86
Modification
- U en 3’ sont remplacés par CCA
- Méthylation
- Conversion de U s
87
Quel enzyme charge les AA sur les ARNt?
aminoacyl- ARNt-synthétase (AAS)
88
Vrai ou faux. Chaque aminoacyl- ARNt-synthétase (AAS) est spécifique à 1 AA.
Vrai
89
Règle de Wobble
La 3e position du codon peut cependant former des APPARIEMENTS INHABITUELS, ce qui permet une certaine flexibilité à cette position.
La base située à l’extrémité 5’ de l’anticodon est moins confinée dans l’espace.
Permet de former des liaisons hydrogènes inhabituelles.
Doivent avoir la même distance que les appariements « standards » de nucléotides
90
Nombre types ARNt
45
91
appariements atypiques critères
3ème BA différente
| 2 codons codent même AA
92
appariements atypiques types
1. Appariement Guanine-Uracile
| 2. Présence d’une 5e base : l’inosine
93
Avantages base fluctuante
1. diminuer le nombre d’ARNt
2. Facilite la dissociation de l’ARNt
3. Mutations sans conséquence.
94
Fonctions des AAS
lier spécifiquement un type d’acide aminé à son ARNt
95
Reconnaissance de ARNt par AAS
bras accepteur et la boucle de l’anticodon
96
Mécanisme de chargement de AAS
1. AAS se lie à un
acide aminé et une ATP
2. hydrolyse de l’ATP en AMP qui se lie à l’acide aminé
3. ARNt approprié déplace l’AMP du site actif tout en se liant à l’acide aminé toujours en place.
4. AAS libère l’aminoacyl-ARNt ds cytoplasme : pool des AA-ARNt dispo pour traduction
5. Sélection bon AA-ARNt en fct du codon lu sur ARNm par ribosome
97
Ribosome structure
2 sous-unités (petite et grande) composées de PROTÉINES RIBOSOMALES et d’ARN RIBOSOMAUX
98
Où les ARNr sont-ils produits?
Nucléole
99
Où les sous-unités du ribosome sont-elles assemblées?
En périphérie du nucléole
100
Où les sous-unités du ribosome sont-elles exportées après leur assemblage?
Noyau
101
Où les sous-unités du ribosome sont-elles unies?
Sur l'ARNm
102
Vrai ou faux. Le ribosome des eucaryotes et des procaryotes est de la même taille.
Faux
103
Vrai ou faux. Le ribosome des eucaryotes est toujours de la même taille.
Faux, variation entre espèce
104
Nombre d'opérons codant pour l'ARNr des E. coli (procaryotes)
7
105
En quoi est transcrit chaque opéron de l'ARNr des E. coli?
long précurseur : 30S
106
Qu'est-ce qui produit les 3 ARNr matures?
Clivage du long précurseur de 30S
107
Taille petite sous-unité ribosomale des E. coli
16 S
108
Les ARN ribosomaux des eucaryotes sont codés par
gène 45S
109
Le génome humain contient combien de copie du gène 45S codant pour les ARNr?
200
110
Sur cb de chromosomes le gène 45S codant pour les ARNr eucaryote est-il disséminé?
5
111
Comment est disséminé le gène 45S codant pour les ARNr eucaryote?
En tandem
112
Vrai ou faux. Les « unité de transcription » du gène 45S codant pour les ARNr eucaryote se suivent.
Faux, séparée par un espaceur non transcrit
113
Quels ARNr contient le gène 45S codant pour les ARNr eucaryote?
18S, 28S et 5,8S
114
Vrai ou faux. Les ARNr produit par le gène 45S sont matures.
Faux, modifiés
115
ARNr non codé par le gène 45 S (eucaryote)
5S
116
Modifications du long précurseur d'ARNr (eucaryotes)
- méthylation
| - pseudouridines : solidifie/rigidifie
117
Vrai ou faux. Les modifications du long précurseur d'ARNr des eucaryotes sont non spécifiques.
Faux, Chaque modification s’effectue à une position précise dans la séquence.
118
But des modifications chimiques du long précurseur d'ARNr (eucaryotes)
configuration 3D particulière, des interactions ARN-ARN ou ARN-protéines, activités enzymatiques
119
ARNsno (small nucleolar RNA) utilité
guide pour les modifications et clivage
120
ARNsno (small nucleolar RNA) famille
introns
| forme des ribonucléoprotéines
121
Comment se placent les ARNsnoT
par appariement
122
Quelle sous-unité contient le centre peptidyl- transférase (PTC)?
Grande
123
Quelle sous-unité contient le le centre de décodage (DC?
Petite
124
OÙ COMMENCER LA TRADUCTION?
La traduction est presque toujours initiée sur un codon AUG (Met) (exception : procaryotes)
125
Sens traduction
Le ribosome décode toujours l’ARNm de 5’ vers 3’.
126
Comment fonctionne RBS?
RBS est complémentaire à l’ARNr 16s, leur appariement positionne l’AUG sur le ribosome pour accueillir le premier ARNt : RBS-AUG = détermine le cadre de lecture et le début de la protéine.
127
RBS
séquence de Shine-Dalgarno
128
Reconnaissance du codon initiateur chez les eucaryotes
- complexes de pré-initiation
- La petite sous-unité liée à un Met-ARNt se positionne sur l’ARNm au niveau de la
coiffe 5' et scanne l'ARNm jusqu’au premier AUG
129
Pourquoi le système de reconnaissance du codon chez les eucaryotes (le premier AUG en 5’ définit le cadre de lecture et le premier acide aminé) ne fonctionnerait pas chez les procaryotes?
Car opérons : plusieurs gènes pour le même ARNm -> les gènes suivant le 1er ne seraient pas traduits
130
Que définit le premier AUG en 5’ chez les eucaryotes?
Codon initiateur : le cadre de lecture et le premier acide aminé
131
séquence consensus (seq. de KOZAK) pour la reconnaissance du codon initiateur
CRCCaugG
| R : purine (A ou G)
132
Qu'arrive-t-il si les nucléotides encadrant le premier codon AUG s’éloignent trop du consensus?
ignoré
133
Sites sur le ribosome
site de liaison à l’ARNm
site P (peptidyle) : au centre
site A (aminoacyl ou accepteur) : retient l’ARNt portant le prochain AA
site S (sortie). Site E en anglais pour exit.
134
Que catalyse le ribosome?
Peptidyle transférase : Le ribosome catalyse une seule réaction :
La formation d’un lien peptidique entre 2 aa.
135
Traduction (étapes)
Initiation
Élongation
Terminaison
136
Élongation de la traduction (étapes)
```
Liaison des ARNt-aminoacyls au site A
Formation du lien
peptidique
Translocation du
ribosome
```
137
Terminaison de la traduction
Codon-stop en position A
138
Initiation de la traduction chez les procaryotes
co-transcriptionnelle
| même compartiment
139
Comment le ribosome se positionne-t-il sur l’ARNm ?
RBS
140
Différence traduction entre les procaryotes et les eucaryotes
facteurs protéiques et les séquences reconnues
141
Deux modèles de l'initiation de la traduction (eucaryotes)
modèle en boucle fermée
- structures en 5’ (coiffe) et 3’ (queue Poly (A)) sont liées par des protéines particulières
- stress
Linéaire
142
Quel facteur reconnait la coiffe en 5'?
eIF4E (eucaryote initiation factor 4E) : recruter les autres sous-unités de eIF4E
143
Complexe de préinitiation 43S
petite sous unité et eIF1, eIF1A, eIF3 et eIF5.
144
Similarité initiation de la traduction procaryotes et eucaryotes
• ARNt initiateur dédié,
• Facteurs d’initiation pour former un complexe
de préinitiation
• Lie l’ARNm avant l’ajout de la grande sous-unité
145
Initiation de la traduction (étapes)
```
Trouver le cadre de
lecture
Liaison de l’ARNt-Met de
départ : sous-unités du complexe eIF4 s'associe à 5'
* eFI4E
* autres eFI4
eIF1, eIF3 et eIF5
Association des deux
sous-unités du ribosome
- complexe de préinitiation 43S : petite sous unité et eIF1, eIF1A, eIF3 et eIF5
- complexe de préinitiation + eIF2 associé à Met-ARNtiMET
- eIF4B stimule eFI4A (hélicase)
- complexe préinitiateur scanne
- reconnaissance codon initiateur
- eIF2 ATP -> ADP : immobilise
- eIF5 ATP -> ADP : grande sous-unité associée à eFI6 ARNt avec méthionine initiatrice au site P
```
146
eFI4A
hélicase 5' : défaire les structures secondaires de l’ARNm
147
Liaison des ARNt-aminoacyls au site A (élongation de la traduction)
- ARNt-aminoacyl associé à EF1α⋅GTP s'attache au site A
148
Bon ARNt-aa
L’hydrolyse du GTP de EF1α -> changement de conformation du ribosome -> ARNt-aa des sites A et P rapprochés
149
Formation du lien
| peptidique (élongation de la traduction)
Catalysée par ARNr 28S
150
Translocation du
| ribosome (élongation de la traduction)
Ribosome se déplace le long de l’ARNm sur une distance égale à un codon
- L’absence de liaison peptidique sur l’ARNt du site P et le changement partiel de localisation de l’ARNt du site A : accès pour EF2
- hydrolyse GTP associé à EF2 -> modifie conformation -> atteint petite sous-unité -> stimule translocation
151
Mauvais ARNt-aa
ARNt-aa diffuse et laisse le site libre
152
Facteurs protéiques influençant la terminaison de la traduction
eRF1 (euca release factor 1) et eRF3 (euca release factor 3)
153
eRF1 (euca release factor 1)
Ressemble à ARNt
| Se positionne à codon stop
154
eRF3 (euca release factor 3)
GTPase clivant le lien ester entre l’ARNt situé en P et la chaîne peptidique : la libérer
155
Terminaison de la traduction (étapes)
- eFR1 (codon stop)
- eFR3 GTP (clivage)
- Recyclage
156
Recyclage du ribosome
Facteurs d'initiations + ABCE1 (protéine de la famille ATP-binding cassestte subfamily E) : dissociation
157
Complexes protéiques facilitant le repliement des protéines
Chaperons
158
Familles de chaperons
Chaperons moléculaires et chaperonines
159
Chaperons moléculaires
- Hsp70 lié à ATP : configuration ouverte -> poche hydrophobe -> lie régions hydrophobes des protéines
- hydrolyse ATP : referme Hsp 70 -> aide repliement protéine
- Liaison Hsp70 nouvelle ATP -> libération protéine
160
chaperonines
- Recrutement ATP : ouverture GroEl
- incorporation : protéines pénètrent à l’intérieur du cylindre de la chaperonine
- GroES se lie à extrémité
- intéractions hydrophobes + hydrolyse ATPs : repliement
- GroEs se détache : protéine libérée
161
Modifications post-traductionnelles (types)
```
Modifications des extrémités
Modification des chaînes latérales
Glycosylation
Clivage
Ubiquitination
```
162
Modifications post-traductionnelles affectent :
l’activité,
la stabilité
la localisation
163
Modifications des extrémités
stabilité (durée de vie)
- la plus commune est l’acétylation du résidu N-terminal de la chaîne
- L’ajout de lipides : ancrer la protéine à la membrane
164
Modification des chaînes latérales caractéristiques
Endroits clés et effets variés
165
Modification des chaînes latérales types
* Acétylation des Lys
* Hydroxylation des Pro
* Méthylation
* Carboxylation
166
Glycosylation
- ajout de sucres (molécule complexe)
- protéines de la membrane plasmique/surface cellulaire ou sécrétées
- ds le RE et appareil de Golgi
167
Clivage des pro-protéines
Protéolyse : précurseurs plus longs qui doivent être clivés par des endopeptidases
ex : hormones stockées sous une forme inactive, prêtes à être libérées dans les conditions appropriées
168
Exemple d'hormone stockée sous forme inactive
Insuline
préproinsuline ds REG -> clivée selon séquence signale : proinsuline -> entreposage proinsuline ds trans-Golgi -> Clivage protéolytique de l’insuline et du peptide C -> Entroposage de de l’insuline mature pour libération rapide
169
L’ubiquitination mécanisme
liaison avec protéine : ajout ubiquitine (petite protéine) à la chaîne d’un résidu Lys
- enzyme d'activation E1
- E1 + Ubiquitine
- enzyme de transfert E2 : transfert ubiquitine à E3
- ligase E3 : lien peptidique entre ubiquitine et substrat (rx spécifique et répétée)
- Protéasome : dégrade
170
L’ubiquitination rôle
d’acheminer les protéines cytosoliques vers le protéasome, pour leur dégradation
171
Modification post-traductionnelles ajoutant un groupemement chimique
Modifications des extrémités Modification des chaînes latérales
