Biologie: synthèse protéique: transcription et traduction Flashcards
Qu’est-ce qu’un gène?
Séquence de nucléotides qui codent pour la synthèse d’une protéine spécifique ou d’un ARN.
Comment les gènes dictent-t-ils l’aspect physique d’un organisme?
-via les protéines
- les protéines s’expriment physiquement dans notre apparence même si elles sont de niveau moléculaire
- les -protéines représentent le lien entre le génotype et le phénotype
- C’est en dictant la synthèse de certaines protéines que l’ADN d’un organisme produit des caractères spécifiques
Réplication
Permet de transmettre le matériel génétique aux cellules filles
La synthèse des protéines se fait en 2 étapes
Transcription et traduction
Faut-il procéder à la réplication avant la transcription?
Non
Vrai ou faux: La réplication et la transcription impliquent des nucléotides
Vrai
Transcription
- Synthèse d’ARNm sous la direction de l’ADN
- on passe du langage ADN au langage ARN
- la transcription produit aussi d’autres types d’ARN ( de transfert, ribosomique, etc) ayant divers rôles
Traduction
- synthèse d’un polypeptide à partir d’un ARNm
- on passe du langage ARN au langage des protéines: les acides aminés
- seul l’ARNm qui sera traduit en protéine
- implique: ribosomes et ARNt
Eucaryotes
- transcription dans le noyau
- traduction dans le cytosol
- transcription: ARNpm
- maturation ARNpm: ARNm
- l’ARNm quitte le noyau vers le cytosol afin d’être traduit en chaîne polypeptidique
Procaryotes
- transcription et traduction: simultanément dans le cytosol
- transcription: ARNm traduit immédiatement en chaîne polypeptidique
Combien de bases correspondent à un acide aminé?
- 20 acides aminés
- l’information génétique est codée en triplets (3 bases de nucléotides)
- 64 triplets pour coder 20 acides aminés
- plusieurs triplets peuvent coder le même acide aminé
Génon
- Séquence de 3 nucléotides (bases azotées) consécutifs du brin matrice
- les génons sont déchiffrés en triplets de nucléotides d’ARNm: les codons
Codon
- séquence de 3 nucléotides consécutifs du brin d’ARNm, complémentaires à un génon
- les codons sont déchiffrés en triplets de nucléotides d’ARNt: les anticodons
Anticodon
- séquence de 3 nucléotides consécutifs d’un ARNt complémentaire à un codon de l’ARNm
- les anticodons sont déchiffrés en acides aminés
64 codons
- 61 codons codent 20 acides aminés
- 1 codon de départ
- 3 codons d’arrêts qui ne codent pas d’acides aminés
Quel est le rôle de la redondance?
Minimiser les effets néfastes de la mutation
Transcription: brin matrice
- Brin d’ADN à partir duquel s’effectue la synthèse d’un ARNm
- la transcription se fait en lisant le brin d’ADN matrice en direction 3’— 5’
Transcription: brin non codant
- brin de l’ADN qui porte la même séquence de nucléotides que l’ARNm ( sauf que le T dans l’ADN est remplacer par le U dans l’ARN)
Composantes moléculaires: 1- unité de transcription
Un segment d’ADN transcrit en molécule d’ARN
1- unité de transcription: promoteur
- séquence spécifique d’ADN en amont du gène
- contient la boite TATAAA chez les eucaryotes
- sert de boite d’ancrage pour l’Enzyme de transcription, inclut le point de départ de la transcription et détermine le point matrice
Unité de transcription: gène
- une partie codante, plus précisément le brin codant ADN
- matrice pour la synthèse de l’ARN
Unité de transcription: région terminale
Terminateur + point d’arrêt (fin de la transcription)
Composantes moléculaires de la transcription: enzyme de transcription
ARN polymérase II (eucaryote)
ARN polymérase (procaryote)
Composantes moléculaires de la transcription: les nucléosides triphosphate d’ARN
ATP, UTP, GTP et CTP
Étapes de la transcription: 1- initiation de la transcription
- fixation de l’enzyme au promoteur
Chez les procaryotes: directement, pas besoin d’intermédiaire
Chez les eucaryotes: par l’intermédiaire de facteurs de transcription
Fixation de l’enzyme au promoteur
- Un facteur de transcription reconnaît la boite TATAAA et s’y fixe. Ensuite, d’autres facteurs de transcription et l’ARN polymérase II s’y lient et forment un complexe d’initiation de la transcription.
- une fois l’ARN polymérase II est liée au promoteur du gène, les deux brins d’ADN se déroulent à cet endroit et la transcription commence à partir du point de départ situé sur le brin matrice.
Étapes de la transcription: 2- élongation du brin d’ARN
- dans le sens 5’—3‘
- l’ARN polymérase se déplace sur le brin matrice en direction 3’—5’. Elle déroule l’ADN et expose 10 à 20 bases à la fois
- elle allonge l’ARN en cours de synthèse dans le sens 5’—3‘ en ajoutant des ribonucléotides à l’extrimité 3’— OH
Étapes de la transcription: 3- terminaison de la transcription
- La transcription se poursuit jusqu’à la fin de la région terminale.
- le transcrit de l’ARN et la polymérase se détachent de l’ADN
Quelle est la nature chimique de l’ARN polymérase?
Protéine
Quelle est la nature chimique de l’ARNm?
Un acide nucléique
2 types de modifications de l’ARNpm en ARNm mature
1- modifications des extrémités
* extrémité 5’: addition d’une coiffe 5’
* extrémité 3’: addition d’une queue poly À
2- épissage de l’ARNpm
*coupure des introns du transcrit et collage des exons
Modifications des extrémités de l’ARNpm: extrémité 5’
Se fait recouvrir d’une coiffe de guanosine méthylée. Cela forme une coiffe 5’
Modification des extrémités de l’ARNpm: extrémité 3’
Ajout d’une queue poly-A formée de 50 à 250 nucléotides d’Adénine (A). Cela forme la queue poly-A. C’est l’enzyme appelé «pap» qui synthétise cette queue.
Rôles des extrémités modifiées
- protègent l’ARNm de la dégradation enzymatique
- facilitent le transport de l’ARNm mature vers l’extérieur du noyau
- aident la fixation de l’ARNm à un ribosome lors de la traduction
Épissage de l’ARNpm
- le transcrit contient des sections non codantes (les introns) et des sections codantes ( les exons)
- l’épissage consiste à enlever les introns puis à recoller les exons, de sorte que la molécule d’ARNm comporte plus qu’une séquence codante continue
- les introns restent à l’intérieur du noyau puis sont dégradés
Rôle de l’épissage
- Permet à un gène de coder pour plusieurs polypeptides. Le groupement des exons selon diverses combinaisons produit divers ARN aboutissant à des chaînes polypeptidiques différentes
- l’épissage différentiel explique pourquoi il. A beaucoup plus de sortes de protéines que de gènes
Comment l’épissage se déroulent-il ?
- complexe d’épissage: petites protéines nucléaires qui se rajoutent à d’autres protéines de façon à former un complexe volumineux, appelé complexe d’épissage
- complexe d’épissage interagit avec les extrémités d’un intron. Il coupe et libère l’intron tout en raccordant les 2 exons situés de chaque coté de l’intron
Le PAP est-elle une ARN polymérase?
Non
Composantes moléculaires de la traduction: 1- le brin d’ARNm
Contient les codons qui déterminent la liste des acides aminés de la chaine polypeptidique
Composantes moléculaires de la traduction: 2- des acides aminés
De nombreux exemplaires des 20 acides aminés sont présents dans le cytosol
Composantes moléculaires de la traduction: 3- des ARNt
Acheminent les acides aminés du cytosol vers le ribosome
Composantes moléculaires de la traduction: 4- un ribosome
Contient l’ARNr et les protéines enzymatiques nécessaires à la polymérisation d’acides aminés en polypeptides
ARNt: origine
Produit par la transcription de l’ADN
ARNt: repliement de la molécule et forme
- le brin se replie à cause d’appariement entre certaines bases complémentaires via des liaisons hydrogènes. Cela lui confère une forme tridimensionnelle: un «L» inversé
- À la base se situe la boucle anticodon tandis qu’à l’autre extrémité se situe le site de liaison d’un acide aminé
ARNt: une navette à acide aminé
Se lie à l’acide aminé qui lui est spécifique puis l’apporte au ribosome. Redevenu libre, il retourne se lier à un autre acide aminé et le rapporte encore. Recommence plusieurs fois avant d’être dégradé
Rôle de l’ARNt
- se lier a son acide aminé spécifique (à son anticodon), avec l’aide de l’enzyme aminoacyl-ARNt-synthétase et l’énergie de l’ATP
- comme il existe 20 types d’acide aminés différents, il faut autant d’enzymes différents dans la cellule, soit par un acide aminé
- porter cet acide aminé dans le ribosome. Via l’association de l’anticodon au codon approprié de l’ARNm
Les ribosomes
Le ribosome est une particules de 2 sous-unités (petite et grosse), qui a pour rôle de faciliter l’appartement entre les codons et les anticodons durant la synthèse protéique
Ribosome: site M
Aggripe l’ARNm au tout début de la traduction
Ribosome: site E
Permet la sortie de l’ARNt ayant terminer son travail
Ribosome: site P
Retient l’ARNt lié au polypeptide en voie de synthèse
Ribosome: site A
Retient l’ARNt qui s’ajoute
Étapes de la traduction: 1- initiation de la traduction
- petite sous-unité branche l’ARNm dans son site de fixation «M» puis se déplace sur l’ARNm jusqu’à ce qu’elle atteigne le codon AUG «codon de départ»
- l’ARNt d’initiation porteur de la méthionine s’installe dans la petite sous-unité. Il est au site P
- la grosse sous-unité vient automatiquement s’attacher. Un complexe d’initiation de la traduction est maintenant formé
Étapes de la traduction: 2- élongation
1- reconnaissance du codon: un acide aminé ARNt s’ajoute au site À
2- liaison peptide: le lien se forme entre l’acide aminé qui s’ajoute et la chaine en formation
3- liaison peptide: transfert de la chaine sur l’ARNt du site A. Catalyse par l’ARNr
4- La chaine ARNt acide aminé du site A passe au site P. Le site A est maintenant libre.
L’ARNt du site P, ayant fini son travail, passe au site E puis se libère
Étapes de la traduction: terminaison de la traduction
1- un ribosome lit le codon d’arrêt. Le site A accepte un facteur de terminaison plutôt qu’un nouvel ARNt
2- le facteur de terminaison hydrolyse le lien qui relie le polypeptide à l’ARNt. Le polypeptide se détache ainsi que le dernier ARNt
Les mutations ponctuelles
C’est une modification chimique touchant un seul nucléotide ou quelques nucléotides d’un même gène ( ajout ou retrait de quelques nucléotides, remplacement d’un nucléotides par un autre…)
Mutations ponctuelles: conséquences sur la synthèse d’une protéine
Toute modification d’un nucléotide peut avoir des répercussions sur la synthèse d’une protéine qui sera soit neutre, soit bénéfique ou soit nocif pour l’organisme
Catégories de mutation ponctuelles
- substitution d’une paire de bases
*mutation silencieuse:
~ due à la redondance du code génétique
~ due à une substitution sans effet sur la protéine
*mutation faux-sens bénéfique
*mutation faux-sens néfaste
*mutation non-sens
- délétion ou insertion de paires de bases
*décalage du cadre de lecture
