Chapitre 14 : Traduction de l'ARN Flashcards
Processus par lequel l’information génétique contenue dans l’ARNm est interprétée pour produire la séquence linéaire en acides aminés des protéines = ?
Un des processus les plus ? et les plus ? pour la cellule (jusqu’à ? de l’énergie cellulaire)
Action coordonnée de plus de ? protéines et ARN au total pour la synthèse d’une seule protéine
Traduction (ARNm traduit en protéine)
conservés
coûteux en énergie
80%
100
Nommer les 4 composantes de la machinerie de la traduction
Traduction d’un langage avec alphabet à ? dans un autre langage utilisant un alphabet de ?
- ARNm (matrice pour traduction, série ordonnée de codons = unités 3 nucléotides)
- ARNt (interface entre les acides aminés et les codons dans l’ARNm)
- Aminoacyl-ARNt synthétases (servent à lier les acides aminés aux ARNt spécifiques à un codon)
- Ribosome (acteur principal : machinerie de plusieurs MDa, composé de prots et ARN, coordonne reconnaissance ARNm pour chaque ARNt, catalyse formation liens peptidiques)
4 bases
20 acides aminés
ARNm
Dans tout ARNm, région (ou régions) codant la protéine composée d’une suite de codons adjacents et non chevauchants = ?
Chacun spécifie un seul polypeptide (1 ORF = 1 polypeptide).
Les eucaryotes contiennent ? ORF (ARNm ?)
Les procaryotes contiennent ? ORF (ARNm ?)
Traduction démarre à l’extrémité ? et se termine à l’extrémité ?
Quels sont les premier et dernier codons?
Premier codon chez eucaryotes = ?
Les 2 fonctions du premier codon :
Les 3 codons stop :
cadre de lecture ouvert (ORF) (suite continue de codons lus dans un cadre particulier (déterminé par premier codon) qui est ouvert à la traduction parce qu’il ne présente pas de codon stop avant celui situé à la fin de l’ORF)
1 ORF (ARNm monocistroniques)
2 ORF ou plus (ARNm polycistroniques)
5’ vers 3’
codon d’initiation et codon stop
5’-AUG-3’
Spécifie premier acide aminé + définit cadre de lecture
5’-UAG-3’, 5’-UGA-3’ et 5’-UAA-3’
ARNm
Pour que la traduction se produise, il faut que le ribosome soit recruté sur l’ARNm. Pour faciliter la liaison du ribosome, de nombreux ORF procaryotes contiennent en ? (côté ?) du codon d’initiation une courte séquence appelée ?
Au contraire, les ARNm eucaryotes recrutent les ribosomes à partir d’une modification spécifique appelée ?, située tout au bout du messager. Après sa liaison à l’ARNm, le ribosome se déplace de 5’ vers 3’ jusqu’à ce qu’il rencontre ?, un processus appelé ?.
2 autres caractéristiques des ARNm eucaryotes stimulent la traduction =
amont (côté 5’)
site de liaison des ribosomes (RBS)
coiffe 5’ (nucléotide guanine méthylé qui est lié à l’extrémité 5’ de l’ARNm par une liaison inhabituelle 5’-5’)
un codon d’initiation
scanning
- Présence purine (G/A) en amont et G en aval du codon d’initiation (séquence Kozak)
- Queue poly-A qui favorise recyclage efficace des ribosomes
ARNt
Ce sont des ? entre les codons et les acides aminés qu’ils spécifient.
Chacun est attaché à un acide aminé spécifique à l’extrémité ? avec site conservé ? et chacun reconnaît un codon particulier
De plus, ils peuvent contenir des bases inhabituelles créées après la transcription par modification enzymatique de bases normales dans la chaîne polynucléotidiques = ? et ? par exemple
Par ailleurs, les ARNt partagent la même structure secondaire en forme de ? qui comprend un ?, 3 ? et une ?, MAIS structure tertiaire en forme de ?
adaptateurs
3’
CCA
pseudouridine (N en position 1) et dihydrouridine (2 H en position 5 et 6)
feuille de trèfle
bras accepteur
structures en tige-boucle
quatrième boucle variable
L
Les ARNt sont chargés par l’attachement d’un acide aminé à l’adénosine de l’extrémité 3’ par une liaison ?
ARNt chargés = acide aminé a été attaché
ARNt déchargés = sans acide aminé
Les aminoacyl-ARNt synthétases chargent les ARNt en 2 étapes : (2)
Chaque aminoacyl-ARNt synthétase attache un seul ? à un ou plusieurs ARNt. (Il y a ? aminoacyl-ARNt synthétases différentes.)
Quelles sont les 2 classes d’aminoacyl-ARNt synthétases?
Les 2 seuls tétramères = ? et ?
acyle riche en énergie
- Adénylation de l’acide aminé (transfert d’AMP)
- Chargement de l’ARNt
acide aminé
20
Classe I = attachement acide aminé au OH en 2’ de l’ARNt (monomériques ou dimériques) - repliement de Rossmann (feuillets Beta)
Classe II = attachement acide aminé au OH en 3’ de l’ARNt (dimériques ou tétramériques) - 7 feuillets Beta
Gly et Phe
Spécificité des aminoacyl-ARNt synthétases pour un ARNt
Elles doivent reconnaître l’ensemble correct des ARNt pour un acide aminé particulier et charger tous ces ARNt isoaccepteurs avec l’acide aminé correct.
- ? avec ? (changement d’une seule base suffit pour que cet ARNt soit reconnu par une autre ARNt synthétase)
- ? : définit l’acide aminé dont l’ARNt est responsable pour son incorporation dans la chaîne polypeptidique en croissance… Mais pas toujours car souvent un acide aminé est en général spécifié par plus d’un codon. Ex: ? a 6 codons… alors on se base sur des déterminants situés en dehors de l’anticodon.
Bras accepteur
Base discriminante
Boucle de l’anticodon
Sérine
Glutaminyl-ARNt synthétase : intéragit avec ?, en ayant de nombreux points de contact et proximité molécule ou?
Arginyl-ARNt sytnhétase : complexe avec ARNt et arginine, qu’y a-t-il entre adénosine en 3’ (CCA) et Arg350?
La formation de l’aminoacyl-ARNt est très précise…
La fréquence d’erreurs de chargement = ?
Comment cette exactitude est-elle atteinte? Cas tyrosine et phénylalanine?
Cas isoleucine et valine?
Certains aminoacyl-ARNt synthétases utilisent ? pour charger les ARNt avec grande précision. Cas de ? qui permet à l’AMP-valine de rentrer mais pas AMP-isoleucine
glutaminyl-AMP
extrémité 3’
pont salin
1 ARNt sur 1000 est chargé avec acide aminé incorrect
Discrimination par liaison hydrogène avec OH tyrosine (pas présent sur Phe)
Diffèrent par groupe méthyle sur isoleucine qui crée encombrement stérique pour la valinyl-ARNt synthétase
poche d’édition (profond sillon dans l’enzyme)
isoleucyl-ARNt synthétase
Qu’est-ce que le ribosome n’est pas capable de distinguer?
Quel est le seul critère de chargement dans le cas des ribosomes?
Qu’est-ce qui joue le rôle majeur dans la sélection du bon acide aminé?
Les ARNt incorrectement chargés
Interaction codon-anticodon… (et fidélité des ARNt synthétases)
Les ARNt synthétases
Le ribosome
Machinerie moléculaire qui dirige ?
Composé de ? et plus précisément, 4 molécules ? et plus de 80 protéines
La traduction d’un ARNm se fait comment?
À chaque cycle de traduction, la grande et la petite sous-unité s’associent et se dissocient… Bien connaître ce cycle :
synthèse des protéines
2 sous-unités, une petite (avec centre de décodage) et une grande (centre peptidyl-transférase)
d’ARNr (2/3 masse dans grande s-u qui contient 3/4 des ARNr)
plusieurs ribosomes à la fois, majorité sont engagés dans la traduction en tout temps
Le ribosome
Il catalyse la formation du ? :
- Peptide transféré du peptidyl-ARNt au ?
- Extrémités ? mises en contact
- Amine du aminoacyl-ARNt attaque le carbonyle du peptidyl-ARNt
- Synthèse du ? du polypeptide en premier
Quels sont les 3 sites de liaison pour les ARNt? 2 aspects à savoir?
Qu’y a-t-il dans la petite s-u? Cela permet la formation de quoi seulement?
lien peptidique
aminoacyl-ARNt
3’
N-terminal
Site A (aminoacyl-ARNt) + site P (peptidyl-ARNt) + site E (exit)
Portes entre site A et site P et entre sites P et E + angle entre les 2 sites de liaison A et P qui empêche l’accès de l’ARNt aux codons de l’ARNm des autres sites
tunnel étroit (centre de décodage) qui laisse passer ARNm simple brin
hélices alpha (structure 3D acquise à la sortie du ribosome)
Initiation de la traduction (procaryotes)
Quelles sont les 3 étapes?
1- Recrutement ribosome (petite s-u) sur l’ARNm
2- Insertion de l’ARNt initiateur au site P
3- Positionnement précis du ribosome au site d’initiation
Initiation de la traduction (eucaryotes)
- Préparation de l’ARNm…
- Reconnaissance coiffe 5’ par ?
- Liaison de ? et ? à l’ARNm
- Liaison de ? à elF4E
- Liaison de ? : stimule activité hélicase de ? (désagrège structures secondaires dans l’ARNm) - Préparation petite sous-unité…
- 4 facteurs se lient à la petite s-u du ribosome = ?
- ? est convoyé dans le site P par ? (complexe ternaire)
- Formation du complexe ? - Assemblage petite sous-unité à l’ARNm
- Recrutement petite s-u du ribosome sur l’ARNm
- Interaction entre les facteurs elf4ABEG-ARNm-ARNt-elF1,1A,2,3,5
- Formation complexe ?
elF4E
elF4G et elF4A
elF4G
elF4B
elF4A
elF1, elF1A, elF3 et elF5
ARNt initiateur
elF2-GTP
de préinitiation 43S
de préinitiation 48S
Recherche du codon d’initiation (eucaryotes)
- Balayage de l’ARNm (5’ vers 3’) par ? jusqu’au codon d’initiation (processus stimulé par activité ? de ?)
- Appariement des bases de l’anticodon de l’ARNt initiateur avec le codon : modifie le complexe ?… Modification conformation de ? qui stimule hydrolyse GTP par ? et leur dissociation de l’ARNt
- Dissociation de… (5)?
- Liaison de ? à l’ARNt initiateur, ce qui stimule association ? et ?
- Liaison de 60S stimule hydrolyse GTP par ? et sa dissociation (ainsi que ?)
- Formation du complexe ? prêt à recevoir un ARNt chargé dans le site ?
la petite sous-unité
hélicase de elF4A
43S
elF5
elF2
elF1,2,3,4B et 5
elF5B-GTP
sous-unités 40S et 60S (possible après dissociation de elF 1,3,5)
elF5B
elF1A
d’initiation 80S
A
Circularisation de l’ARNm eucaryote
Elle dépendrait d’une interaction entre ? et protéine liant ?
La ? contribuerait vraiment à l’efficacité de la traduction.
elF4G
la queue poly-A
queue poly-A
Élongation chez les procaryotes : première étape
- Aminoacyl-ARNt convoyé vers le site A par facteur d’élongation ?
- Il masque ?
- Liaison de ce facteur à l’acide aminé seulement sous la forme ?
- Liaison du ? après appariement correct
- Liaison stimule activité GTPase de EF-Tu qui se dissocie (changement conf)
EF-Tu-GTP
acide aminé
GTP
Centre de liaison des facteurs
Les 3 mécanismes pour garantir un appariement correct
- En plus des liaisons hydrogène codon-anticodon, liaisons hydrogènes avec ? du petit sillon de ? dans le ribosome
- Hydrolyse du GTP par EF-Tu seulement lorsque ? (liaison optimale du centre de liaison des facteurs)
- Seuls les aminoacyl-ARNt correctement appariés au codon restent associés au ribosome lorsqu’ils ? pour se positionner de façon adéquate en vue de la formation de la liaison peptidique, c’est-à-dire vers le centre ?.
2 adénines
l’ARNr 16S
l’appariement est correct
pivotent
peptidyl-transférase
Formation lien peptidique
Qui joue le rôle majeur?
Mécanisme proposé…
- Appariement des bases ARNr-ARNt (CCA) des sites ? et ?
- Groupe ? de l’ARNt lié au site P participe à une ? : oxygène en 3’ extrait un hydrogène du groupe 2’-OH et l’oxygène en 2’ extrait à son tour un hydrogène du groupe ? attaquant le carbonyle.
ARNr de la grande sous-unité du ribosome
A et P
2’-OH
navette à protons
amine
Translocation des ARNt et de l’ARNm
L’ARNt du site ? doit se déplacer au site ? et puis site ?
L’ARNm doit se déplacer de ? nucléotides
Pourquoi le ribosome est-il important dans translocation?
- Extrémité 3’ de l’ARNt du site A dans P et du site P dans E
- Liaison du ?
Contact avec centre de liaison des facteurs
Stimule activité GTPase de ?
- Changement conformationnel de ? = translocation ARNt du site A vers site P qui tire ARNm
- Dissociation de EF-G-GDP et ARNt du site E
*EF-G-GDP et EF-Tu-GTP-ARNt sont des facteurs d’élongation similaires par leur structure mais quelle est leur principale différence?
A, P, E
3
rotation de la petite sous-unité (sens contraire aiguilles d’une montre)
EF-G-GTP
EF-G
EF-G
EF-G-GDP occupe tout l’espace disponible dans site A
Le GTP et les facteurs de terminaison…
La libération du polypeptide est catalysée par 2 facteurs de terminaison.
- Liaison de ? au codon stop et libération du polypeptide
- Liaison subséquente de ?
- Changement conformationnel de eRF1 et du ribosome stimule échange du GDP de eRF3 pour du GTP
- Résulte en une forte affinité de eRF3 pour le ribosome et la dissociation de eRF1
- Liaison de eRF3 au ? et hydrolyse du GTP
- Changement conformationnel de eRF3 et dissociation du ribosome en absence de eRF1
eRF1
eRF3-GDP
centre de liaison des facteurs
Recyclage du ribosome
- Après la terminaison, ribosome lié à l’ARNm et à 2 ?
- Liaison de ? au site A (imite ARNt)
- Il recrute ? (comme translocation)
- Hydrolyse du GTP par EF-G (centre de liaison des facteurs : changement conformationnel)
- EF-G déplace RRF dans site P: ARNt, RRF, EFG-GDP et ARNm sont relâchés du ribosome
- ? (facteur d’initiation) participe à la libération de l’ARNm et la dissociation des sous-unités du ribosome
ARNt désacylés
RRF (ribosome recycling factor)
EF-G-GTP
IF3
