Chapitre 8 – Synthèse des protéines

Question 1

Définissez l’expression génique.

Answer 1

C’est le processus par lequel l’ADN dicte la synthèse des protéines.

Question 2

La synthèse d’une protéine se fait en 7 étapes. Lesquelles?

Answer 2

1. Transcription
2. Maturation
3. Exportation
4. Traduction
5. Repliement
6. Modifications post-traductionelles
7. Exportation

Question 3

Que signifie l’hypothèse : un gène, une protéine?

Answer 3

Cela veut dire que chaque gène (séquence d’ADN spécifique) code pour une protéine (séquence d’acides aminés spécifique) particulière.

Question 4

En quoi les nucléotides de l’ADN et de l’ARN diffèrent-ils?

Rappel : Le monomère des acides nucléiques (ADN et ARN) est un nucléotide. Chaque nucléotide est composé d’un pentose (glucide à 5 atomes de carbone), d’une base azotée et d’un groupement phosphate.

Answer 4

a) Nucléotides d’ADN (désoxyribonucléotides) : désoxyribose avec base A, T, C et G

b) Nucléotides d’ARN (ribonucléotides) : ribose avec base A, U, C et G

Question 5

Quelle structure ou organite ou molécule permet la transcription de l’ADN en ARN?

Answer 5

L’ARN polymérase.

Question 6

Quelle structure ou organite ou molécule permet la traduction de l’ARN en polypeptide?

Answer 6

Les ribosomes.

Question 7

Où se déroule la transcription chez les cellules eucaryotes? Et chez les cellules procaryotes?

Answer 7

a) Eucaryotes : dans le noyau

b) Procaryotes : dans le cytoplasme

Question 8

Chez les cellules eucaryotes, on doit modifier les molécules d’ARNm avant de les laisser quitter le noyau. Comment se nomme se processus? Comment cela se déroule-t-il?

Answer 8

L’ARN polymérase synthétise le transcript primaire d’ARN (l’ARN prémessager). Cette molécule va, par un processus de MATURATION, prendre sa forme définitive d’ARNm.

La maturation consiste, en l’ajout d’une coiffe en 5’, d’une queue poly-A en 3’ et à l’excision des introns suivie de l’épissage des exons.

Question 9

Quelle sont les trois étapes de la transcription et de la traduction?

Answer 9

1. Initiation
2. Élongation
3. Terminaison

Question 10

Que fait l’ARN polymérase précisément?

Answer 10

C’est une enzyme qui écarte les deux brins d’ADN et assemble les ribonucléotides complémentaires au brin matrice de l’ADN.

Question 11

Comment nomme-t-on les séquences d’ADN qui permettent d’initier et d’arrêter le transcription? Quelles sont ces séquences?

Answer 11

Le promoteur (TATA box) et le terminateur (TTATTT).

Question 12

Quels sont les trois utilités de la coiffe 5’ et de la queue poly-A?

Answer 12

1) Transport de l’ARNm hors du noyau par les pores nucléaires

2) Protection de l’ARNm contre les hydrolases du cytoplasme

3) Fixation de l’ARNm sur les ribosomes

Question 13

Est-ce que les introns sont présents sur l’ADN? Sur l’ARN prémessager? Sur l’ARNm?

Answer 13

ADN : oui
ARN prémessager : oui
ARNm : non

Question 14

Quels sont les trois segments d’un gène?

Answer 14

Promoteur, unité de transcription, terminateur

Question 15

Chez certains organismes, le transcription et la traduction s’effectuent de manière simultanée. Est-ce chez les procaryotes ou les eucaryotes?

Answer 15

Chez les procaryotes.

Question 16

Que sont les facteurs de transcription (FT)? À quoi servent-ils?

Answer 16

Les FT reconnaissent la boîte TATA et se lient au promoteur (qui contient la boîte TATA). Ce faisant, ils permettent à l’ARN polymérase de se lier au promoteur.

Question 17

Vrai ou faux? Chez les procaryotes, l’ARN polymérase se lie directement au promoteur.

Answer 17

Vrai. Seuls les eucaryotes ont besoin de FT agissant en tant qu’intermédiaire entre le promoteur et l’ARN polymérase.

Question 18

Les codons se trouvent sur l’ADN, l’ARNm, l’ARNt, les ribosomes ou les acides aminés?

Answer 18

Les codons se trouvent sur l’ARNm. Ils sont complémentaires aux anti-codons retrouvés sur les ARNt.

Question 19

Qui est responsable d’apporter les acides aminés pour former le polypeptide?

Answer 19

Les ARNt.

Question 20

En quoi consiste le complexe d’initiation de la traduction?

Answer 20

ARNm + petite sous-unité ribosomale + premièr ARNt avec l’acide aminé Met dans le site P.

Ensuite s’ajoute la grosse sous-unité, ce qui forme un ribosome fonctionnel.

Question 21

Quels sont les trois sites retrouvés dans la grande sous-unité ribosomale? Que ce passe-t-il dans chacun de ces sites?

Answer 21

Site A (arrivée) : Entrée des ARNt apportant leur acide aminé respectif
Site P (lien peptidique) : Transfert du polypeptide en formation au nouvel acide aminé (élongation du polypeptide)
Site E (exit) : ARNt vide (sans acide aminé) qui quitte le ribosome

Question 22

Vrai ou faux? La traduction peut commencer au codon GGG.

Answer 22

Faux. La traduction commence toujours au codon START, c’est-à-dire le codon AUG. Puisque ce codon est complémentaire à l’anti-codon UAC de l’ARNt qui apporte Met, toutes les protéines commencent par l’acide aminé Met.

Question 23

Vrai ou faux? Les codons UAA, UAG et UGA apportent le dernier acide aminé du polypeptide, car ce sont les codons STOP.

Answer 23

Faux. Ces codons sont bels et bien les codons stop, mais ils ne permettent pas l’ajout d’un dernier acide aminé. Ils permettent plutôt l’entrée d’une enzyme (facteur de terminaison) dans le site A du ribosome qui va briser le lien entre le polypeptide et le dernier ARNt afin de libérer le polypeptide du ribosome. S’en suit l’hydrolyse de 2 GTP qui libère de l’énergie permettant la dissociation des deux sous-unités ribosomales. Ceci marque la fin de la traduction.

Question 24

Quelle est la différence dans la synthèse protéique d’une protéine du cytoplasme vs une protéine qui sera excrétée?

Answer 24

Une protéine du cytoplasme (ex : enzyme de la glycolyse) sera synthétisée par un ribosome libre.

Une protéine excrétée (ex : hormone) sera synthétisée par un ribosome lié à la membrane du RER. Le repliement du polypeptide se fera dans cet organite. Ensuite, il y a aura bourgeonnement et une vésicule de transport acheminera la protéine vers l’appareil de Golgi. Dans cet organite, la protéine sera légèrement modifiée (modifications post-traductionnelles) et emballée dans une vésicule de sécrétion qui ira fusionner avec la membrane plasmique pour libérer la protéine hors de la cellule par exocytose.

Question 25

Comment est-ce qu’une cellule « sait » si la traduction doit se faire avec un ribosome lié ou un ribosome libre?

Answer 25

Les protéines destinées à être excrétées portent une séquence signal qui est reconnue par une particule de reconnaissance du signal (PRS). Cette particule amène alors le complexe de traduction (l’ARNm, le polypeptide en cours de formation et le ribosome) à la membrane du RER.

Question 26

Vers quels endroits dans la cellule une protéine peut être envoyée?

Answer 26

• Cytosol
• Membrane plasmique
• Mitochondries
• Chloroplastes

Question 27

Qu’est-ce qu’une mutation?

Answer 27

C’est un changement dans la séquence de nucléotides (A, T, C ou G).

Question 28

Quels sont les deux types de mutations qui existent?

Answer 28

Mutations ponctuelles : changement de quelques nucléotides précis dans un gène précis (habituellement à cause d’agents physiques comme les rayons UV ou ionisants ou d’agents chimiques)

Mutations chromosomiques : Réarrangement de gros morceaux de chromosomes (habituellement lors de la mitose ou méiose)

Question 29

Quels sont les deux types de mutation ponctuelle?

Answer 29

a) Substitution : changement d’un ou plusieurs nucléotide(s) pour un ou plusieurs nucléotide(s) différent(s)

b) Indel (insertion/délétion) : ajout ou retrait d’un ou plusieurs nucléotide(s)

Question 30

Laquelle des substitutions ou des indel peut causer un décalage du cadre de lecture?

Answer 30

Les indel peuvent causer un décalage du cadre de lecture. En effet, si l’ajout ou le retrait de nucléotides n’est pas un multiple de 3, tous les codons seront décalés et tous les acides aminés formant la protéine risquent d’être différents.

Question 31

Une mutation ponctuelle qui ne change pas la séquence d’acide aminée est une mutation dite…?

Answer 31

Silencieuse

Question 32

Quelle est la différence entre une mutation faux-sens et une mutation non-sens?

Answer 32

Une mutation faux-sens change la nature de l’acide aminé (le codon est différent et code maintenant pour un acide aminé différent) alors qu’une mutation non-sens fait apparaître un codon stop prématurément ce qui fait que la protéine est beaucoup plus petite que prévue.

Question 33

Voici une séquence d’ADN : 3’-CGTATACCCTACGGGAAGACCACTTTATTTGG-5’

Quelle sera la séquence de l’ARNpm produit si la transcription débute immédiatement après la TATA box?

Quelle sera la molécule d’ARNm produite si le deuxième codon est un intron?

Quel sera le polypeptide formé par la traduction de cet ARNm?

Answer 33

ARNpm : 5’-GGGAUGCCCUUCUGGUGAAAUAAA-3’

ARNm : 5’-coiffe-AUGUUCUGGUGAAAUAAA-queue poly A-3’

Polypeptide : MET-PHE-TRP

Question 34

Dans quel sens est-ce que l’ARN Pol lit l’ADN?

Answer 34

Elle lit l’ADN de 3’ vers 5’.

Question 35

Dans quel sens est-ce que l’ARN Pol synthétise le brin d’ARNpm?

Answer 35

Elle ajoute les ribonucléotide uniquement du côté 3’. Elle fait donc la synthèse en partant du côté 5’ vers 3’. (L’inverse du brain matrice d’ADN, car les brins sont antiparallèles.)

Question 36

Dans quel sens est-ce que les acides aminés sont ajoutés lors de la traduction?

Answer 36

De l’extrémité N-terminale vers C-terminale. Les acides aminés sont toujours ajoutés du côté C-terminal.

Rappel : Les acides aminés possèdent un groupement amino (N-terminal) et carboxyle (C-terminal).