génétique - ARNt et aminoacétylation Flashcards
Qu’est-ce que la traduction?
L’étape de la synthèse des protéines par les ribosomes à partir de l’information génétique contenue dans les ARN messagers (ARNm).
On passe du code universel, sous la forme d’acide nucléique ARN (alphabet A-C-G-U/T) à la forme de protéines (alphabet à 20 lettres, acide aminés).
Vrai ou Faux?
Lors de la traduction, les séquences d’acides nucléiques sont convertis en acides aminés.
Vrai.
Vrai ou Faux?
Les ARNt peuvent être modifiés post-transcription.
Vrai.
Jusqu’à 25% des bases des ARNt sont modifiées de façon post-transcriptionnelle. on dit aussi que certaines de ces bases son hypermodifiées.
Vrai ou Faux?
La pseudorydine est une bases modifiée faisant partie de l’ARNt.
Vrai.
Donnez un exemple de bases modifées dans les ARNt.
- pseudouridine
- inosine
- dihydrouridine
etc.
Nommez en quoi les modifications post-transcriptionnelles des bases peuvent affecter les ARNt.
- Affecte le repliement et la stabilité des ARNt ainsi que l’efficacité de la traduction
- La méthylation de certaines de ces bases prévient des mauvais appariement, donc le mauvais repliements de la chaine de nt de l’ARNt.
Dans le cas du i6A (N6-isopentenyl adenosine) :
1) où la retrouve-t-on souvent?
2) quel est son rôle?
1) souvent retrouvé au premier nucléotide suivant l’anticodon en 3’, qui est normalement toujours une base modifiée.
2) Sa faible polarité augmente la force de l’interaction avec le codon et aide donc à augmenter la fidéliter de la lecture.
La pseudouridine :
1) résulte de qquoi?
2) fréquente ou non?
3) son rôle?
1) modification post-transcriptionnelle de l’uridine
2) modification la plus fréquente des bases des ARN
3) contribue à la stabilisation de la structure 3D des ARNt
L’inosine :
1) Quel type d’appariements?
2) Retrouvée où en général?
3) Pourquoi est-elle importante?
1) Elle permet de former des appariements de type Wobble I-U, I-A et I-C.
2) Fréquemment en première position de l’anti-codon des ARNt, permettant au même ARNt de s’apparier à plusieurs codons synonymes.
3) Elle est important car elle augmente le nombre d’appariement possible pour un ARNt aux codons.
Quel sont les rôles de l’ARNt dans la reconnaissance des codons de l’ARNm? (2)
- reconnait un codon de 3 bases sur l’ARNm
- transporte un acide aminé spécifique pour ce codon
Que permet la chaine plus longue en 3’ de l’ARNt?
Elle permet de lier l’acide aminé et comme elle est plus longue, ça facilite l’accès de l’acide aminé
Que permet la structure tertiaire en forme de L de l’ARNt?
Elle permet les différentes interactions avec les différentes enzymes.
Par quoi est maintenant la structure tertiaire de l’ARNt?
Par le biais de ponts hydrogènes et par les interactions d’empilement des bases.
Vrai ou Faux?
La structure tertiaire des ARNt est seulement dû aux liaisons hydrogènes lors des appariements de bases.
Faux.
Il y a aussi l’empilement de bases qui aide.
Vrai ou Faux?
Dans l’ARNt, il peut y avoir des liens hydrogènes ente des bases même si celle-ci sont éloignées.
Vrai.
9 liens hydrogènes sont formés entre des bases éloignées et contribuent à stabiliser la structure tertiaire. La plupart de ces nt sont invariants ou semi-variants ce qui explique que la structure tertiaire est très conservée entre espèces.
Vrai ou Faux?
La structure des ARNt est très compacte et la plupart des bases ne sont pas accessibles au solvant.
Vrai.
Toutes les interactions, liens hydrogènes et empilements de bases font que la structure est très compacte. Seuls les bouts anticodons et CCA sont accessibles, ce qui peut s’expliquer facilement par leur fonction.
Quels sont les substrats de la synthèse des protéines? Peuvent-ils y participer directement?
Les acides aminés libres du cytoplasme sont les substrats de la synthèse des protéines. Ils doivent être activés avant de participer.
Quel est le rôle des amicoacyl-ARNt synthétase?
De coupler un acide aminé spécifique à l’extrémité CCA des ARNt.
Si une erreur est faite au niveau de l’addition de l’acide aminé à l’ARNt, à quoi cela est dû?
À une malfonction de la protéine aminoacyl ARNt synthétase.
Quelle enzyme catalyse l’activation des acides aminés pour la synthèse des protéines?
Les aminoacyl-ARNt synthétase.
Vrai ou Faux?
Il existe au moins une aminoacyl-ARNt synthétase pour chacun des 20 acides aminés.
Vrai.
Pour s’assurer de diminuer les erreurs lors de l’ajout d’un acide aminé sur l’ARNt, quels mécanismes de validation utilisent ces enzymes?
Les enzymes ont une double spécificité:
- Elles reconnaissent spécifiquement un acide aminé
- Elles reconnaissent spécifiquement l’ARNt non chargé correspondant à l’acide aminé
Décrivez le fonctionnement de l’aminoacyl-ARNt synthétase.
- Un acide aminé spécifique ainsi qu’un ATP se lient à l’enzyme. L’ATP est hydrolysé en AMP par l’enzyme ce qui active l’acide aminé. Le pyrophosphate relâché est directement détruit par une pyrophosphatase.
- L’acide aminé ainsi activé est transféré avec sa liaison riche en énergie sur une des fonctions alcool secondaires du ribose de l’AMP 3’-terminal de l’ARNt.
Quelles sont les 4 composantes obligatoires pour produire un ARNt chargé?
- aminoacyl-ARNt synthétase
- ARNt
- Amio acide spécifique
- ATP !!! (énergie)
Combien d’étapes sont nécessaire pour faire un ARNt chargé? Résumez les.
1) acide aminé + ATP -> aminoacyl-AMP + PPi
2) aminoacyl-AMP + ARNt -> aminoacyl-ARNt +AMP
Vrai ou Faux?
Les aminoacyl synthétases possèdent beaucoup de similarité entre elles, ce qui s’explique par le fait qu’elles catalysent toutes des réactions semblables.
Faux.
Elles possèdent peu de similarité ce qui est suprenant.
Il existe deux classes d’aminoacyl-ARNt synthétase, comment se différencient-elles lors du chargement de l’aminoacyl-AMP sur l’ARNt?
Lors de la deuxième étape
Classe 1 : estérification initiale sur 2’ OH
Classe 2 : estérification initiale sur 3’ OH
Vrai ou Faux?
Les aminoacyl-ARNt synthétases de classe 1 reconnaissent toujours l’anticodon.
Faux.
Il est vrai qu’elles doivent souvent le reconnaitre mais il existe des fois que ça ne va pas arriver.
Comment se différencient les aminoacyl-ARNt synthétase de classe 1 et de classe 2?
classe 1 : - doivent souvent reconnaitre l’anticodon
- aminoacylent le 2’ OH
- chargent des AAs plus gros et plsu hydrophobes que celles de classe 2
classe 2 : - rare reconnaissance de l’anticodon
- aminoacylent le 3’ OH
Vrai ou Faux?
Les aminoacyl-ARNt synthétase reconnaissent toujours l’anticodon des ARNt.
Faux.
Oui les aaRS reconnaissent les ARNt, mais les bases qui sont impliquées dans la reconnaissance par les aaRS ne sont pas toujours nécessairement celles à l’anticodon.
Vrai ou Faux?
L’exactitude du couplage peut varier en fonction des différents acides aminés qui doivent être chargés. Expliquez
Vrai.
Par exemple, il serait très peu probable de mélanger une Phe et une Lys car elles sont chargées et ont de structures différentes. Cependant le taux d’erreurs entre un chargement de Val sur l’ARNt est plus élevé car elle ne diffère que par un groupement méthyle de l’isoleucine.
Lors de la synthèse protéique, quelle interaction détermine quel ARNt sera choisi?
L’interation codon-anticodon.
Expliquez comment un anticodon peut s’apparier à plus d’un codon.
- Seules les deux premières bases de codon-anticodon doivent avoir un appariement Watson-Crick normal
- Diffèrent par leur 3eme nucléotide
Qu’est-ce qu’un appariement wobble?
Appariement non-canonique, donc pas comme un watson-crick normal. Le 1er nucléotide en 5’ de l’anticodon (donc la 3ème paire de base si on pense au codon) est modifiée et peut s’apparier de manière non parfaite/non complémentaire au nucléotide du codon. L’appariement wobble se fait toujours en position 1 de l’anticodon.
Comment déterminer s’il y a présence d’un wobble?
- doit être en position 1 de l’anticodon
- appariement non parfait
Nommez un exemple d’appariement wobble.
- I/U
- I/A
- I/C
- U/G
Au sein d’un espèce, certain codons sont utilisés à des fréquences différents. D’espèces en espèces, certains codons sont préférés à d’autres. Expliquez ce que peut causer cette préférentiation si on voulait surexprimer une protéine humaine par exemple chez E.coli.
Si on a une protéine qui contient par exemple beaucoup d’arginine et chez l’humain, les codons les plus fréquents utilisés pour l’arginine sont AGA et AGG (45%), la majorité des codons pour l’arginine seront ceux-ci dans la séquence de l’ARNm. Si on prend cette même séquence dans le but de surexprimer la protéine chez les bactéries E.coli, il y aura un problème. En effet, les codons majoritaires de l’arginine dans la séquences sont extrêmement minoritaire (2%) donc l’organisme ne produit pas d’ARNt spécifique à ce codon en grande quantité. Comme E.coli n’utilise pratiquement jamais ces codons là, l’expression de la protéines se fera en très petite quantité. Ainsi il serait important de modifier la séquence codant pour la protéine pour remplacer les codons de l’arginine qui sont un peu plus retrouvé chez la E.coli.
Vrai ou Faux?
Une corrélation existe entre les codons préférés et l’abondance des ARNt correspondant qui ont l’anticodon le plus complémentaire.
Vrai.
Ce biais varie d’une espèce à l’autre.
Qu’elle est la conséquence lors de la surexpression d’un gène d’une espèce dont le biais en codon est très différents de celui de l’hôte?
Le gène risque d’être très peu exprimé.
Pourquoi les aminoacyl-ARNt synthétase ont-elles peu de similarité entre elles?
Car elles ont des formes monomériques, dimériques ou tétramériques
Vrai ou Faux?
Il existe des acides aminés qui sont codés par des codons STOP
Vrai.
La selenocystéine et la pyrrolysine qui détourne à l’aide de sytème spéciaux les codons STOP.
Qu’elle condition est obligatoire pour synthétiser une sélénocysteine? Où la retrouve-t-on? Dans quelle type de réaction est-elle impliquée?
Seulement si la cellule a accès a une source de selenium. on la retrouve dans des enzymes ayant besoin de selenium pour fonctionner. Elle est impliquée dans des réactions d’oxydo-réduction.
Chez E.coli, 4 gènes sont requis pour produire une selenoprotéine, quels sont-ils?
SelA, SelB, SelC et SelD
La sélénocystéine est un analogue de quel acide aminé?
De la cystéine, le sélénium se retrouve à l’emplacement du soufre.
Quel est le processus global de la formation de la sélénocystéine ?
1) Chez la bactérie ?
2) Chez les eucaryotes ?
Il existe un ARNt Sec qui est aminoacylé avec une sérine par une serRS. Le résidu Ser sur l’ARNt est ensuite “sélénylé” enzymatiquement.
1) Se fait en une seule étape catalysée par SelA
2) Se fait en deux étapes :
- la sérine sur l’ARNt se fait phosphorylée par une protéine kinase donnant l’intermédiaire phosphoséryl-ARNt sec.
- La sélénocystéinyl-ARNt synthase (SepSecS) remplace le phosphate par le sélénium.
Comment la sélénocystéine contourne-t-elle le codon STOP chez les procaryotes? Quelle est la différence chez les eucaryotes?
Un élément en forme tige-boucle (SECIS) directement après le codon STOP UGA, qui dans ce cas s’apparie à l’anticodon UCA de l’ARNtsec, va permettreau facteur d’élongation SelB de se lier et de “capturer” l’ARNtsec et va la tenir en place ainsi quand le ribosome arrive , il va prendre la sélénocystéine qui est associée au codon STOP. Chez les eucaryotes, le facteur d’élongation est le EFsec et le SECIS se trouve après le deuxième codon STOP. Ils agissent de la même manière.
Lors de l’incorporation d’une sélénocystéine, on a généralement une protéine qui est plus longue, pourquoi?
Car l’ajout de la sélénocystéine “détourne” le codon STOP, on ajoute une protéine sur un codon qui STOP généralement la synthèse protéique donc on doit se rendre au prochain codon STOP pour arrêter la synthèse.
Quelle est la conséquence d’une mutation non-sens?
S’il y a une mutation sur l’allèle, lors de la transcription il pourrait y avoir la présence d’un codon qui ne devrait pas généralement être là pouvant ammener à l’introduction d’un codon STOP par exemple mutatation qui fait un UAG STOP à la place d’un AAG pour la lysine. Cela cause l’arrêt prématuré de la synthèse de l’ADN et c’est souvent létale pour la protéine.
Qu’est-ce que suppresseur intergénique ? Donnez un exemple.
Lorsqu’une 2eme mutation à un autre locus va abolir l’effet de la première mutation. Généralement une mutation dans un anticodon d’un ARNt qui lui permettrait maintenant de “reconnaitre” un codon STOP.
exemple: Une mutation dans le gène matrice fait qu’on introduit un codon STOP mais un anti codon ARNt tyr muté (AUA -> CUA) reconnait UAG alors on introduirait une tyrosine à la place de terminer prématurément la synthèse de la protéine. On continue la synthèse de la protéine jusqu’à la fin mais la forme final a un mauvais acide aminé.
Nommez deux autres types de supresseurs autre celui intergénique.
- supresseur mis-sens: substitue un AA à la place d’un autre
- suppresseur de phase de lecture : lisent 4 nucléotides au lieu de 3 pour un codon
