Traduction Flashcards
Quel est le processus de traduction?
Processus où l’ARNm est interprété pour produire la séquence linéaire en acides aminés des protéines
Combien de l’énergie cellulaire est elle utilisée pour la synthèse des protéines?
-80% de l’énergie (traduction est un des processus les plus coûteux en énergie)
Est ce que la traduction est conservée parmi les organismes ?
Oui, action qui a besoin de plus de 100 protéines et ARN pour la synthèse d’une seule protéine
Quelles sont les éléments de la machinerie de la traduction?
-ARNm
-ARNt
-aminoacyl-ARNt synthétases
-ribosomes
La traduction utilise quels deux alphabets pour la traduction?
-un alphabet à 4 bases et un alphabet à 20 acides aminés
Quelle est la matrice pour la traduction?
ARNm qui donne les codons (3 aa)
A quoi sert l’ARNt?
Transporte les aa aux ribosomes en reconnaissant l’ARNm
À quoi sert les aminoacyl-ARNt synthétases?
Servent à lier les aa aux ARNt spécifiques à un codon
A quoi sert les ribosomes?
Acteur principal:
-machinerie de plusieurs MDa
-composé de protéines et d’ARN
-coordonne la reconnaissance de l’ARNm par chaque ARNt
-catalyse la formation des liens peptidiques (lorsque c’est une ribozyme)
C’est quoi le cadre de lecture ouvert (ORF)?
-sequence dans l’ARNm qui contient l’information sous la forme de codons de 3 nucleotides spécifiant chacun un aa
1 ORF: 1 polypeptide
Quels sont les rôles du codon d’initiation?
-spécifie le premier acide aminé
-défini le cadre de lecture (en absence il y a 3 cadre de lecture -> 3 protéines différentes)
De quelle extrémité commence la traduction?
5’ de l’ORF jusqu’à l’extrémité 3’
Quel est le codon d’initiation chez les eucaryotes?
AUG
-> code pour la methionine
Quels sont les codons stop?
-UAG
-UGA
-UAA
Combien y a t’il de bon cadre de lecture?
1 seul
C’est quoi un monocistron?
Lorsqu’il y a un seul ORF par ARNm
-present chez les eucaryotes
Quelle est l’importance de la polyadenylation et la coiffe 5’ dans la traduction?
Coiffe 5’: la guanine méthylée est requise pour le recrutement du ribosome qui peut alors scanner l’ARNm jusqu’à AUG
Queue poly-A: favorise le recyclage efficace des ribosomes
C’est quoi la séquence de Kozak?
-en amont de AUG: G/A
-en aval de AUG: G
ils augmentent l’efficacité de la traduction
Caractéristiques des ARNt
-au moins un ARNt par aa
-CCA en extrémité 3’
-contient des bases inhabituelles (a subi des modifications enzymatiques après la transcription)
Quelle est la structure de l’ARNt?
Structure tige-boucle (autocomplementarité de la double hélice)
-bras accepteur: bras simple brin qui lié l’acide aminé (CCA simple brin)
-boucle ψU: contient pseudouridine
-boucle D: contient dihydrouridine
-boucle de l’anticodon: reconnait le codon
-boucle variable: taille variable de 3 à 21 bases
Quelle est la forme 3D d’un ARNt?
forme en L
Quelle est la spécificité des aminoacyl-ARNt synthétase?
-spécificité pour un ARNt
-spécificité pour un acide aminé
Comment est ce que l’aminoacyl-ARNt synthétase charge les acides aminés sur l’ARNt?
- Adénylation de l’acide aminés (acide aminé réagit avec l’ATP et créer un aminoacyl-AMP)
- chargement de l’ARNt (aminoacyl-AMP se lie en 2′OH ou 3′OH de l’ARNt et devient un aminoacyl-ARNt)
Combien y-a-t-il d’aminoacyl-ARNt synthétase?
20: 1 pour chaque acide aminé
Quelles sont les classes d’aminoacyl-ARNt synthétase?
Classe 1: attachement de l’acide aminé au OH en 2′ de l’ARNt (monomériques ou dimériques)
Classe 2: attachement de l’acide aminé au OH en 3′ de l’ARNt (dimériques ou tétramériques)
Comment déterminer quel acide aminé est lié à quelle aminoacyl-ARNt synthétase?
première lettre correspond à l’acide aminé
ex:
CRS: cystéinyl-ARNt synthétase
Quels éléments contribuent à la spécificité d’un ARNt pour son aminoacyl-ARNt synthétase?
-bras discriminante du bras accepteur (reconnaissance de la synthétase)
-boucle de l’anticodon
-déterminants en dehors de l’anticodon (reconnaissance des autres régions de l’ARNt quand il y a plus qu’un codon associé à un acide aminé) (Ser a 6 codons, la synthétase doit reconnaitre les 6 anticodons différents)
Quelle est la structure d’un aminoacyl-ARNt synthétase avec son ARNt?
-nombreux points de contacts entre l’ARNt et l’enzyme, ce qui permet une reconnaissance spécifique
-L’aminoacyl-AMP est présent dans le site actif de l’enzyme
-second code génétique (ensemble des déterminants qui permettent la reconnaissance entre ARNt et la synthétase)
Pourquoi est ce que la valinyl-ARNt synthétase est spécifique avec la valine?
-tyrosine a un OH qui créer des liaisons hydrogènes et empêche de se lier à VRS
-isoleucine et phénylalanine créer un encombrement stérique qui empêche de se lier à VRS
Comment change de taux de fidelité du chargement de l’acide aminé en ajoutant la poche d’édition?
sans la poche: erreur de 1% (1/100)
avec la poche: erreur de 0,01% (1/10 000)
À quoi sert la poche d’édition pour le chargement des ARNt?
la poche d’édition est présente à côté du site catalytique
-entrée d’un acide aminé-AMP plus petit le dirige dans cette poche ou l’acide aminé est hydrolysé en acide aminé + AMP, l’acide aminé ne rentre pas dans le site actif
-l’entrée du bon acide aminé-AMP ne le dirige pas vers la poche, mais directement au site actif
Est ce que le ribosome reconnait les ARNt incorrectement chargés?
non, l’acide aminé de l’anticodon de l’ARNt est incorrect et l’acide aminé sera incorrectement chargé sur le mauvais codon de l’ARNm
-> importance de la fidélité des ARNt synthétase
Que veux dire Ala-ARNt^Cys
Ala: acide aminé chargé
Cys: codon reconnu
mauvais appariement ici, car l’ARNt reconnait le codon Cys de l’ARNm, mais va placer l’alanine
Quel composant de la machinerie de traduction joue le rôle majeur dans la sélection du bon acide aminé?
-ARNt synthétases
Caractéristiques du ribosome
-le plus gros composant de la machinerie
-contient 4 molécules d’ARN et plus de 80 protéines
-masse moléculaire de 4,2 MDa
-2 sous-unités: chez les eucaryotes (60S et 40S), chez les procaryotes (50S et 30S)
Est ce que la traduction est plus rapide que la réplication de l’ADN?
non,
traduction: 2-4 acides aminés/sec
-les ARNm sont dans le noyau et doivent être transportés au cytoplasme pour la synthèse de protéines
réplication: 200-1000 nucléotides/sec
À quoi sert l’ultracentrifugation?
à séparer les composantes du ribosome
les sous unités du ribosome migrent dans un gradient de sucrose jusqu’à atteindre une densité qui dépend de leur taille et de leur densité
Quel est le composant majeur du ribosome?
-ARNr (2/3 de la masse)
-beaucoup de protéines, mais seulement un poids de 15kDa
Quel est le cycle du ribosome?
- petite sous-unité lie l’ARNm et l’ARNt initiateur lie le codon d’initiation de l’ARNm
- la grande sous-unité se referme
- croissance du peptide
- arrêt de la synthèse et dissociation des deux sous-unités
Est ce que un ARM est traduit par plusieurs ribosomes à la fois?
oui, quand un ribosome à traduit environ 80 nucléotides, un autre se fixe au codon d’initiation et traduit l’ARNm à son tour
-> majorité des ribosomes engagés dans la traduction en tout temps
Comment est ce que le ribosome catalyse la formation de la liaison peptidique?
- les extrémités 3′ du peptidyl-ARNt (qui contient la chaine de polypeptides en croissance) et de l’aminoacyl-ARNt (qui contient le nouveau acide aminé correspondant au prochain codon) sont mises en contact
- attaque nucléophile -> amine de l’aminoacyl-ARNt attaque le carbonyle du peptidyl-ARNt en utilisant une navette à proton
- une liaison peptidique est alors créer, ce qui provoque le déplacement de la chaine de polypeptide sur le nouveau peptide introduit
La synthèse du polypeptide se fait dans quel sens?
-l’extrémité N-terminal est synthétisée en premier
C’est quoi qui est responsable des fonctions clés du ribosome?
l’ARNr au centre peptidyltransférase (site catalytique)
-les protéines sont plutot en périphérie
Quels sont les 3 sites de liaison des ARNt?
-site A: aminoacyl-ARNt (ARNt qui a un seul a.a.)
-site P: peptidyl-ARNt (ARNt qui a plus d’un a.a.)
-Site E: sortie
Quelle est la localisation des sites de liaisons des ARNt dans chaque sous-unité du ribosome?
les 3 sites sont dans les deux sous-unités en même temps
dans la sous-unité de 50S:
- les bras accepteurs des sites A et P sont très proches et forment le centre peptidyl-transférase (catalyse des liaisons peptidiques)
dans la sous-unité 30S
-l’extrémité 5′ des sites A et P forment le centre de décodage, où passe l’ARNm simple brin et où les anticodons de l’ARNm sont liés
L’ARNm passe dans le centre de décodage sous quelle forme?
c’est un tunnel étroit qui laisse passer l’ARNm simple brin, l’hélicase empêche que l’ARNm double brin passe
Comment est ce que le centre de décodage augmente la fidélité du peptide créer?
-un angle de l’ARNm est crée entre les sites A et P.
-cet angle empêche l’accès de l’ARNt du site A aux codons d’autres sites de l’ARNm qui ne sont pas compatibles
Comment est ce que le polypeptide sort du ribosome?
par le tunnel de sortie
-> après la synthèse de plusieurs peptides, le polypeptide sort du ribosome
-la taille du tunnel permet seulement la formation d’hélices alpha
-la structure 3D est acquise après sa sortie du ribosome
Comment s’effectue l’initiation de la traduction chez les procaryotes?
- recrutement de la petite sous-unité du ribosome sur l’ARNm
- Insertion de l’ARNt initiateur au site P (qui contient la méthionine et qui se fixe à AUG de l’ARNm)
- Recrutement de la grande sous-unité du ribosome
Comment s’effectue l’initiation de la traduction chez les eucaryotes?
- modifications de l’ARNm avec des protéines
- recrutement de protéines sur la petit-sous unité du ribosome pour former le complexe de préinitiation de 43S
- mise en commun des deux pour former le complexe de préinitiation de 48S
- Fixation au codon d’initiation
*vu plus en détails dans autres slides
Comment est ce que l’ARNm est modifié dans l’initiation de la traduction chez les eucaryotes?
- Reconnaissance de la coiffe 5′ par eIF4E et liaison
- liaison de elF4G et elF4A à l’ARNm
- liaison de elF4G à elF4E
- liaison de elF4B (stimule l’activité hélicase de elf4A qui rend l’ARNm simple brin)
Comment est ce que des protéines sont recrutées sur la petite sous-unité du ribosome lors de l’initiation de la traduction chez les eucaryotes?
- elF1, elF1A, elF3, elF5 se lient à la petite sous-unité (elF1A bloque le site A)
- l’ARNt initiateur est envoyé dans le site P par elF2-GTP
- formation du complexe de préinitiation de 43S
Comment est ce que le complexe de préinitiation de 43S et l’ARNm modifié sont mis en commun?
- recrutement de la petite sous-unité du ribosome sur l’ARNm
- interaction entre les facteurs elF4ABEG-ARNm-ARNt-elF1,1A,2,3,5
- formation du complexe de préinitiation de 48S
Comment est ce que le complexe de préinitiation de 48S se fixe au codon d’initiation?
- Balayage de l’ARNm de 5′ vers 3′ par la petite sous-unité jusqu’au codon d’initiation
- Appariement des bases de l’anticodon de l’ARNt initiateur avec le codon de départ
- cela entraine la modification du complexe de 43S:
-modification de la conformation de elF5
-elF5 stimule l’hydrolyse GTP par elF2 et ainsi leur dissociation de l’ARNt - elF1, elF2, elF3, elF4B, elF5 se dissocient
- liaison de elF5B-GTP à l’ARNt initiateur
- la liaison stimule l’association des sous-unités de 40S et 60S
- la liaison de 60S stimule l’hydrolyse du GTP par elF5B et la dissociation de elF5B et elF1A
- formation du complexe d’initiation de 80S, qui est prêt à recevoir un ARNt dans le site A
À quoi sert la configuration circulaire de l’ARNm?
La queue poly-A contribue à l’efficacité de la traduction:
- La liaison stable de la protéine elF4G avec la queue poly-A permet de faire plusieurs cycles de traduction puisque la sous-unité 40S est bien positionnée pour ré-initier la traduction
Comment s’effectue l’entrée d’un aminoacyl-ARNt dans le site A pendant l’élongation de la traduction?
- aminoacyl-ARNt est convoyé vers le site A par le facteur d’élongation EF-Tu-GTP
- EF-Tu-GTP masque l’acide aminé
- la liaison de EF-TU-GTP à l’acide aminé seulement sous forme GTP
- liaison du centre de liaison des facteurs après l’appariement correct
- la liaison stimule l’activité GTPase du EF-Tu qui se dissocie du ribosome
Quelles sont les étapes de l’élongation de la transcription?
- entrée d’un aminoacyl-ARNt dans le site A
- Formation de la liaison peptidique
- Translocation
Quels sont les trois mécanismes pour garantir l’appariement correct ARNt-ARNm?
- en plus des liaisons H codon-anticodon, 2 adénines du petit sillon de l’ARNr 16S créer des liaisons H avec l’ARNt
- l’hydrolyse du GTP par EF-Tu s’effectue uniquement lorsque l’appariement est correct
- l’ARNt doit pivoter vers le centre peptidyl-transférase pour le transfert du peptide du site P vers le site A. l’ARNt mal apparié est expulsé
Qui joue le rôle de catalyser la formation du lien peptidique?
la grande sous-unité du ribosome, composé juste d’ARNr proche du site catalytique
Que cause une mutation de la protéine L27?
cause une vitesse de synthèse des peptides 30-50% du niveau normal
Que cause une mutation éliminant le 2′OH de l’ARNt du site P?
elle réduit la vitesse de catalyse de 10^6 fois
Comment s’effectue la translocation des ARNt et de l’ARNm?
on veut déplacer l’ARNt du site P au site E et celui du site A au site P. L’ARNm doit aussi se déplacer de 3 nucléotides
- l’extrémité 3′ de l’ARNt (la plus éloignée de l’anticodon) se déplace du site A vers le P et du site P vers le E
- liaison du EF-G-GTP au centre de liaison des facteurs
- stimulation de l’activité GTPase de EF-G
- Changement de conformation de EF-G qui occupe tout le site A et qui créer la translocation de l’ARNt du site A vers le site P qui tire l’ARNm
- Dissociation de EF-G-GDP et l’ARNt du site E
Quelle est la différence de structure entre EF-G-GDP et EF-Tu-GTP-ARNt?
EF-G-GDP occupe tout l’espace disponible dans le site A
EF-Tu-GTP a besoin de l’ARNt pour occuper tout le site A
EF-G-GDP imite la strcuture de EF-Tu-ARNt et prend alors toute la place du site A
Comment s’effectue la terminaison de la traduction ?
- eRF1 a un anticodon peptidique qui reconnait le codon stop
- eRF1 se lie au codon stop et libère le pelypeptide du peptidyl-ARNt
- liaison de eRF3-GDP
- le changement de conformation de eRF1 et du ribosome stimule l’échange du GDP de eRF3 par du GTP
- l’affinité de eRF3 pour le ribosome est augmentée
- eRF1 est dissocié du ribosome
- eRF3 se lie au centre de liaison des facteurs et hydrolyse le GTP
- Changement de conformation de eRF3 qui se dissocie du ribosome
9, la terminaison est complétée (le polypeptide est libéré et plus rien n’est lié au ribosome, aux ARNt et à l’ARNm)
À quoi est lié le facteur de terminaison de la traduction eRF1?
la structure 3D de RF1 montre qu’il est lié au site A du ribosome
Quel motif de RF1 se trouve à proximité du centre peptidyl transférase?
-le motif GGQ est à proximité du centre peptidyl transférase
-motif conservé de gly-gly-gln
Comparaison de la structure de RF1 et d’un ARNt
RF1 est un mime moléculaire de l’ARNt:
-ARNt: anticodon et CCA à son extrémité
-RF1: anticodon peptidique et GGQ à son extrémité
Comment s’effectue le recyclage du ribosome?
après la terminaison, le ribosome est lié à l’ARNm et à 2 ARNt désacylés
- liaison de RRF au site A
- RRF recrute EF-G-GTP au centre de liaison des facteurs
- hydrolyse du GTP par EF-G qui prend tout le site A
- EF-G déplace RRF dans le site P
- les 2 ARNt, RRF, EF-G-GDP et ARNm sont relâchés du ribosome
- IF3 (facteur d’initiation) participe à la libération de l’ARNm et de la dissociation des sous-unités du ribosome
