TRADUCTION ET REPLIEMENT Flashcards
Que veut dire traduction?
SYNTHÈSE DE PROTÉINES
-L’information se trouvant encodée dans l’ADN d’un gène est transcrite en ARN messager, ARNm
-L’information se trouvant sur l’ARNm est traduite en une protéine qui réalisera une fonction
Comment on passe d’un langage en nucléotides à un langage en acides aminés?
-La séquence de l’ARNm est décodée par groupes de trois nucléotides
-Les ARNm sont “lu” (décodés) en groupe de 3 bases dénommés triplets ou condons
-Les codons ou triplets codent pour des a.a
-Différents codons peuvent coder un même acide aminé, avec l’exception de la Méthionine (Met, ou M) et le Tryptophane (Trp, ou W)
Quel est le premier codon et que fait-il?
Le premier codon AUG (méthionine) sur un cadre de lecture signal initiation
Qu’est-ce qui signal STOP
3 codons (UAA, UAG, UGA)
Sur cette planète, le code génétique est..
UNIVERSEL
Les virus, les bactéries, les champignons, les levures, etc TOUS utilisent le même code génétique
On peut prendre un gène humain et l’exprimer dans une bactérie, une levure, etc
ADN vers ARNm
(1) Coiffe 5’
-Reconnaissance par le ribosome
-Efficacité de traduction
-Stabilité de l’ARNm
(2) Région 5’ non-traduite (5’ UTR) = exon non-codant = efficacité de traduction
(3) Région codante (ORF - OPEN READING FRAME - cadre de lecture ouvert)
-S’étend du codon initiateur au codon stop
-possibilité de 3 cadres de lecture pour un ARN (normalement un seul est produit)
-La séquence de l’ARNm est décodée par groupes de 3 nucléotides
Codon initiateur : AUG
Codon stop : UAA, UAG, UGA
(4) Région 3’ non-traduite (3’UTR) = Exon non-codant = efficacité de traduction et stabilité de l’ARNm
(5) Queue polyA (200-500 adénine) se dégrade graduellement rendu dans le cytoplasme
ATG au niveau de l’ADN c’est quoi au niveau de l’ARNm et de la protéine
AUG - ARNm
Méthionine (Met) - Protéine
Il existe combien de cadres de lecture possibles pour une molécule ARNm donnée
3
Effet des mutations dans le cadre de lecture au niveau de l’ADN, remplacement de nucléotide
Silencieuse : aucune effet (grâce à la redondance)
Faux-sens : code un a.a différent
Non-sens : crée un signal stop à la place de a.a
Continuation : crée un a.a à la place d’un signal stop
Effet des mutations dans le cadre de lecture au niveau de l’ADN, pas de remplacement de nucléotides
Insertion (ajout d’un nucléotide : +1 frameshift)
Deletion (perte d’un nucléotide : -1 framesift)
-Si insertion OU délétion : changement du cadre de lecture
-Si insertion ET délétion : cadre lecture reste le même
Comment le cadre de lecture est lu?
Les ARN de transfert (ARNt) permettent la lecture du code génétique
Description de ARNt
Les ARNt sont des adaptateurs moléculaires reliant les acides aminés et les codons ensemble
–> possèdent des boucles servant à la reconnaissance du positionnement
Processus vers ARNt
- Enzyme aminoacyl-ARNt synthase : lie a.a à son ARNt spécifique par une liaison riche en énergie = processus de chargement
-Liaison entre l’a.a à son ARNt sur sa boucle anticodante se trouvant en 3’
-Enzyme est donc le 1 adaptateur du code génétique - Le codon de l’ARNt chargé s’apparie avec le codon de l’ARNm = point d’attahce
-2ième adaptateur du code génétique est la molécule d’ARNt
-Codon de l’ARNt et codon de l’ARNm sont complémentaires et antiparallèles
Il y a un total de combien de codons et ils codent pour quoi?
Total de 64 codons
-61 codons codent pour 20 a.a : AUG en plus de coder l’acide aminé MÉTHIONINE, il agit également comme codon d’initiation pour la traduction chez les eucaryotes
-3 codons STOP : UAA, UAG et UGA (n’ont pas d’anticodons correspondant)
Dégénérescence ou redondance des codons
Plusieurs codons peuvent coder pour le même a.a. Le code génétique est dit dégénéré : c’est-à-dire qu’il y a redondance.
Deux exceptions :
-Méthionine code seulement le codon AUG
-Tryptophane code seulement le codon UGG
Est-ce qu’un codon peut coder pour plusieurs a.a?
NON : 1 codon ne peut pas coder pour plusieurs a.a
Certains acides aminés ont plus d’un tRNA, explication
Pour ces derniers, l’appariement est sur les 2 premières bases, tandis que la 3e est flottante (wobble). Pour la glycine par exemple, il y a 4 codons, tous commencent avec GG, c’est le 3e nucléotide qui varie
Comment le cadre de lecture est-il lu?
L’aminoacyl-ARNt-synthétase reconnaît et couple un acide aminé à son ARNt spécifique
Quel est le premier adapteur du code génétique et il reconnaît quoi?
Le premier adaptateur du code génétique est l’enzyme aminoacyl-ARNt-synthétase qui reconnaît et couple un acide aminé (aa) à son ARNt spécifique. C’est le processus de chargement. Un ARNt avec son acide aminé est appelé ARNt chargé (liaison riche en énergie)
Les ARN de transférase assortissent les acides aminés aux codons, quel est le 2ième adaptateur?
Le 2ième adaptateur est la molécule d’ARNt dont le codon s’apparie avec le codon du ARNm
Où est-ce que la lecture du code génétique se passe?
Ribosomes
Le message de l’ARNm est décodé où?
Sur les ribosomes
Les composantes du ribosome, description
Le ribosome est un gros complexe composé de 4 ARN et de plus de 80 protéines
Deux sous-unités : la grande et la petite
Bien que les protéines dépassent en nombre les ARNs, ces derniers comptent pour plus de la moitié de la masse du ribosome
Structures du ribosome, description (sites de liaison)
Les ribosomes possèdent 1 site de liaison à l’ARNm
3 sites de liaison aux ARNt
Site A : pour site Aminoacyl ARNt (ou site accepteur) (vers 3’)
Site P : pour site Peptidyl-ARNt
Site E : pour “exit”, site de sortie (vers 5’)
Quelles sont les 3 majeures phases de la traduction
- Initiation
- Élongation
- Terminaison
Description de l’étape d’initiation de la traduction (à voir si important)
L’initiation de la synthèse de protéine nécessite :
(1) Facteurs d’initiation - elF2, elF2E et elF4G
Étapes :
1. ARNt-Met initiateur lié à elF2 s’unit à la petite sous-unité au site P
2. Les facteurs elF2E et elF4G vont se lier au bout 5’ de l’ARNm grâce à la coiffe et elF32E + elF4G
3. Liaison de la petite sous-unité se lie ensuite au bout 5’ de l’ARNm grâce à la coiffe et elF2E + elF4G
4. La petite sous-unité avance en cherchant le codon initiateur AUG (ribosome scanning)
5. 1er AUG est trouvé = libération des facteurs d’initiation (ciao elF2, elF2E, elF4G)
6. Association de la grande sous-unité complétant le ribosome
7. Puisque ARNt-Met initiateur est encore lié au site P, le site A est libre pour l’élongation
Traduction, description de l’étape d’élongation
Étape 1
-Un ARNt chargé d’un acide aminé se lie au site A libre du ribosome selon le codon sur l’ARNm
-Ce codon détermine l’a.a ajouté à la chaîne polypeptidique en croissance
-Les site A et site P sont assez proches pour que deux ARNt s’apparient à deux codons successifs
-Cet arrangement ajusté permet qu’il n’y ait pas d’erreur de lecture pendant toute la synthèse de la protéine
Étape 2
-Le bout carboxylique de la chaîne polypeptidique est découplé de l’ARNt situé au site P et lié par liaison peptidique au groupement aminé libre lié à l’ARNt au site A
-Cette réaction est favorable énergétiquement et se réalise spontanément grâce à la grande énergie du lien aminoacyl avec son ARNt
Étape 3
Un déplacement de la grande sous-unité par rapport à la petite sous-unité du ribose déplace les 2 ARNt dans A et P vers, respectivement les sites P et E de la grande sous-unité
Étape 4
-La petite sous-unité se déplace exactement 3 nucléotides sur la molécule d’ARNm, ce qui la repositionne exactement en face de la grande sous-unité en positions originales l’une par rapport à l’autre
-Le site A est libre pour accueillir le suivant ARNt chargé
Traduction, élongation à la fin de l’étape 4, il y a un retour à l’étape 1 explication
Le dernier déplacement initie à nouveau le ribosome qui présente maintenant un site A libre pour accepter un nouveau ARNt chargé et le cycle continue
Traduction, comment se fait la terminaison de la traduction?
Lorsque le ribosome arrive à un codon stop, aucun ARNt correspond à ce codon. Un facteur reconnaît cette situation
Au cours de la phase finale de la synthèse protéique, la liaison d’un facteur de libération (release factor) au site A porteur d’un codon stop met fin à la traduction
Le polypeptide achevé se détache et le ribosome se dissocie en ses deux sous-unités
Définir un polysome
Une série de ribosomes peut traduire simultanément une même molécule d’ARNm. Ce qui donne une plus grande efficacité de traduction
Donnez un exemple médical qui inhibe la traduction
Les antibiotiques inhibiant la traduction chez les procaryotes
La plupart des fonctions dans la cellule sont réalisées par quoi
Par des protéines
Caractéristiques du repliement des protéines
-Très sensible à l’environnement (pH, sel, température, RedOx, autres protéines)
-Peut être affecté par des mutations (hérédité)
-Plus les protéines sont complexes et plus les erreurs de repliement sont fréquentes (CFTR, 50% de protéines synthétisées sont mal-repliées)
-C’est le cas dans certaines maladies, où ce taux d’erreur augmente de façon néfaste
Des mutations peuvent affecter le repliement de protéines, donner un exemple
L’anémie falciforme, maladie génétique. Des modifications permanentes de l’ADN sont appelées des mutations
Avec l’âge, le repliement est affecté, cela résulte en quoi?
Le repliement de protéines et la vision : les cataractes
Description cataractes (repliement de protéines)
Approx 20 millions de personnes dans le monde sont aveugles à cause des cataractes
C’est la cause d’environ 5% des cas de cécité aux USA
Près de 60% des cas de cécité dans certaines régions d’Afrique et d’Amérique du Sud
Les cataractes deviennent plus fréquentes avec l’âge. Plus de 50% des personnes aux USA ont eu des cataractes vers l’âge de 80 ans
Description des cristallines
Protéines structurales solubles dans l’eau se trouvant dans la lentille et la cornée de l’oeil permettant la transparence
Définir l’alpha-cristalline
Une chaperone moléculaire ayant la capacité d’empêcher la précipitation des protéines dénaturées et d’augmenter la tolérance au stress cellulaire
Les fonctions de l’alpha cristalline sont importantes pour quoi
Pour le maintien de la transparence de la lentille et la prévention des cataractes en maintenant les protéines solubles
Avec l’âge qu’arrive-t-il avec l’alpha-cristalline
Il y a un déclin des fonctions ce qui cause des cataractes par précipitation des protéines dans la lentille
Le repliement d’une protéine début pendant quoi
Pendant sa synthèse
Étapes du repliement d’une protéine
- Formation d’abord des éléments de structure secondaire de base (hélice alpha, feuilet beta, boucles) qui se replient indépendamment
- Formation des domaines
- Puis ajustement de domaines et repliement final
Qu’est-ce qui aide les protéines à acquérir leur conformation correcte?
Des protéines, appelées chaperones moléculaires, aident les protéines nouvellement synthétisées à acquérir leur conformation correcte
Qu’est-ce que les chaperones moléculaires font?
Les chaperones moléculaires préviennent l’agrégation en s’attachant à des parties prônes à s’agréger telles que les régions hydrophobes
Quand est-ce que l’ATP est consommé par rapport aux chaperons
La fixation des chaperones au polypeptide en synthèse ne consommme pas d’énergie
L’ATP est consommé au moment de déloger les chaperones de la protéine
Quel pourcentage de protéines sont éliminées à cause de leur mauvaise conformation?
50%
Les protéines qui n’acquirent pas leur structure correcte sont dégradées par quoi?
Par le système ubiquitine-protéasome (UPS) = ajout d’une étiquette ubiquitine = contrôle de qualité
L’ubiquitine est une protéine de 76 aa ajoutée aux protéines à être dégradées sur un résidu lysine (K)
Dégradation des protéines, nommez les enzymes impliquées
E1 : ubiquitin-activating enzyme
E2 : ubiquitin-conjugating enzyme (ubiquitin transfer)
E3 : ubiquitin-ligase enzyme (substrate recognition)
Quels sont les 2 étapes de la dégradation des protéines
Étiquettage et dégradation par le protéasome
Dégradation des protéines, description des étapes de l’étiquettage
-Activation de l’ubiquitine par E1 (par ATP)
-Convocation E2 et E3
-Transfert de l’ubiquitine à E2 par E1
-Dégradation de E1
-Signal de dégradation repéré par E3 (signal de dégradation : groupe amine (NH2) sur un résidu de Lysine (a.a - K) faisant partie de la protéine à dégrader
-Liaison de E3 au substrat à dégrader
-E2 se lie à E3 avec ubiquitine
-Ajout de l’étiquette ubiquitine par E2 = 76 a.a
Dégradation des protéines, description de l’étape de dégradation par le protéasome
Protéasome :
-est une machine à dégrader des protéines, qui fonctionne à l’ATP
-est un tube formé surtout de protéases
Les protéines à être dégradées sont reconnues à leur étiquette Ubiquitine. Les Ub sont clivées avant que la protéine ciblée rentre dans le tube
La protéine ciblée est dépliée et rentre dans le tube
Hydrolyse les protéines en petits peptides qui sont relâchés
Maladies affectées par le repliement de protéines
Fibrose kystique
Huntington’s disease
Maladie Alzheimer
Fibrose kystique, repliement de protéines explication
Maladie autosomale récessive
Mutation la plus fréquente (80%) DeltaF508, délétion de 3 nucléotides qui codent pour la phénylanine 508 du canal chlore CFTR
Huntington’s disease repliement de protéines explication
La maladie de huntington est une maladie génétique neurodégénérative, dont la transmission est autosomique dominante
Son gène code pour une grosse protéine appelée Huntingtine, laquelle a pour fonction de réguler diverses fonctions cellulaires comme le trafic vésiculaire et la sécrétion de facteurs neurotrophiques comme le BDNF
Chez les patients atteints, la Huntiguntine agrège formant des fibres amyloïdes. La perte de fonction de cette protéine et son agrégation causent la mort de neurones par apoptose
Au niveau moléculaire, la maladie de huntington est causée par quoi
Au niveau moléculaire, la maladie est causée par des expansions du triplet CAG qui codep our l’acide aminé Glutamine
Ce qui cause de séquence poly-Glutamine, dites Poly-Q dans la protéine
Cela provoque l’agrégation de la Huntingtine
Maladie de Huntington, le nbr de triplet CAG répétés détermine quoi
Si on est atteint ou pas et l’âge du début de symptômes
Le nombre de triplet CAG répétés détermine quoi?
Si on est atteint ou pas et l’âge du début de symptômes
Les protéines mal repliées, maladie d’Alzheimer explication
-Diminution de l’efficacité du repliement et la dégradation de protéines avec l’âge
-Non dégradation d’une protéine dont la fonction normale est inconnue et qui est normalement associée à la membrane d’un neurone
-Formation d’agrégats de protéines sous forme de plaques amyloïdes détruisant les neurones environnants
-Il en résulte une perte de la fonction des neurones et leur mort
Maladies causées par des Prions
Définition de Prion
Protéine qui peut se trouver dans deux ou plus conformations, dont une est autoréplicative
Peut devenir pathogène en changeant sa conformation dans l’espace
Nommez la forme normale et la forme pathologique de prion
Normale : PrP^c (40% d’hélice alpa, 3% de feuillet bêta) = impliqués dans la mémoire
Pathologique : PrP^sc (30% d’hélice alpha et 40% de feuillet bêta)
Donnez un exemple de maladie de prion chez les humains et les 3 grandes catégories
La maladie de Creutzfeldt-Jakob
- Sporadique (spontané) : environ 90% des cas de MCJ entrent dans cette catégorie et touchent les personnes âgées, sans avertissement ni explication. Le prion commence à se former dans une ou plusieurs cellules du cerveau, puis se propage au reste du cerveau
- Maladies génétiques (héréditaires) à prions : environ 10% des autres cas de MCJ sont dus à une mutation génétique qui peut augmenter vos risques de développer la maladie
- Transmis (contagieux) rare, la maladie peut être transmise accidentellement au cours d’une procédure médicale impliquant des tissus humains (“iatrogène”) ou par ingestion de la viande de vache folle (“variante” BSE)
