Fiche de révision : Traduction et synthèse des protéines

📋 Plan du Cours

1. Principes généraux de la traduction
2. ARN de transfert et code génétique
3. Structure et catalyse ribosomales
4. Organisation des ARNm et initiation
5. Étapes de la traduction
6. Polysomes et contrôle de l’expression

📖 1. Principes généraux de la traduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Traduction : Synthèse de protéines dirigée par une matrice d’ARNm.

★ À maîtriser

• La traduction est réalisée par des ribosomes présents dans le cytosol et constitue un processus hautement conservé au cours de l’évolution.

• Les trois types d’ARN nécessaires à la traduction sont :

  • l’ARNm porteur des codons
  • l’ARNt apportant les acides aminés correspondants
  • l’ARNr composant le ribosome

• Chaque acide aminé est spécifié par un codon de trois bases de l’ARNm reconnu par l’anticodon complémentaire de l’ARNt.

Compléments

• Les protéines représentent 50 % du poids sec de la cellule.

💡 Astuce mémo

ARNm lu 5′→3′, protéine construite du N-ter au C-ter

📖 2. ARN de transfert et code génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ARNt : Adaptateur qui relie un codon de l’ARNm à l’acide aminé correspondant.

★ À maîtriser

• La séquence CCA se trouve à l’extrémité 3′ de l’ARNt, où l’acide aminé se lie de façon covalente au ribose de l’adénosine terminale.

• L’aminoacyl-ARNt synthétase attache un acide aminé à un AMP, puis transfère l’acide aminé à l’extrémité 3′ de l’ARNt en libérant l’AMP.

📌 Le code génétique est dégénéré, car certains acides aminés sont codés par plusieurs codons.

• Le wobble permet un appariement non canonique entre la troisième base du codon et la première base de l’anticodon, notamment l’association de U avec G ; l’inosine de certains anticodons peut s’apparier avec U, C ou A.

Compléments

• Les ARNt mesurent 70 à 100 nucléotides, possèdent une structure secondaire en trèfle et se replient en une structure compacte en L dans le ribosome.

• Il existe 20 aminoacyl-ARNt synthétases, chacune reconnaissant un seul acide aminé et l’ARNt correspondant.

💡 Astuce mémo

Un ARNt en L porte l’acide aminé à une extrémité et lit le codon à l’autre

📖 3. Structure et catalyse ribosomales

★ À maîtriser

📌 Les ribosomes eucaryotes sont des particules 80S et les ribosomes procaryotes des particules 70S, nommées selon leur vitesse de sédimentation ; leurs sous-unités ne s’additionnent pas selon cette unité.

• Les ribosomes contiennent de l’ARNr et des protéines, et sont constitués d’une petite et d’une grande sous-unité.

• L’ARNr de la grande sous-unité catalyse la formation des liaisons peptidiques, ce qui fait du ribosome un ribozyme.

Compléments

• Les ARNr s’associent aux protéines ribosomiques pour former des structures tridimensionnelles distinctes et sont nécessaires à l’assemblage in vitro de ribosomes fonctionnels.

• Dans les ribosomes, le site A accueille l’aminoacyl-ARNt, le site P porte l’ARNt lié à la chaîne peptidique et le site E est le site de sortie.

💡 Astuce mémo

La grande sous-unité catalyse, les protéines ribosomiques structurent

📖 4. Organisation des ARNm et initiation

★ À maîtriser

📌 Les ARNm procaryotes sont généralement polycistroniques, tandis que les ARNm eucaryotes sont monocistroniques.

• Chez les procaryotes comme chez les eucaryotes, la traduction débute au codon initiateur AUG, mais les signaux qui permettent de le reconnaître diffèrent.

• Chez les procaryotes, la séquence Shine-Dalgarno, longue de 3 à 9 nucléotides, aligne l’ARNm sur la petite sous-unité ribosomique 16S.

• Chez les eucaryotes, les ribosomes reconnaissent la coiffe 5′ à 7-méthylguanosine puis parcourent l’ARNm en aval jusqu’au codon initiateur.

Compléments

• La séquence Kozak est gccgccRccAUGG, où R désigne une purine, A ou G.

💡 Astuce mémo

Shine-Dalgarno aligne les ARNm bactériens ; la coiffe guide ceux des eucaryotes

📖 5. Étapes de la traduction

★ À maîtriser

• La traduction comporte l’initiation, l’élongation par ajout successif d’acides aminés et la terminaison, qui libère le polypeptide et dissocie les ribosomes.

📌 La traduction débute avec la N-formylméthionine chez les procaryotes et avec la méthionine chez les eucaryotes.

• Pendant l’élongation, un aminoacyl-ARNt escorté par eEF1α-GTP chez les eucaryotes ou EF-Tu-GTP chez les procaryotes rejoint le site A, la liaison peptidique se forme, puis le ribosome transloque de trois nucléotides grâce à eEF2 ou EF-G.

• Les codons stop sont :
  • UAA
  • UAG
  • UGA

Compléments

• Chez les bactéries, la sous-unité 30S se lie à IF1 et IF3, l’ARNm et le fMet-ARNt initiateur sont recrutés avec IF2-GTP, puis la sous-unité 50S rejoint le complexe après l’appariement codon-anticodon et l’hydrolyse du GTP.

• Chez les eucaryotes, le Met-ARNt se lie à eIF2-GTP, l’ARNm est amené à la sous-unité 40S par eIF4 lié à la coiffe, puis le ribosome parcourt l’ARNm jusqu’à AUG ; l’hydrolyse du GTP et le recrutement de la sous-unité 60S complètent l’initiation.

💡 Astuce mémo

Initiation, élongation, terminaison : démarrer, allonger, libérer

📖 6. Polysomes et contrôle de l’expression

🔑 Notions clés & Définitions

• Polysome : Ensemble de ribosomes traduisant simultanément un même ARNm.

📝 Points essentiels

• Les ARNm sont généralement traduits par plusieurs ribosomes espacés d’environ 100 à 200 nucléotides.

• Lorsqu’un ribosome s’est éloigné du site d’initiation, un autre ribosome peut se lier à l’ARNm et commencer la synthèse d’une nouvelle chaîne polypeptidique.

💡 Astuce mémo

Plusieurs ribosomes espacés avancent sur un même ARNm

📊 Tableaux de synthèse

Signaux d’initiation selon le type cellulaire