La Biosynthèse des Protéines

Université Hassan II AIN CHOCK
Faculté de Médecine et de Pharmacie
Casablanca
- Cours de Biologie Pr. Tahiri Jouti N.
Année Universitaire 2007-2008
Biosynthèse des Protéines
Introduction
être vivant : ensemble de caractères qui
* définissent son identité
* permettent de le distinguer de ses
semblables
* constituent le phénotype qui dépend des
protéines produites
Du gène à la protéine
Ces protéines sont synthétisées à partir de
l’ensemble des gènes ou génôme
Terminologie
- ADN : Acide Désoxyribonucléique
- ARN : Acide Ribonucléique
* ARNm : ARN messager
* ARNt : ARN de transfert
- Gène
- Codon, Anticodon, Code génétique
ADN : Acide Désoxyribonucléique
ADN = succession de nucléotides
Un Nucléotide :
- 1 base * purique (A,G)
ou
* pyrimidique (C,T)
- 1 sucre = désoxyribose
- 1 phosphate
ADN : Acide Désoxyribonucléique
Gène ou Unité de transcription
- Gènes des eucaryotes discontinus avec :
* régions codantes = exons et
* régions non codantes = introns
- Gènes des procaryotes continus : succession
de régions codantes
Gène ou Unité de transcription
Séquence de l’ADN transcrite en :
* ARNm qui code pour une protéine ou
* ARNt ou
* ARNr ou
ARNm : ARN messager
ARN : chaîne simple
* monocaténaire = succession de ribonucléotides
* orientée
Un Nucléotide :
- 1 base * purique ou pyrimidique (C,U)
Thymidine remplacée par Uracile (U)
- 1 sucre = ribose remplace désoxyribose
- 1 phosphate
Codon et Anticodon
Codon :
Séquence de 3 nucléotides de l’ARNm codant
pour un Acide Aminé
Anticodon :
Séquence de 3 nucléotides de l’ARNt
complémentaires d’un codon spécifique de
l’ARNm
ARNt : ARN de transfert
- chaîne simple monocaténaire, orientée
- formée de 3 boucles
- en forme de T :
* boucle du milieu : anticodon
* extrémité 3’ = site de fixation acide
aminé
ARNt : ARN de transfert
ARNt ou ARN de transfert
- est un « traducteur »
- connaît les 2 langages : nucléique et protéique
- se lie de façon spécifique à un acide aminé
- possède
* un groupe de 3 nucléotides = anticodon
COMPLEMENTAIRES
* d’un groupe de 3 nucléotides de l’ARNm = codon
Code Génétique
- Est la transposition
* d'un alphabet de 4 lettres
(A, U, G, C) de l'ARN messager
A
* un alphabet de 20 lettres
(les 20 acides aminés) des protéines
Code Génétique
4 types de nucléotides / codon : 3 nucléotides
- 4³= 64 possibilités de combiner nucléotides
en codons correspondant à 20 acides aminés
reste donc 44 codons supplémentaires
Code Génétique
44 codons supplémentaires correspondent :
* 3 codons stop ou non-sens
* les 41 autres sont des synonymes qui
codent pour différents acides aminés
Dégénérescence du Code Génétique
Code Génétique
- Définit la correspondance entre
* une série de codons de l’ARNm et
* un acide aminé
GCA
GCC
GCG
GCU
Ala = Alanine
AAC
AAU
Asn = Asparagine
Code Génétique
Biosynthèse des Protéines
Transcription + Traduction
- transcription : synthèse d‘ARN à partir
de l’ADN (dans le noyau)
- traduction : synthèse de protéines à
partir de l’ARNm (dans le cytoplasme)
La Transcription
Met en jeu plusieurs enzymes
- ARN-polymérase I dans nucléole
synthèse ARN ribosomiques
- ARN-polymérase II
synthèse ARNm
- ARN-polymérase III
synthèse des petits ARN
(ARNt,ARNr 5 S….)
Les Etapes de la Transcription
L’INITIATION
LA SYNTHESE
LA MATURATION
L’INITIATION :
L’ARN polymérase se fixe sur le promoteur du gène
La Synthèse
liaison entre ADN et ARN polymérase permet
* l’ouverture de la double hélice
* la catalyse de l’insertion des ribonucléotides
(5’ → 3’)
Formation d’1 brin ARN =
l’ARN prémessager = Le Transcrit Primaire
La Synthèse
Le Transcrit Primaire
- présente
* des séquences codantes = exons
interrompues
* par des séquences non codantes = introns
- Est complété par
* une queue polyadénine
* une tête riche en guanine = la Coiffe
La Maturation
Le transcrit primaire est traité par un complexe
enzymatique
1/ les introns sont excisés = l'épissage
2/ les exons se relient entre eux
l’ARN produit, plus court passe dans le cytoplasme
C’est l’ARNm ou ARN messager mature
La Traduction
L’interprétation des codons d’ARNm en acides
aminés a lieu au niveau du ribosome qui reçoit :
* les ARNt : transporteurs des acides aminés
* l'ARNm qui contient l’information
nécessaire synthèse de la protéine
La Traduction
La traduction se décompose en trois étapes :
- l'initiation : formation du complexe d'initiation
- l'élongation : fixation d’un nouvel acide aminé à
la chaîne peptidique en cours de synthèse
- la terminaison : libération de la chaîne peptidique
L’Initiation
- la petite sous-unité 30 S du ribosome forme
un complexe avec :
* l’ARNm au niveau du codon initiateur = AUG,
codant pour la méthionine
* l’ARNt portant la formylméthionine initiale
= ARNt initiateur
L’Initiation
- La grande sous-unité 50 S va alors s’ajouter
Le ribosome 70 S est complet
- La traduction se réalise avec des polysomes
polysome = l’ARNm et plusieurs ribosomes
Chaque ARNm est décodé par plusieurs ribosomes
- Les ribosomes lisent l’ARNm dans le sens 5’3’
Les Sites du Ribosome
deux sites de fixation de:
- l’ARNt porteur de l’Acide Aminé = site A
- l’ARNt porteur de la Chaîne Peptidique en cours
d’élongation = site P
Initialement, la formylméthionine est fixée dans le
site peptidique P par son ARNt = ARNt Initiateur
L’Elongation
- Le codon (ARNm) situé après le codon
initiateur détermine l’anticodon (ARNt)
qui va se fixer
- Un deuxième aminoacyl-ARNt se fixe sur
le site A de la grande sous-unité
L’Elongation
- rupture de la liaison entre la formylméthionine et
le premier ARNt
- formation d’une liaison peptidique entre
* le groupement COO- de la formylméthionine
(acide aminé 1)
et
* le groupement NH3+ de l’acide aminé 2 porté
par un ARNt
L’Elongation
- la formation de cette liaison peptidique est
catalysée par une peptidyl-transférase
- cette activité enzymatique est portée par la
grande sous-unité
- obtention d’un dipeptide logé dans le site A de
la grande sous-unité.
L’Elongation
le ribosome se déplace d’un codon
Un nouveau codon (codon 3) se trouve en
face du site acide aminé
la Translocation
La Terminaison
- se produit quand le ribosome se retrouve
« en face » d’un codon-stop sur l’ARNm:
UAG, UGA ou UAA
- Ces trois codons ne codent pour aucun
acide aminé
aucun ARNt ne viendra se loger dans
le site A
La Terminaison
- coupure de la liaison entre le dernier ARNt
et le dernier acide aminé de la chaîne
polypeptidique
- La chaîne polypeptidique est libérée
- Les 2 sous-unités du ribosome se dissocient