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Chapitre 2 2ème partie Transcription et traduction titre.

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1 Chapitre 2 2ème partie Transcription et traduction titre

2 PLAN plan 1. La transcription. 1.1. Principe. 1.2. Mécanisme.
1.3. Chez les eucaryotes. plan 1.4. Chez les procaryotes. 2. Biosynthèse des protéines. 2.1. Structure du ribosome. 2.2. Structure des ARN de transfert. 2.3. Mécanisme de traduction. 2.4. Chez les eucaryotes. 2.5. Chez les procaryotes.

3 4.1.1 1. La transcription. 1.1. Principe.
La transcription consiste à « copier » un brin d’ADN sous forme d’un brin d’ARN. Le brin d’ADN copié est appelé matrice. Le brin d’ARN est complémentaire de sa matrice. La complémentarité des brins est assurée par appariement des bases azotées. 5’- ATGTTAGCCTGAGGCAATCGG – 3’ matrice 3’- TACAATCGGACTCCGTTAGCC – 5’ 3’- UACAAUCGGACUCCGUUAGCC – 5’ ADN complémentaire ARN PLAN 3

4 4.1.2 1.1. La transcription. 1.1.2. Mécanisme. PLAN 4 5’ 3’
5’ ’ Mécanisme. 4.1.2 - Séparation des deux brins d’ADN. - Fixation de la RNA polymérase sur une séquence spécifique (promoteur) de l’ADN. 5’ 3’ - Appariement du nucléotide par complémentarité de base. - Formation d’une liaison phosphodiester entre les nucléotides adjacents. Synthèse 5’-----> 3’ - Libération du brin d’ARN (pas d’hybridation ARN/ADN. 3’ ’ PLAN 4

5 L’ADN n’est pas intégralement transcrit !
1.1. La transcription. Chez les eucaryotes. 4.1.3 L’ARNm est complémentaire d’un des deux brins d’ADN. Il est possible d’effectuer une hybridation ADN / ARN. 2ème observation. 1ère observation. L’ADN n’est pas intégralement transcrit ! PLAN 5

6 4.1.3 1.1. La transcription. 1.1.3. Chez les eucaryotes. PLAN 6
pré-ARNm Chez les eucaryotes. 4.1.3 pol III exons ADN introns L’ADN est transcrit en pré-ARNm Excision: les introns sont retirés. Epissage: les exons sont ligaturés. L’ARNm est exporté vers le cytoplasme. sens de lecture 3’ hybride ADN / ARN PLAN 6 RNA polymérase

7 4.1.4 transc proc 1.1. La transcription. 1.1.4. Chez les procaryotes.
Les bactéries ne possèdent qu’une polymérase au lieu de trois pour les eucaryotes. 4.1.4 transc proc Le principe de la transcription ne varie pas de celui des eucaryotes. On n’observe pas de maturation des ARNm Certains gènes peuvent être transcrit ensemble: cas des opérons. Il existe quelques différences: promoteur gène z gène y gène a pol répresseur b-galactosidase galactoside perméase thiogalactoside transacétylase PLAN 8

8 Cas du ribosome bactérien. Les 2/3 des ribosomes sont constitués d’ARN
2. Biosynthèse des protéines. Cas du ribosome bactérien. 2.1. Structure du ribosome. 4.2.1 rib bact Les 2/3 des ribosomes sont constitués d’ARN Petite sous-unité 30 S Grande sous-unité 50 S Ribosome 70 S Diamètre: 20 nm 21 protéines ARN 16 S ARN 5 S 34 protéines ARN 23 S M: kDa PLAN 8

9 4.2.1 2. Biosynthèse des protéines. 2.1. Structure du ribosome. PLAN 9
Cas du ribosome bactérien. 2.1. Structure du ribosome. 4.2.1 Les ARNt se positionent sur les sites A, P, E Ces sites forment une cavité tapissée par une hélice bicaténaire d’ARNr 16S Petite sous-unité 30 S Grande sous-unité 50 S Site A (aminoacyle) Site P (peptidyle) Site E (Exit) ARNm Site de fixation des facteurs Site de transfert PLAN 9

10 Cas du ribosome eucaryote.
2. Biosynthèse des protéines. Cas du ribosome eucaryote. Cas du ribosome bactérien. 2.1. Structure du ribosome. 4.2.1 rib euc Petite sous-unité 30 S Petite sous-unité 40 S Grande sous-unité 50 S Grande sous-unité 60 S Ribosome 80 S Les ribosomes eucaryotes possèdent la même structure et la même organisation que leurs homologues procaryotes, mais ils sont plus complexes et plus gros. PLAN 10

11 4.2.2 ARNt 2. Biosynthèse des protéines.
2.2. Structure des ARN de transfert. 4.2.2 ARNt Ils possèdent une séquence (anti-codon) complémentaire du codon correspondant à l’acide aminé dont ils ont la charge. Les ARNt sont responsables de la traduction de la séquence des codons de l’ARNm en une séquence d’acides aminés. Bras TYC 5’ CCA-3’ Site accepteur d’acide aminé. Bras DHU Chez les eucaryotes, la séquence terminale CCA est ajoutée par une enzyme. Forme en L due à la présence de 2 doubles hélices Y = pseudo-uridine m2G = diméthylG Anti-codon D = dihydro-U PLAN 11

12 Il correspond au démarrage de lecture.
2. Biosynthèse des protéines. 2.2. Structure des ARN de transfert. 4.2.2 code gén A chaque codon correspond un acide aminé. Il existe 20 AA codés par l’ARNm, ce qui impose l’existence de codons de 3 nucléotides. Nbre codons= Nn N: nombre de nucléotides existants n: nombre de nucléotides par codon Nombre de codon = 43 = 64 61 codant 3 non sens (codons stop) Il correspond au démarrage de lecture. Il existe des redondances: -----> 1 AA est codés par plusieurs codons. Un seul AA ne possède qu’un codon. PLAN 12

13 4.2.2 code gén 2. Biosynthèse des protéines.
Un petit exercice d’application. 2.2. Structure des ARN de transfert. 4.2.2 code gén - G A T C Voici un extrait de la séquence d’un brin transcrit d’ADN. - Déterminer la séquence de l’ARNm. - Déterminer la séquence de la protéine. Pour la solution

14 4.2.2 Wobble 2. Biosynthèse des protéines. PLAN 14
2.2. Structure des ARN de transfert. 4.2.2 Wobble Il existe de fortes ressemblances entre les codons codant pour les mêmes AA. AAU Dans la plupart des cas, le troisième nucléotide est permutable. GAG Effet « wobble » (flottement) CAG Un codon est capable de s’apparier avec plusieurs anticodons différents dans certaines conditions. Il n’existe que 3 ARNt pour la Leu porteur de ces trois anti-codons. anticodon codon C - - - - G A - - - - U U - - - - A ou - - G G - - - - U ou - - C I - - - - U, - - C ou - - A I = inosine Nucléotide dérivé de la guanine (modification post-transcriptionnelle) que l’on retrouve fréquemment dans les ARNt

15 4.2.3 init 2. Biosynthèse des protéines. PLAN 15
2.3. Mécanisme de traduction. 4.2.3 init * Etape d’initiation. L’ARNt-Met se fixe au niveau du site P de la petite sous-unité (30S ou 40S). AUG P A Cela permet de définir le cadre de lecture. 5’ Une méthionine est toujours fixée à l’extrémité N-terminale. Elle est souvent éliminée par la suite. 3’ L’ARNm se positionne contre la sous-unité. Il position le codon AUG (démarrage) en face de l’anti-codon de l’ARNt-Met. La grande sous-unité se fixe sous la petite et prend l’ARNm en tenaille.

16 il y a 3 ou 4 milliards d’années étaient sans doute des ARN.
2. Biosynthèse des protéines. Les premières enzymes, il y a 3 ou 4 milliards d’années étaient sans doute des ARN. PLAN 16 2.3. Mécanisme de traduction. 4.2.3 él * Etape d’élongation. Etape 1: Sélection des aminoacyl-ARNt. Etape 2: Formation de la liaison peptidique. Un nouvel ARNt se fixe au niveau du site A. Le ribosome catalyse la formation d’une liaison peptidique entre les deux acides aminés. P A 5’ La formation de la liaison est une réaction spontanée catalysée par la peptidyl transférase. 3’ C’est un ARN qui est responsable de l’activité enzymatique. On parle de ribozyme. hydrolyse GTP. Tu est un facteur d’élongation qui fixe le GTP. L’ARNt est éliminé. AA-ARNt Tu-GTP La régénération de Tu-GTP nécessite un autre facteur d’élongation EF-Ts. Le ribosome se décale. La lecture est dans le sens 5’ -----> 3’ L’ARNt du site A se retrouve dans le site P

17 4.2.3 term 2. Biosynthèse des protéines. PLAN 17
2.3. Mécanisme de traduction. 4.2.3 term * Etape de terminaison. Aucun ARNt ne reconnaît le codon stop. Un facteur de terminaison se fixe sur le site A P A 5’ Il provoque le transfert du peptide qui est libéré. 3’ Les sous-unités du ribosome se séparent. Le ribosome est prêt pour un nouveau cycle.

18 Protéines cytoplasmiques: Protéines exportables ou membranaires:
2. Biosynthèse des protéines. 2.4. Chez les eucaryotes. 4.2.4 eucar Un ARNm est traduit par plusieurs ribosomes en même temps: ils forment des polysomes. Toutes les protéines ne sont pas synthétisées au même endroit. Protéines cytoplasmiques: dans le cytoplasme. Protéines exportables ou membranaires: sur le REG. PLAN 17

19 4.2.5 proc 2. Biosynthèse des protéines. 2.5. Chez les procaryotes.
La bactérie ne possède pas de membrane nucléaire. Les ribosomes ont accès à l’ARNm en cours de transcription. ADN La longueur du polysome est proportionnelle à l’avancement de la polymérase le long du gène. ARN ribosome PLAN 19


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