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MÉCANISMES MOLÉCULAIRES DE L EXPRESSION DES GÉNES : LA TRADUCTION OU BIOSYNTHÈSE DES PROTÉINES.

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Présentation au sujet: "MÉCANISMES MOLÉCULAIRES DE L EXPRESSION DES GÉNES : LA TRADUCTION OU BIOSYNTHÈSE DES PROTÉINES."— Transcription de la présentation:

1 MÉCANISMES MOLÉCULAIRES DE L EXPRESSION DES GÉNES : LA TRADUCTION OU BIOSYNTHÈSE DES PROTÉINES

2 I-Introduction - définition 5 ABC mRNA Protéines fonctionnelles 3 gène transcription AA 1 -AA 2 -AA 3 …AAn Traduction Protéine de structure (collagène) Enzymes (métabolisme) Protéine signal (hormone) Traduction = processus de biosynthèse des protéines 1 : transfert de l information 2 : attachement des acides aminés Problème : ARN messager = code à 4 lettres (AUCG) Protéines = codes à 20 lettres (20 acides aminé différents) Code génétique II- Code génétique 4 bases20 AA différents ? 1ère possibilité : code à 1 lettre 4 1 = 4 2ème possibilité : code à 2 lettres 4 2 = 16 3ème possibilité : code à 3 lettres 4 3 = 64 tRNA rRNA

3 AUC CGA GUC 5 3 mRNA AA1 - AA2 - AA3protéine Triplet = codon AUC : 3 nucléotides (AMP, UMP, CTP) 64 codons Caractéristiques du code génétique å Code universelle å Code non chevauchant A B C D E F G H I J K L AA1 - AA2 - AA3 - AA4 AA1 AA2 AA3 å Code dégénéré : 64 codons et 20 AA Plusieurs codons pour un même AA å Pas de ponctuation Déchiffrage du code génétique (Khorana et Nirenberg: prix Nobel 1968) Stratégies de déchiffrage : UUUUUUUUU... + Système acellulaire Phe-Phe-Phe-.. UUU = Phe. AAAAAAAAA... + Système acellulaire Lys-Lys-Lys-.. AAA= Lys

4 1er nucléotide (en 5 ) 2ème nucléotide 3ème nucléotide (en 3 ) PheSerTyrCys LeuSerStopStop LeuSerStopTrp UCAGUCAG LeuProHis Arg Leu Pro GlnArg U C A IleThrAsnSer IleThrLysArg MetThrLysArg G ValAlaAspGly ValAlaGluGly UCAGUCAG UCAGUCAG UCAGUCAG UCAGUCAG UAA, UAG, UGA = codons stop (codon non sens) AUG = codon initiateur dégénérescence ++ (3ème base)

5 III- Mécanismes biochimiques de la traduction 1- Lieu de la biosynthèse des protéines : ribosomes Ribosomes libres N Ribosomes liés au RE - protéines du cytoplasme - protéines du cytosquelette - protéines de sécrétion (hormones, matrice extracellulaire) mRNA codon AA tRNA (adaptateur) 2- Éléments nécessaires Acides aminés H 2 N-CH-COOH R1R1 R2R2 H 2 N-CH-CO- R1R1 NH-CH-COOH R2R2 H2O AA1AA2peptide

6 ARN de transfert : tRNA Feuille de trèfle Bras T Acide aminé (Phe) anticodon Extrémité 5 Extrémité 3 Bras D ACC X Y Z Acide aminé5 3 ACCPhe5 3 U U C 5 3 A A G 5 3 mRNA 61 codons (20 AA) : 32 tRNA (Wobble) ACCTrp5 3 U G G 5 3 A C C mRNA DNA 5 TTC 3 (sens, codant) 3 AAG 5 antisens, non codant) 5 TGG 3 3 ACC 5 DNA

7 Établissement de la liaison t-RNA avec un acide aminé Acide aminé + tRNA + ATP aminoacyl-tRNA + AMP + PPi Mg 2+ aminoacyl-tRNA synthétase 1 : acide aminé + ATPaminoacyl-AMP + PPi 5 Extrémité 3 du tRNA tRNA + +PPi 2 : aminoacyl-AMP + t RNA aminoacyl-tRNA + AMP 5 + AMP aminoacyl-AMP aminoacyl-tRNA

8 3- Les différentes étapes de la traduction (chez les procaryotes) Initiation, élongation et terminaison : N terminaleC terminale A U G fMet 53 5 mRNA NH2-AA1-COOH NH2-AA1-AA2-COOH NH2-AA1-AA2-AA3-COOH + AA2+ AA3 Débute par la formylmethionine (fMet) a - Formation du complexe d initiation A U G fMet Sous unité 30S mRNAfMet-tRNA Facteurs d initiation GTP complexe d initiation 30 S Sous unité 50S Site peptidyl P Site Aminoacyl A complexe d initiation 70 S

9 A U G fMet b- Phase d élongation AA1 53 AA1-tRNA Facteur d élongation GTPGDP + Pi A U G fMet-AA1 53 Peptidyl transférase tRNA fMet-AA1 translocation A U G 1 Site P libre AA2 GTPGDP + Pi c - Terminaison Codon stop : UAA, UAG, UGA Libération de la chaîne Dissociation ribosome 53

10 Bilan énergétique de la traduction Aminoacyl-tRNA : 2 liaisons riches en énergie 2 GTP 2 GDP + 2Pi (élongation) 4 liasons riches en énergie / liaison peptidique Comparaison procaryotes et eucaryotes ( fmet met) Procaryote DNA mRNA Eucaryote Protéine naissante noyau cytoplasme transcrit primaire mRNA mature ribosome Inhibition de la biosynthèse protéique par les antibiotiques Streptomycine : fMet-tRNA Tétracyclines : liaison à la sous-unité 30S Érythromycine : liaison à la sous-unité 50S (inhibe la translocation) Chloramphénicol : inhibe la peptidyl-transférase

11 IV - Adressage des protéines et modifications post-traductionnelles protéine cytosol (ribosomes libres) Membrane plasmique sécrétion Ribosomes liés (RE) : séquence signal (extrémité N-terminale) = 20 AA (hydrophobes) 5 3 Réticulum endoplasmique Séquence signal NH 2 SRP = particule de reconnaissance du signal (cytosol + ribosome) + récepteur sur RE Dans le RE : modifications post-traductionnelles - repliement de la protéine (rôle des protéines chaperonnes) - glycosylation, hydroxylation... translocation


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