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La traduction chez les procaryotes: régulation au niveau de linitiation.

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1 La traduction chez les procaryotes: régulation au niveau de linitiation

2 Initiation de la synthèse protéique: Rappels Intermédiaire clé = complexe dinitiation 30S 70S Seule étape « covalente » Etape importante: sélection du mRNA

3 Interaction 30Sc/SD -Exp protection RNAses 30-40nt du mRNA/ ribosome -Quand AUG connus20nt AUG 13nt -1974: Shine et Dalgarno sur 6 séquences connues 3 mRNA GGAGG AUG 5 rRNA 16S 3 CCUCC 5 -Ensuite nombreuses expériences: 3 rRNA 16S très conservées et accessibles Oligos comp du 3 rRNA inhibent traduction In vivo ribosomes avec 3rRNA*: Protéines produites si SD*

4 Eléments essentiels pour linitiation 3 mRNA GGAGG AUG 5 rRNA 16S 3 CCUCC 5 5nt (3-9nt) 3-12nt -Espacement SD/AUG pas précis. Mais si 14nt:Initiation facteur 10 mini -Codon start: AUG, GUG, UUG pas AUU sauf infC (IF3) chez E. coli: 83%, 14%, 3% -Composition SD Rétrocontrôle <0 -Autres: A ou U préférence entre SD/AUG Structure IIaire mRNA: accessibilité SD et AUG

5 mRNA sans SD (Moll et al, Mol Microbiol. 2002 vol 43 pp 239-246) NNNAUG NNN= quelques nt voire 0 -Ce type de mRNA existe dans tous les règnes du vivant Peut affecter efficacité trad: structure IIaire? - CI mRNA=leaderless 70S (/30s) utilisé pour complexe initiation in vitro. Pas pour AUG avec SD Mais in vitro…. -Autre hyp: fonctionne comme trad euc: 30S-IF2-tRNA fmet Initiation sans contact rRNA-mRNA CI mRNA Traduit in vitro avec lysat réticulocytes

6 40S Processus dinitiation chez les pro et eucaryotes (Moll et al, Mol Microbiol. 2002 vol 43 pp 239-246)

7 -Contrainte pour mRNA sans leader: 5AUG GUG ou UUG: perte complète ou quasi de traduction -Cest AUG et pas appariement codon/anticodon=important CI-lacZ fusion traductionnelle/AUGCodon ambre (UAG) Phénotype?? +tRNA initiateur suppresseur ambre Phénotype?? -Un grand nombre de génomes bactériens séquencés35 à 40 mRNA sans leader identifiés Peu fréquents chez G- ( CI; tetR de Tn1721 + 2 Caulobacter crescentus et 1 thermus thermophilus) + fréquents chez G+/ Steptocoques et lactocoques Communs chez les archae ( Sulfolobus solfataricus: 144 gènes analysés/ monocistroniques ou 5proximaux dun opéron = sans leader) 8 dans la mitochondrie humaine Hyp= mRNAs sans leader ressembleraient aux mRNAs?????

8 comme senseurs de lenvironnement (0 transacting élément) -Partenaires:. protéines: rôle le + souvent <0. RNA: nombreux exps. mRNA Régulation Cible principale: linitiation -Initiation= étape limitante du processus

9 Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161 Compétition directe: mécanisme le plus simple

10 mRNA senseur de T° Exp: rpoH codant heat shock Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161

11 Les riboswitches dans le contrôle de linitiation traduction -Terme nouveau introduit par équipe Breaker Winkler et Breaker 2005 Ann Rev Microbiol vol:59 pp487-517 -Domaine structuré dans région non codante de mRNA agissant en cis -Fixe métabolite et contrôle expression de gènes en lien avec métabolite -Contrôle transcription, traduction et même épissage chez euc. Molécule cible Seq et structure conservées Structure générale + variable, conversion evt de fixation en conséquence sur expression (modif structure IIaire)

12 Winkler et Breaker 2005 Ann Rev Microbiol vol:59 pp487-517

13 Mime de fonction Iaire pour fonction de régulation Cas de ThrRS=thréonyl-tRNA synthase: le mieux étudié Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161

14 Opérateur thrS tRNA thr

15 Opérateur thrS tRNA thr ss RNA D1 et D3 ds RNA D2 et D4 Si CGUCAU (anticodon tRNA met ) opérateur Perte reg par ThrRS; contrôle par Met tRNA synthase Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161

16 ThrRS -Homodimère -3 domaines : N ter Catalytique Cter Forme ailée Aminoacylation Reconnaissance boucle anticodon Core Régulation: ThrRS/1 opérateurD2 et D4 même position que tRNA Acylation: ThrRS/2tRNA Boucle anticodon/Cter Bras accepteur séquestré entre Cat et Nter

17 ThrRS Nter+2tRNA thr (gris) ou +2D2 (rouge) Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161

18 ThrRS Nter+2tRNA thr (gris) ou +2D2 (rouge) Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161 -Reconnaissance: même spécificité Cter/anticodon ou D2 -D2 fixée à ThrRS même conformation que tRNAImmitation; mime « Mimicry » aa de D2 reconnaissance de ThrRS=aa de D4Hyp: D2 et D4 reconnaissance= Quelle différence permet discriminer les deux fonctions de ThrRS?

19 -La différence principale entre opérateur et tRNA= bras accepteur Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp 155-161 Mutation aa dans bras 0 effet sur contrôle -boucle interne dans D2, pas dans tRNA: mutation ponctuelle Altération du contrôle et reconnaissance parThrRS

20 Mécanisme de la répression par ThrRS ThrRS ribosome Compétition: Encombrement stérique d de 9 nt entre D1 et D2 Perte du contrôle Nter ThrRS Perte du contrôle in vivo (fixation OK in vitro) N ter responsable de lencombrement stérique ThrRS/ribosome Modèle: avec tRNA thr ??

21 ThrRS = régulateur Compétition avec ribosome Traduction thrS ThrRS = enzyme Forte tRNA thr Faible tRNA thr


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