La traduction chez les procaryotes:

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1 La traduction chez les procaryotes:
régulation au niveau de l’initiation

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

3 -Exp protection RNAses 30-40nt du mRNA/ ribosome
Interaction 30Sc/SD -Exp protection RNAses 30-40nt du mRNA/ ribosome -Quand AUG connus 20nt AUG 13nt -1974: Shine et Dalgarno sur 6 séquences connues 3’ mRNA GGAGG AUG 5’ rRNA 16S 3’ CCUCC -Ensuite nombreuses expériences: 3’ rRNA 16S très conservées et accessibles Oligos comp du 3’ rRNA inhibent traduction In vivo ribosomes avec 3’rRNA*: Protéines produites si SD*

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

5 -Ce type de mRNA existe dans tous les règnes du vivant
mRNA sans SD (Moll et al, Mol Microbiol vol 43 pp ) NNNAUG NNN= quelques nt voire 0 Peut affecter efficacité trad: structure IIaire? -Ce type de mRNA existe dans tous les règnes du vivant -lCI 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-tRNAfmet Initiation sans contact rRNA-mRNA lCI mRNA Traduit in vitro avec lysat réticulocytes

6 Processus d’initiation chez les pro et eucaryotes
(Moll et al, Mol Microbiol vol 43 pp ) 40S

7 -Contrainte pour mRNA sans leader: 5’AUG
GUG ou UUG: perte complète ou quasi de traduction -C’est AUG et pas appariement codon/anticodon=important Phénotype?? lCI-lacZ fusion traductionnelle/AUG Codon ambre (UAG) +tRNA initiateur suppresseur ambre Phénotype?? -Un grand nombre de génomes bactériens séquencés 35 à 40 mRNA sans leader identifiés Peu fréquents chez G- (lCI; tetR de Tn Caulobacter crescentus et 1 thermus thermophilus) + fréquents chez G+/ Steptocoques et lactocoques Communs chez les archae (Sulfolobus solfataricus: 144 gènes analysés/ monocistroniques ou 5’proximaux d’un opéron = sans leader) 8 dans la mitochondrie humaine Hyp= mRNAs sans leader ressembleraient aux mRNAs?????

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

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

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

11 Les riboswitches dans le contrôle de l’initiation traduction
Winkler et Breaker 2005 Ann Rev Microbiol vol:59 pp -Terme nouveau introduit par équipe Breaker -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. Structure générale Molécule cible + variable, conversion evt de fixation en conséquence sur expression (modif structure IIaire) Seq et structure conservées

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

13 Cas de ThrRS=thréonyl-tRNA synthase:
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

14 Opérateur thrS tRNAthr
Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp Opérateur thrS tRNAthr

15 CAU (anticodon tRNAmet) Perte reg par ThrRS; contrôle par
Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp Opérateur thrS tRNAthr ss RNA D1 et D3 ds RNA D2 et D4 Si CGU CAU (anticodon tRNAmet) Perte reg par ThrRS; contrôle par Met tRNA synthase opérateur

16 Reconnaissance boucle anticodon
ThrRS -Homodimère -3 domaines : N ter Catalytique Cter Forme ailée Aminoacylation Reconnaissance boucle anticodon Core Acylation: ThrRS/2tRNA Boucle anticodon/Cter Bras accepteur séquestré entre Cat et Nter Régulation: ThrRS/1 opérateur D2 et D4 même position que tRNA

17 ThrRS DNter+2tRNAthr (gris) ou +2D2 (rouge)
Romby et Springer 2003 Trends in Genetics vol 19 pp

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

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

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

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