La traduction L’initiation L’élongation La terminaison

La traduction Introduction, definition Activation des acides amines Les caractéristiques de la traduction IV. La traduction chez les procaryotes V. La traduction chez les eucaryotes

I- INTRODUCTION: Gènes Protéines Acides nucléiques Réplication TRANSCRIPTION Réplication TRADUCTION Protéines

La synthèse des protéines consiste en une traduction de l`ARNm en une protéine . Au cours de la traduction le message génétique apporté par l`ARNm est déchiffré ,l`alphabet à trois lettre des acides nucléique CAD les codons est traduit en un autre alphabet l`acide amine élément de bases des protéines. La synthèse des protéines se déroule au niveau des ribosomes et nécessite la présence des trois ARN de la cellule ,ainsi qu`un certain nombre de protéines . Cependant une étape préliminaire est indispensable: c`est l`activation des AA

-L’ARNm: Trp Gly Ser Phe CODON Ser Trp Gly Phe Au cours de la traduction le message génétique apporte par l`ARNm est déchiffré ,l`alphabet à trois lettre des acides nucléique CAD les codons est traduit en un autre alphabet l`acide amine élément de bases des protéines.

Les éléments de la traduction: ribosome ARNm ARNt AA actives ARNr Ribosomes Enzymes Facteurs protéiques Les éléments de la traduction:

La synthèse des protéines se déroule en trois étapes: L’initiation L’élongation La terminaison

II-L`activation des AA : L`activation des acides aminés se déroule dans le cytoplasme et non pas sur le ribosome, Chaque AA est attaché de façon covalente a son ARNt spécifique avec consommation d`energie l`enzyme catalysant cette réaction de transfert est une aminoacyl –ARNt synthétase qui fonctionne en présence d`ATP.L`activation des acides amines se déroule en deux étapes :

NH2-CHR-COOH + ATP NH2 – CHR- CO- P-O-Ribose-Adenine + PPi   la liaison du groupement phosphoryle de l’ATP au groupement carboxyl de l’AA aboutissant à la formation d’un aminoacl adénylate avec libération d’un pyrophosphate.

Amino-acyl –AMP + ARNt  Amino-acyl-ARNt +AMP

l’hydrolyse du PPi 2Pi AA + ATP +ARNt AA-cyl –ARNt + AMP + 2Pi Enz[aminoacyl AMP]+ARNt aminoacylARNt +AMP+Enz l’hydrolyse du PPi 2Pi AA + ATP +ARNt AA-cyl –ARNt + AMP + 2Pi

ARNt Ala + Ala Alanyl- ARNt synthétase Un ARNt ne peut transporter qu’un seul AA L`aminoacyl-tRNA synthétase spécifique de chaqueAA ARNt Ala + Ala Alanyl- ARNt synthétase Alanyl- ARNt Ala

Les caractéristiques de la traduction N-termC-term Sens : 5’ 3’ Transcription et traduction étroitement liées (tps + espace) ARNm polycistronique Initiée par f-Met-[ARNtfmet (# ARNtm) met-ARNt synthetase La trduction 25 nucleotides apres le debut Formation de la formyl-méthionyl-ARNt fMét

Pas d’appariement de bases 1.L’initiation: L’ARNt initiateur: Pas d’appariement de bases 3 paires de bases G-C

Formation de la formyl-méthionyl-ARNt fMét 1-Liaison de la methionine a l` ARNt fMét fMet la méthionine ARNt synthétase fMet

2-Formylation de la methionine fMet fMet

1-L’initiation Signal d’initiation:

débutent par un résidu methionine cependant un Chez les eucaryotes tous les polypeptide synthétises débutent par un résidu methionine cependant un ARNt spécifique ou ARNti est utilise pour l`initiation ,il est différent de L`ARNt fMét . Il existe un seul codon pour la methionine AUG comment celui ci est reconnu de celui qui code pour un résidu interne. L`isolement des régions initiatrices d`un certain nombre d`ARNm a montre dans chaque cas qu`il existe un AUG ou un GUG et qu`à environ 10 nucléotides sur le cote 5` du codon initiateur existe une séquence riche en purine, le rôle de cette région appelée séquence de Shine Dalgarno est de s`apparier avec quelques bases situées sue l`ARN ribosomal 16 S de la sous unité 30 S .

Signal d’initiation:

Le nombre d`appariements de bases entre l`ARNm et l`ARNr 16S va de 3 a 9 nucleotides ou bases

Facteurs d’initiation: IF-1 Aide la liaison d’IF-3 IF-2 Se lie à l’ARNt initiateur et le place ds la s/u 30S IF-3 Aide la liaison de l’ARNm à la s/u 30S

1ère étape :Correspond à la liaison de l’ARNm à la sous unité 30 S : Étapes d’initiation: 1ère étape :Correspond à la liaison de l’ARNm à la sous unité 30 S : La sous unité 30 S s’associe d’abord au facteur d’initiation 3 (IF 3)qui stimule sa liaison avec l’ARNm. Le codon d’initiation AUG est fixé à un emplacement précis de la sous unité 30 S appelé: site P ( peptidyl ) Le codon d’initiation est guidé dans la position correcte grâce « séquence de Shine-Dalgarno ».

1ère étape :Correspond à la liaison de l’ARNm à la sous unité 30 S

2ième étape : IF2 fixe une molécule de GTP et une molécule de [fMét-ARNt fMét ]. ce complexe s’associe à la sous unité [30S,IF3,ARNm] Donc; l’anticodon de l’ARNt initiateur s’apparie de façon correcte avec le codon d’initiation de l`ARNm au niveau du site P.

IF2 fixe une molécule de GTP et une molécule de [fMét-ARNt fMét ].

3eme étape : Association de ce complexe avec la sous unité 50S grâce au clivage du GTP lie à IF2 en GDP+ Pi . ce clivage du GTP est assuré par l’IF2 qui possède une activité GTPasique-ribosome dépendante Libération des facteurs d’initiation. le site P est occupé par l’ARNt initiateur tandis que le site A est vide. Ce complexe 70 S est prêt pour la phase d’élongation de la synthèse protéique

Association de ce complexe avec la sous unité 50S grâce au clivage du GTP lie a IF2 en GDP+ Pi

Élongation L`Addition des AA à la chaine peptidique. commence par l`insertion du 2eme AAcyl-ARNt au niveau du site A libre du ribosome . les différentes étapes de l`élongation sont assurées par 3 facteurs : EF-Tu (facteur de transfert unstable est instable sous l’action de la chaleur) EF-Ts ( facteur de transfert stable est stable sous l’action de la chaleur). EF-G (facteur dépendant du GTP) .EF-G favorise la translocation en se liant au ribosome .

L’élongation s’effectue en 3 étapes: translocation insertion d’un AAcyl-ARNt au site A du ribosome Transpeptidation formation de la liaison peptidique translocation

1ière étape: « insertion d’u 2eme AAcyl-ARNt au niveau du site A du complexe 70 S » Dépend du codon de l’ARNm qui se trouve au site A. Le facteur d`élongation : EF-Tu est responsable de l’accès des AAcyl-ARNt au site A. EF-Tu lie d'abord une molécule de GTP pour former un complexe activé [ EF-Tu-GTP ] qui se fixe ensuite à l’AAcyl-ARNt. Le complexe [ EF-Tu-GTP-AAcyl-ARNt ] s’associe au site A du complexe d’initiation 70 S. L’hydrolyse du GTP en GDP favorise la liaison de l’AAcyl-ARNt au site A => le complexe [ EF-Tu-GDP ] est séparé du ribosome . le GDP lie est libéré à son tour lorsque le complexe [ EF-Tu-GDP ]s`associe à EF-Ts et EF-Ts est ensuite libéré à son tour lorsque une molécule de GTP se lie à ce dernier qui peut se lier à un autre AA-ARNt.

EF-TU EF-TS EF-TS EF-TU EF-Tu EF-TU EF-TS EF-TU EF-TS

2ième étape: « Formation de la liaison peptidique » La formation de la Liaison peptidique entre les deux AA occupant les sites P et A s’effectue grâce au transfert du groupement N-formylméthionine de son ARNtfMét sur le groupement amine du 2ième AA présent sur le site A. Un dipeptidyl-ARNt occupe donc le site A alors que le site P est occupé par un ARNt désacylé , vide ou non chargé . Cette réaction est catalysée par la peptidyl transférase qui est une activité enzymatique de la ss/U 50S

3ième étape: « la translocation » Le ribosome effectue alors ce qu’on appelle: une translocation en se déplaçant d’un codon dans le sens 5’→3’ ceci provoque : La migration du dipeptidyl-ARNt du site A→site P Le départ de l’ARNt désacylé du site P Le site A est vide prêt à recevoir l’aminoacyl-ARNt qui correspond au codon suivant La translocation fait intervenir le facteur:EF-G appelé également: Translocase .

La translocation Protéine naissante a AA Protéine naissante a 4 AA

3.La terminaison: Elle est signalée par les trois codons de terminaison (codons Stop):UAA ,UAG,UGA. Ces codons Stop ne sont pas reconnus par un ARNt mais ils par des facteurs protéiques appelés: Facteurs de relargage ou de libération « release factors » Le polypeptide libéré quitte le ribosome, suivi par l’ARNt et L’ARNm . Enfin, le ribosome se dissocie en ss/U: 30S et 50S. RF1 UAA / UAG RF2 UAA / UGA RF3 Pr G RRF Recyclage de ribosome

Etapes de la traduction : L’initiation L’élongation La terminaison

IV.SIMILITUDES ET DIFFERENCES ENTRE EUCAROTES ET PROCARYOTE: EUCARYOTES PROCARYOTES RIBOSOME 80S 70S Petite S/U 40S:ARNr 18S 30S:ARNr 16S Grande S/U 60S:ARNr 5S, ARNr 28S, ARNr 5.8S 50S:ARNr 5S, ARNr 23S ARNt initiateur Met-ARNti fMet-ARNtf Codon d’initiation AUG Prêt de l’extremité 5’ AUG.GUG.UUG Séquence Shine Dalgarno ARNm Matrice d’une seule protéine Matrice de plusieurs protéines polycistronique facteurs eIF IF Sens de la traduction 5’3’

IV. La traduction Chez les eucaryotes: la synthèse des protéines chez les eucaryotes est moins connue que chez les procaryotes, cependant les deux synthèses ont de nombreuses caractéristiques structurales et mécanistiques communs. Elle s’opère en 3 étapes: Initiation Elongation Terminaison Elle implique plus de composants protéiques et quelques étapes plus complexes

eIF-3 empêche la réassociation 2SU 40S et 60S eIF-1 favorise le déplac de 40S le long de l’ARNm jusqu’au codon d’initiation CBPs . eIF3 et elF4 reconnaissent l`ARNt,scrute la région 5’ non traduite jusqu‘ au codon d’initiation AUG , eIF5 stimule → l’hydrolyse GTP par le facteur eIF2

Plusieurs facteurs d’initiation: eIF eIF1 eIF2 (,,) eIF3 eIF4 eIF5 -Favorise le déplacement de la Ss unité 40S le long de l’ARNm jusqu’au codon d’initiation eIF2 (,,) -S’associe à une molécule de GTP -relie la Mét-ARNi à la Ss unité 40S. eIF3 -empêche la réassociation des 2Ss unités ribosomales 40S et 60S . eIF4 -positionne le cplx de pré-initiation à l’extrémité 5’de l’ARNm. eIF5 -stimule → l’hydrolyse GTP par le facteur eIF2. → la liaison de la Ss unité60S qd le cplx de pré-initiation identifie le codon AUG. CBPs: cap binding proteines se lient au chapeau de l’ARNm S’unissent au facteur IF3

EF1:la forme GTP EF1 délivre aminoacyl -ARNt au site A du ribosome. Elongation: Eucaryotes Procaryotes EF1:la forme GTP EF1 délivre aminoacyl -ARNt au site A du ribosome. EFTu EF1 :catalyse l’échange du GTP / GDP lié à EF1. EFTs EF2:assure la translocation grâce au GTP. EFG

3 3 eucaryotes 1 seul facteur eRF(protéine à GTP) procaryotes 4 facteurs: RF1 RF2 RRF 3 eucaryotes procaryotes Codon stop UAA UAG UGA Suivi / une Queue poly-adénylée en 3’(polyA) Codon stop UAA

L’eIF2 s’associe à une molécule de GTP et interagit avec MET-tARNi  cplx ternaire . La liaison du cplx ternaire et la sous unité ribosomale 40S elle même associée aux facteurs(eIF1,eIF1A,eIF3) clpx pré- initiation 43S. le cplx de pré -initiation reconnaît ARNm grâce à l’activité eIF3 et les facteurs du gpe eIF4 ,scrute la région 5’ non traduite jusqu‘ au codon d’initiation AUG (SCANNING) et forme alors le cplx de pré-initiation 48S. eIF5 probablement recruté stimule alors l’hydrolyse du GTP par le facteur eIF2 favorisant la libération des facteurs de traductions (eIF1,eIF1A,eIF3) et avec l’aide du facteur eIF5B entraine la liaison de la sous unité 60S au cplx de pré-initiation cplx d’initiation.