Ribosomes dans une bactérie Miller (1970) : Transcription-Traduction d’un gène procaryote ADN Gène Polysomes mARN.

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1 Ribosomes dans une bactérie Miller (1970) : Transcription-Traduction d’un gène procaryote ADN Gène Polysomes mARN

2 Ce qui explique une telle image : 1 – L’absence de compartimentation nucléo-cytoplasmique : L’ADN est directement au contact des ribosomes 2 – Les gènes linéaires : Ils sont immédiatement disponibles pour une traduction Pas de modification post transcriptionnelle des mARN

3 REG Pôle apical M Gr

4 Polysomes

5 Organites inframicroscopiques - constitués de deux sous-unités, - de nature ribonucléoprotéique ARN = 60 % Protéines = 40 % - existant chez tous les êtres vivants (sauf…) - très hautement conservés - dévolus à la protéosynthèse. SOUS-UNITÉSrARNPROTÉINES chiffres variables selon l’espèce considérée 1 – DÉFINITION, GÉNÉRALITÉS EUCARYOTES 80 S 40 S 60 S 18 S 28 S 5,4 S 5,8 S 33 ~ 49 ~ EUBACTÉRIES 70 S 30 S 50 S 21 34 16 S 23 S 5 S MITORIBOSOMES 30~40 S 40 ~ 60 S 12 S 16 S 27 - 33 40 - 50 PLASTORIBOSOMESARCHÉRIBOSOMES Les protéines présentes dans les deux sous-unités servent avant tout à combler les trous et les crevasses générés par les repliements des rARN : en gros, un rôle de mortier, de protection des rARN, mais aucune fonction enzymatique propre. Poids total : ≈ 4600 kDa

6 Petite sous-unité Grosse sous-unité LE RIBOSOME BACTÉRIEN

7 Rôles de reconnaissance du mARN (coiffe eucaryote, séquence Shine-Dalgarno procaryote) par le 16 S rARN La petite sous-unité procaryote : 1 rARN de 16 S associé à 21 protéines dénommées « S » (small) Site P (pour peptidyl) : site de fixation sur le mARN du tARN porteur de la chaîne protéique en croissance Site A (pour Aminé) : site de fixation sur le mARN du nouveau tARN porteur d’un acide aminé 20 nm Vue dorsaleVue ventrale Canal d’entrée du mARN Site A Site P Protéine S12 : contrôle appariement codon-anticodon. Sensibilité +++ streptomycine Site « E » (Exit pour tARN désaminé)… Tête Palette Site E Canal mARN

8 La grosse sous-unité : 2 rARN de 23 S et 5 S associés à 34 protéines « L » (Large) RÔLES : Établissement liaison peptidique : 23 S rARN = RIBOZYME Centre peptidyl transférasique (CPT) = L2, L4, L10, L3 + 23 SrARN Fixation GTP CPT 20 nm15 nm 20 nm Translocation du mARN (intervention d’un facteur d’élongation - eEF- porteur de GTP) Fixation des tARN (boucle IV et 5 S rARN) Fixation sur le REG (Eucaryote) Sensibilité au chloramphénicol (Procaryotes uniquement) aux macrolides Canal

9 16 S rARN 23 S rARN Les différents domaines jouent tous un rôle particulier : Exemple : le domaine V (boucle fléchée) = CPT Le repliement spécifique de ces ARN est conditionné par la formation de liaisons hydrogène entre des segments voisins de la chaîne. En cas de non appariement, il y a formation d’une boucle où on retrouve souvent des bases rares. 3’ 5’ CPT LES ACIDES RIBONUCLÉIQUES

10 23S rARN Domaine V

11 EXTRÉMITÉ AMINOACIDE BOUCLE I BOUCLE II B. ANTI-CODON BOUCLE III BOUCLE IV GT  CG CCCGA U  UU mARN CGG CODON ANTICODON Fixation sur la grosse sous-unité Branchement acide aminé par amino-acyl tARN synthétase BOUCLE I Position de « flottement » (wobble) 3’ 5’ 3’

12 Coupe équatorialeCoupe polaire mARN tARN dans le Site P tARN dans le site A Petite sous-unité mARN tARN désacylé Site E Chaîne protéique Peptidyl-tARN Aminoacyl-tARN mARN C.P.T.

13 Ribosome : Vue polaire Vue latérale

14 LES « VARIÉTÉS » de RIBOSOMES : Fonctionnellement et morphologiquement identiques mais ne traduisant pas les mêmes protéines. Cette « différence » est induite par la structure même du mARN en cours de traduction. Aperçu de la structure des mARN codant une protéine excrétoire m 7 G-p-p-p- AUGUGAAAAAAA Coiffe Codon début traduction Segment non traduit Segment pré Codon fin traduction Segment non traduit Segment polyA Segment protéine Segment pro Aperçu de la structure des mARN codant une protéine non excrétoire m 7 G-p-p-p- AUG UGA AAAAAA Segment d’adressage (inconstant) Segment protéine

15 LES RIBOSOMES LIBRES : Traduction des protéines : - Intracytoplasmiques : aucun segment d’adressage - Membranaires périphériques cytoplasmiques - Mitochondriales - Nucléaires - Peroxysomales Traduction des protéines : - à destinée excrétoire : les « pré-pro-protéines » - les enzymes lysosomales matricielles solubles - les protéines membranaires intégrales : Récepteurs, Canaux, Pompes Navettes Protéines des jonctions intercellulaires… LES RIBOSOMES LIÉS AU R.E.G. Protéines portant toutes des séquences d’adressage spécifiques de l’organite

16 45S rARN + protéines 80S RNP 41S rARN 32S rARN20S rARN 28S rARN5,8S rARN 18S rARN 5,4S rARN Protéines ribosomales L5 rADN ARN Mg++, Met tARN eIF, mARN NUCLÉOLE NUCLÉOPLASME MEMBRANE NUCLÉAIRE CYTOPLASME Centre fibrillaire Compartiment fibrillaire 40 S En fait, transcription du gène & maturation du transcrit se font quasi simultanément Dans ces clivages, Intervention de : - SnoARN, - Divers chaperons, - des protéines ribosomales

17 2 – Les ANTIBIOTIQUES : Streptomycine et protéine S12 : erreur d’appariement codon-anticodon, Attention à son ototoxicité… Chloramphénicol : bloque l’action du centre peptidyl transférasique Action directe sur le 23S rARN RIBOZYME Attention à son action sur les mitoribosomes… Néomycine, kanamycine, gentamycine : erreur de lecture du mARN Attention à leur néphrotoxicité. Tétracyclines : se fixent dans le site A Erythromycine : bloque la translocation Cycloheximide et ribosome eucaryote LES TOXIQUES des RIBOSOMES : 1 - Famille des protéines « RIP » (Ribosome Interacting Protein) : Principalement : - la RICINE - la toxine de Shigella dysenteriae Réticulum Endoplasmique Agent de la dysenterie bacillaire