Synthèse protéique - Collège Lionel

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Que s’est-il passé?
Tabac-luciole
Cochon-méduse
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La synthèse des
protéines
Pour ceux qui aiment les défis…
Campbell 2012: chapitre 17
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Objectif général
Figure 17.26, p. 402
Expliquer les
différentes
étapes menant
du gène à la
protéine
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Plan du cours
Introduction: L’ARN? Le code
génétique?
1. La transcription
a. L’initiation
b. L’élongation
c. La terminaison
2. La maturation de l’ARNprém
a. La modification des extrémités de
l’ARNprém
b. L’épissage
3. La traduction
a. L’initiation
b. L’élongation
c. La terminaison
4. Les modifications posttraductionnelles
Figure 17.3 b), p. 381
5. Les mutations ponctuelles
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L’ARN
• Macromolécule
• Acide nucléique:
– Base azotée (A, U, G, C)
– Sucre (ribose)
– Groupement phosphate
• Appariement avec l’ADN
• Types d’ARN:
–
–
–
–
–
ARN prémessager (ARN prém)
ARN messager (ARNm)
Petit ARN nucléaire (pARNn)
ARN ribosomique (ARNr)
ARN de transfert (ARNt)
Figure 5.26, p. 96
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Le code génétique
1 génon → 1 codon → 1 acide aminé
64 génons = 64 codons = 20 acides aminés + codons d’arrêt
Il y a de la redondance
dans le code génétique:
plusieurs codons donnent
le même acide aminé
Figure 17.4, p. 382
Génons
Codons
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Acides
aminés
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Le code génétique
Figure 17.5, p. 383
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Le code génétique
– L’ARN doit être lu dans le
bon sens et à partir du bon
endroit pour former une
protéine fonctionnelle.
– Sens 5 ’→ 3 ’
Figure 5.26, p. 96
•Cadre de lecture:
• Ex.: monamileoestfou
« mon ami Léo est fou » et « ona mil éoe stf »
• …CAGUGGAGUGCGGUU… = CAG UGG AGU GCG GUU
Gln Trp Ser Ala Val
≠ AGU GGA GUG CGG
Ser Gly Val Arg
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ADN → ARNprém→ ARNm → Protéine
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3
1. Transcription
2. Maturation de l’ARN
3. Traduction
Animation de la transcription et la traduction
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Figure 17.7, p. 385
1.La transcription - Une vue d’ensemble
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a. L’initiation
•Facteurs impliqués:
– ADN:
• Promoteur du gène
• boîte TATA
– ARN polymérase
Complexe
d’initiation de
la transcription
Figure 17.8, p. 385
– Facteurs de transcription
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b. L’élongation
•Facteurs impliqués:
– ADN
– ARN polymérase (v = 60
nt/sec)
– Acides nucléiques libres
– Action simultanée de
plusieurs ARN polymérases
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Figure
17.9,
p. 386
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c. La terminaison
• Facteurs impliqués:
– ADN (séquence AAUAAA ou région de terminaison)
– ARN polymérase
• Résultat = Libération de l’ARN prém
(transcrit)
Figure 17.7, p. 385
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Promoteur
ARN polymérase
Initiation
ARN prém en formation
Élongation
ARN prém en formation
Terminaison
ARN prém
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2. La maturation de l’ARNprém
• Deux modifications importantes:
a. Les modifications des extrémités de
l’ARNprém
b. L’épissage
• Lieu: noyau
• Résultat: ARNprém → ARNm
• Buts:
–
–
–
Protection de l’ARNm
Transport de l’ARNm
Préparation de l’ARNm à la traduction
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a. Les modifications des extrémités de l’ARNprém
•Extrémité 5’:
– Ajout d’un nucléotide G modifié = Coiffe 5’
•Extrémité 3’:
– Ajout de plusieurs nucléotides A = Queue poly-A
•Fonctions:
– Transport de l’ARNm
– Protection de l’ARNm
Figure 17.10, p. 387
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b. L’épissage
• La molécule d’ARNprém est beaucoup plus longue que
nécessaire.
– Les régions codantes sont des séquences d’ARN qui seront traduites en
protéines. Ce sont les exons. Exons = séquences exprimées.
– Les régions non codantes sont des séquences d’ARN qui ne seront par
traduites. Ce sont les introns. Introns = intrus…
• Processus d’excision des introns et de recollage des exons
de l’ARNm.
Figure 17.11, p. 388
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b. L’épissage
• Fonctions:
Figure 18.13, p. 420
– Nécessaire pour le transport de l’ARNm au cytoplasme.
– Épissage différentiel de l’ARN permet d’avoir plusieurs protéines
avec un même gène.
– Fonction évolutive?
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b. L’épissage
•Complexe
d’épissage:
– Ensemble de
protéines et de
petits ARN nucléaires
(pARNn) coupant
l’ARNprém.
– Protéines + pARNn =
petites
ribonucléoprotéines
nucléaires ou pRNPn
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Figure 17.12, p. 389
20
La maturation de l’ARNprém
ADN
Figure 18.8, p. 415
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21
Figure 17.3 b),
p. 381
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3. La traduction – une vue d’ensemble
Figure 17.14, p. 390
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L’ARNt
•Plusieurs ARNt différents
•Fonctions:
– Interprétation des codons de l’ARNm
– Transport des acides aminés vers le ribosome
Figure 17.14b, p. 391
•Structure:
– Anticodon s’appariant
avec l’ARNm
– Site de liaison avec
l’acide aminé
•C’est la molécule
traductrice.
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L’aminoacyl-ARNt-synthétase
•20 types = 20
acides aminés
– Appariement de
l’ARNt avec
l’acide aminé
correspondant en
prenant l’énergie
de l’ATP.
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Figure 17.16, p. 392
•Fonction:
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Le ribosome
• Organite cytoplasmique
(composé d’ARNr et de protéines)
fabriqué dans le nucléole.
• Fonctions:
– Appariement du codon de l’ARNm avec
l’anticodon de l’ARNt.
– Formation du polypeptide
• Structure:
– Petite sous-unité ribosomique
– Grande sous-unité ribosomique
• Sites importants
– Site A
– Site P
– Site E
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Figure 17.17, p. 392
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Le ribosome
– Traduction simultanée
d’un même ARNm
par plusieurs
ribosomes.
– Permet de faire
plusieurs protéines
rapidement à partir
d’un seul ARNm
Figure 17.21, p. 395
•Polyribosomes:
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a. L’initiation
• Facteurs impliqués:
– ARNm (codon de départ AUG)
– ARNt d’initiation et acide aminé
Met
– Petite sous-unité ribosomique
– Grande sous-unité ribosomique
– GTP
Complexe
d’initiation de la
traduction
Figure 17.18, p. 393
• Lieu: cytoplasme
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b. L’élongation
•Facteurs impliqués:
ARNm
ARNt
Ribosome
2 GTP
Figure 17.19, p. 394
–
–
–
–
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c. La terminaison
•Facteurs impliqués:
Figure 17.20, p. 395
– ARNm (codons d’arrêt UAG, UAA et UGA)
– Facteur de terminaison
– Hydrolyse
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Résumé
•Film: Protein Synthesis Translation 2008
http://fr.youtube.com/watch?v=yJdAxuIA6
QM
•Film: Translation: the movie
http://vcell.ndsu.edu/animations/translatio
n/movie-flash.htm
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Figure 17.26, p. 402
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4. Les modifications post-traductionnelles
•Obtention d’une protéine fonctionnelle
Figure 5.20, p. 91
– Repliement du polypeptide selon une structure en
3D spécifique.
– Regroupement de différents polypeptides.
– Découpage d’un polypeptide.
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4. Les modifications post-traductionnelles
•Ciblage des protéines
– Ajout de molécules qui permettent d’envoyer les
protéines à des endroits spécifiques dans la cellule
ou à l’extérieur de la cellule.
Figure 17.22, p. 396
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34
Figure 7.12, p. 146
L’exocytose
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5. Les mutations ponctuelles
• Mutation:
– Modification du bagage génétique d’une cellule.
• Mutation ponctuelle:
– Modification chimique d`une paire de bases azotées
– 2 catégories:
• Les substitutions
• Les insertions et les délétions
• Mutations spontanées:
– Erreurs survenant durant les processus cellulaires normaux
touchant l’ADN.
– Ex.: la réparation de l’ADN.
• Mutagènes:
– Agents physiques ou chimiques qui changent l’ADN.
– Ex.: les rayons UV
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37
Figure 17.24, p. 399
Les catégories de
mutations ponctuelles
Figure
17.23,
p. 398
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