Biosynthèse des protéines
Biosynthèse des protéines
· Chez les Eucaryotes, le noyau des cellules renferme de l’ADN qui est le support de l’information génétique,et qui est identique dans toutes les cellules d’un même organisme.
· Les protéines, molécules primordiales de la vie cellulaire, sont l'expression de l'information génétique contenue dans l'ADN.
· La synthèse de ces polymères d'acides aminés a lieu dans le cytoplasme, au niveau de petits organites: les ribosomes. Elle se réalise lors de l'interphase.
La synthèse de protéine à partir de l’ADN se fait en 2 étapes :
- la transcription
- la traduction
- La transcription correspond à la synthèse, à partir d'un seul brin d'ADN, en présence d'ARN polymérase, d'ARN ou acides ribonucléiques, de séquences complémentaires.
Les ARN sont des polymères de 4 ribonucléotides différant par leur base: adénine, guanine, cytosine et surtout uracile, exclusivité des ARN par rapport à l'ADN.
Il existe 3 sortes de molécules d'ARN :
• les ARN messagers ou ARNm, qui contiennent l'information nécessaire à la synthèse d'une protéine;
• les ARN ribosomiaux ou ARNr, qui constituent, avec des protéines, les sous- unités des ribosomes, qui participent à la traduction;
• les ARN de transfert ou ARNt, qui apportent les acides aminés au niveau des ribosomes.
-La traduction correspond à l'expression de l'information portée par l'ARNm (séquence nucléotidique) en une séquence d'acides aminés (protéines). C'est la synthèse des protéines.
La synthèse des protéines se déroule en grande partie dans le hyaloplasme : la traduction
· Ses principaux acteurs sont :
- un modèle, détenteur de l'information: l'ARNm;
- un système de lecture: les ribosomes;
- des adaptateurs, les AR Nt, qui assurent la correspondance entre acides aminés et ARNm;
- le stock cellulaire d'acides aminés;
- un fournisseur d'énergie, des systèmes enzymatiques et des facteurs protéiques conditionnant le fonctionnement des ribosomes,
· La synthèse d'une chaîne polypeptidique comporte des étapes successives : l'initiation, l'élongation, la terminaison.
- L'initiation débute par la mise en place de la petite sous-unité ribosomiale, d'un AR Nt porteur d'un premier acide aminé (complexe ARNt-méthionine activée ou ARNt formyl-méthionine activée), puis de la grosse sous-unité ribosomiale;
- L'élongation s'effectue par adjonction de nouveaux acides aminés. Cet accrochage successif se fait en 3 temps:
· association codon-anticodon ; transfert d'énergie permettant la formation d'une liaison peptidique entre 2 acides aminés;
· translocation (décalage ribosome/ARNm sur une longueur d'un codon, dans le sens 5' -7 3')
· - La terminaison apparaît lors de la lecture d'un codon de ponctuation. Elle entraîne la dissociation ARNm, sous-unités ribosomiales et chaîne polypeptidique constituée, qui acquiert spontanément sa configuration tridimensionnelle (protéine).
· La séquence des 20 acides aminés qui peuvent constituer une protéine est programmée dans l'ADN et donc dans sa copie transcrite: l'ARNm
· La séquence des 20 acides aminés qui peuvent constituer une protéine est programmée dans l'ADN et donc dans sa copie transcrite: l'ARNm,
· Il existe un système de correspondance entre la séquence des 4 nucléotides (et donc des 4 bases azotées) de l'ADN et la séquence de 20 acides aminés: c'est le code génétique,
Parmi les possibilités de combinaisons des 4 nucléotides de l'ARNm, seules des associations de 3 bases ou triplets permettent de coder pour un nombre suffisant d'acides aminés (43 soit 64 triplets possibles),
L'unité de code ou codon est un triplet.
Les 64 codons possibles pour 20 acides aminés, se répartissent en :
- codons synonymes (triplets différents mais codant pour un même acide aminé), le code est redondant;
- codons ponctuations qui indiquent le début et la fin de traduction, le message est ponctué,
· La lecture des codons est non chevauchante : une base n'appartient qu'à un seul codon à la fois. Le lien entre les acides aminés et les codons est assuré par les ARNt. Chacun d'entre eux reconnaît le codon grâce à 3 de ses nucléotides qui forment l'anticodon. Le fragment linéaire d'ADN transcrit en ARNm est une unité de fonction ou gène de structure. Malgré quelques exceptions, le code génétique est le même chez tous les êtres vivants: il est universel,
· Toute
modification de la séquence de nucléotides de l'ADN peut avoir des répercussions
sur la qualité du polypeptide synthétisé: c'est une mutation,
