DU GENE A LA PROT Flashcards
genome et expression def genome combien base pour genome humain pourcentage genome transcrit pourcentage qui codent prot Taille moyennne gene chez l'homme et taille codant
- Le génome : ensemble de l’information héréditaire d’un organisme présent en totalité dans chaque cellule
- 3.2 milliards de bases pour le génome humain
- 40% du génome est transcrit, l’unité transcrite : le gène
- Mais < 2% codent pour des protéines
- Taille moyenne d’un gène chez l’homme 27kb pour 1.3kb codant: toute la séquence n’est pas codante
differente regions gene regulatrice promotrice exons introns
regions regulatrice en amont du gène: active ou reprime la transcription
regoin promotrice: avant le site d’initiation de la transcrption au debut du premier exon: ou vont se fixer des fracterurs de transcription
dans le cœur du gene:
exons: regions condante du gene: constitue l’ARNm mature
Introns: transcrit en ARN pré messager puis eliminer par excision/epissage
à la fin de la séquence codante on trouve un codon Stop et la séaquence AATAAA (signal de polydénylation: permet de synthetiser une queue poly A à la fin du transcrit pour le proteger de la degradation)
diff etape gene -> prot
transcription
création ARN pre m à partir du gène par des ARN polymérase il contient
region en amont de la sequence codante, les axons, les introns, une region aores le codon stop
Maturation: modification de l’ARN et epissage des introns par le splicéosome → obtention ARNm mature
Traduction:
traduction du code genetique en AA et synthese des prot par les ribosome
transcription gène
initiation
transcription gene: formation ARN prémessager. Elle a eu lieu dans le noyau grace à l’ARN plymérase II
→ complexe proteique qui reconnaît une sequence specifique du promoteur, contenant la TATA box ( situé environ 25 AA en amont du 1er exon) ainsi que des elements de réponse pouvant fixer des facteurs de transcription. Ainsi se met en place un complex proteique d’initiation par recrutement de l’ARN polymérase II et de facteurs de transcription
→ l’Arn polymérase ensuite glisse jusqua site d’initiation pour débuter la lecture du brin
transcription gene
elongation
La formation du complexe d’initiation suivi de modification de la structure de la chromatine : les brins d’ADN se dissocient sous l’effet de l’ARN polymerase II qui forme une bulle de transcription
!! La polymérase synthetise toujours de 5’ vers 3’, formation d’une liaison phosphodiester
Brin 5’-3’ = brin sens il a la meme sequence que le pré ARN transcrit (T remplacer par U )
brin 3’-5’ = brin anti sens ou matrice car c’est le brin qui est lu par l’ARN polymérase
-> 22nucleotides/s : dépend activité promoteur
molécule d’ARN sont synthétisé simultanément
diff ARN
ARNm = provient de gene condant pour des prot
ARNt (transfert) = provient des gènes condant pour les ARN de transfert, participe a la traduction de l’ARNm en proteine ( c’est eux qui detiennent le code génétique) et permettent association codon et AA
ARNr (ribosomal) = provient gène qui particpent à la construction des sous unités du ribosome. Ils vont catalyser cette réaction de synthèse de protéine: ce sont des ribozymes
ARNt et ARNr qui sont des biocatalyseurs/ effecteur de l’ARNm
ARNsn (small nuclear): ce sont des «petits» ARN qui ont une multitude de fonctions différentes ou Petit ARN non codant
role Régulateur
Exemple les MIR (microARN)
different ARN polymérase eucaryote
ARN pol I : ARN ribosomaux
ARN pol II : ARNm
ARN III 1 ARNr (5S) + ARNt + petit ARN nucleaire non codant
comment rendre ARN stable
macromolécule = instable. ARN par nature sont encore plus instable que l’ADN (a cause du simple brin)
pour prooteger l’ARNm et assurer stabilite, viennent s’ajouter pendant la transcription:
-en 5’ une coiffe de guanosine méthylée (permet aussi placement ribosome)
-en 3’ une queue poly A après la sequence AAAAA (permet aussi de sortir du noyau)
maturation en 5’
Ajout d’une coiffe en 5’ par CTD : Domaine C terminal / ARN polymérase
Rôle de recrutement des différents facteurs
-> Capping
Favorise l’export vers le cytoplasme
Stabilise l’extrémité 5’
Rôle / initiation de la traduction
epissage
sequence consensus
La reconnaissance est assurée par : des séquences génomiques « CIS » consensus
chaque cote de tous les exons il y a des sequences consensus d’epissage : AG -exon-GT
nommé par rapport a l’intron
GT : 5’ donneur, AG : 3’ accepteur
et a l’interieur de l’intron : A qui est le point de branchement
l’epissage ne se fera pas correctement sur un de ces trucs est muté 100% risque : impact majeur
epissage spliceosome
La reconnaissance est assurée par des éléments « TRANS » du spliceosome
Small nuclear ribonucleotide protein/ snRNP
ARN guides (U1, U2, U4, U6,U5)
U1 se met sur le site donneur U2 sur point de branchement
fixation U1 U2 permet recrutement complexe U4,U5,U6 et l’activé
rapprochement physique des exons
epissage enchainement 2 reaction avec spliceosome
1ere reaction est une reaction de transesterification entre le site donneur et le point de branchement : liaison entre A(pt branchement) et le G (du GU site donneur) : formation laceau
2eme reaction de transesterification entre derniere base du premier exon et le G-premiere base de l’exon qui suit : libere laceau et excise l’intron
terminaison transcription
Quand ARN polymérase transcrit la sequence AATAAA : frein, clivage de l’ARN POL II par une endonucléase
puis ajout PolyA en 3’ :
Environ 200 motifs adényliques
Nécessite de l’ATP
Stabilisation du messager/ polyA binding protein (protéines liant le PolyA)
Rôle dans l’export du messager
export ARNm
Le Messager sort dans le cytoplasme via l’extrémité 5’
Il peut alors être engagé dans la machinerie de traduction
Epissage alternatif :
Epissage constutif :
Epissage alternatif: formation de transcrit differents a partir d’un même gène: comnbiner de differentes manières les exons afin de générer des transcrit différents
Epissage constitutif (WT)
Saut d’exon: un exon est entierement exclus
Rétention d’intron: un intron est retenu
Exclusion mutuelle d’exon: seul l’un des deux exons est retenu dans l’ARNm mature
Site alternatif/cryptique d’épissage: en 5’ ou 3’: en cas de mutation au niveau d’un site donneur / accepteur, un site cryptique se dévoile
regulation quantitative
Repose sur la dégradation des ARN. Permet de:
réguler la prod de prot: répression de la raduction
éliminer les ARN déféctueux → contrôle qualité des ARN
deux système dans degradation: NMD et MIR
NMD: système de dégradation des ARNm porteurs d’un codons stop prématuré
mirco ARN
MicroARN (MIR)
petits ARN non codant jouant un rôle clé dan la régulation post-transcriptionnelle de l’expression des gènes
Les MIR sont complémentaire d’une séquence localisée en 3’. Si la complementarite entre microRNA et l’ARN est imparfaite, il ya répression de la traduction. Si elle est parfaite, l’ARNm est dégradé
traduction
codon
Un codon → un AA mais plsrs plusieurs codon peuvent donner un mm AA
Codon a connaître: initiateur: AUG (code Met), codons STOP UAA, UAG, UGA
La region codante est comprise entre le codon initiateur et le codon STOP
Cependant parti UTR(non transcrite) ne servent pas a rien: rôle de régulation
ARNt
ARN de transfert: 22 different
synthetise par l’ADN mitochondriale
médiateur entre AA et le ribosome: petit ARN non codant en forme de croix : 3 boucle
en bas boucle anti-codon (3 nucleotide complémentaires à l’ARNm permettant la reconnaissance du codon). Boucle T et Boucle D
En haut l’extremite 3’ de l’ARNt est fixé à l’AA correspondant reconnu
Fixation AA : AA active par ATP -> AA-AMP, remplacement AMP par ARNt et liberation AMP, liaison covalente entre ARNt et AA
le ribosome
Le ribosome: complexe ribonucléoproteique formé de deux sous unités codées par l’ARNr: la grande sous unité 60S : contient 49 protein + 3 ARNr
et la petite sous unité 40S : 33 prot + ARNr
contient 3 sites :
A (Amino Acyl tRNA), P (peptidyl tRNA), E (Exit) : permettent translocation ARNm
traduction
partenaire
L’ARNm comme matrice Protéines régulatrices Les ARNs ribosomaux Protéines ribosomales Les ARNs de transfert Des acides aminés
etape initiation traduction
C’est la reconnaissance du codon d’initiation AUG
Activation de l’ARNm via le recrutement de facteurs d’initiation de la traduction : eIF(s)
L’étape d’initiation de la traduction est très régulée
en parallele
- formation complexe de pré-initiation (PIC) Petite SU ribosome+Met-tRNA
- PABP rôle de circularisation de ARNm
> stabilisation
Identification de l’AUG : codon d’initiation ?
Recrutement de la grosse SU et démarrage de la synthèse protéique
La séquence de Kozak est une séquence conservée autour de l’AUG d’initiation
• Efficacité de traduction
• Spécificité de reconnaissance
etape elongation
Ribosome est sur l’AUG n°1/ ARNt-Met
Fixation de l’Aminoacyl-ARNt n°2 au niveau du site A
-> + facteur d’élongation : eEF1A /B (protéines)
Synthèse de la liaison peptidique
Translocation de la petite SU de 3 nucléotides
-> + facteur d’élongation : eEF2
-> Libération du site A
Exit de l’ARNt libre
Fixation de l’Aminoacyl-ARNt au niveau du site A
Terminaison traduction
Présence d’un codon STOP en Phase
Fixation de eRF1-eRF3/ release factor
Libération prot
translocation puis dissociation complexe
Polyribosome
La synthèse d’une protéine de 500 AA nécessite environ 1 min
Plusieurs ribosomes peuvent parcourir l’ARNm en même temps : Polyribosomes
> Augmentation de la synthèse protéique
La formation des polyribosomes est régulée par les facteurs d’initiation de la traduction
Les facteurs d’initiation de la traduction sont régulés par des facteurs externes
Anomalies d’initiation de la traduction-exemples
L’existence de structures secondaire de l’ARNm peut freiner le déplacement du complexe d’initiation et avoir un impact
sur la traduction
L’existence d’une mutation, délétion, insertion en 5’UTR de l’ARNm peut modifier la séquence et > la détection d’un codon AUG non
conventionnel
erreurs de traduction? Fidélité de lecture
role ribosome et ARNt
Rôle du ribosome
Stabilisation de l’interaction ARNt /ARNm
Intervient dans la fidélité de la lecture
Role de l’ARNt
Erreurs 6x10^-4 5x10^-3 par AA incorporé
Problème au niveau de l’aminoacylation
Les aa-tRNA synthétases sont remarquablement spécifiques
Choix de l’ARNt : Processus d’édition existent
