Transcription : Processus de copie de l'information génétique de l'ADN vers l'ARNm.
- Identifier le gène à transcrire
- Reconnaître le promoteur
- Comprendre l'action de l'ARN polymérase
- Identifier les étapes de maturation
L'ARN polymérase se fixe sur la région promoteur du gène.
L'ARN polymérase lit la séquence codante de l'ADN et synthétise l'ARNm complémentaire.
L'ARN polymérase atteint la séquence de terminaison et libère l'ARNm.
Épissage, ajout d'un cap 5' et d'une queue poly-A 3'.
La transcription est le processus de copie de l'ADN en ARNm. L'ARN polymérase synthétise un brin d'ARN complémentaire à un brin d'ADN codant. L'ARNm mature quitte le noyau pour la traduction.
• Sens : Synthèse de 5' vers 3'
• Complémentarité : A de l'ADN correspond à U de l'ARN
• Sélection : Seuls certains gènes sont transcrits selon les besoins
ARNm (ARN messager) : Molécule intermédiaire transportant l'information génétique du noyau au ribosome.
ARN simple brin avec cap 5', région codante, queue poly-A 3', et séquences UTR.
Structure modifiée en 5' qui protège l'ARNm et facilite la reconnaissance par les ribosomes.
Série de nucléotides adénine en 3' qui augmente la stabilité de l'ARNm.
Séquence d'ARN comprise entre les codons start et stop, codant pour la protéine.
L'ARNm est une molécule d'ARN simple brin qui transporte l'information génétique de l'ADN vers les ribosomes. Il possède un cap 5', une région codante, et une queue poly-A 3', et sert de modèle pour la synthèse protéique.
• Transport : L'ARNm transporte l'information du noyau au cytoplasme
• Stabilité : Cap et queue augmentent la durée de vie de l'ARNm
• Traduction : La région codante est lue par les ribosomes
Ribosome : Complexe ribonucléoprotéique composé de deux sous-unités, site de synthèse protéique.
Deux sous-unités (petite et grande) composées d'ARNr et de protéines ribosomales.
Site P (peptidyle), Site A (acyle), Site E (exit) pour l'ARNt.
Reconnaît l'ARNm et les ARNt, catalyse la formation des liaisons peptidiques.
Libres dans le cytoplasme ou attachés au réticulum endoplasmique rugueux.
Les ribosomes sont les machines cellulaires responsables de la synthèse des protéines. Ils reconnaissent l'ARNm et les ARNt, et catalysent la formation des liaisons peptidiques entre acides aminés.
• Universel : Présent dans tous les êtres vivants
• Direction : Lit l'ARNm de 5' vers 3'
• Précision : Assure la fidélité de la traduction
Code génétique : Correspondance entre codons (triplets de nucléotides) et acides aminés.
Le code est presque identique chez tous les êtres vivants.
Chaque nucléotide est lu dans un seul triplet.
La plupart des acides aminés sont codés par plusieurs codons.
UAA, UAG, UGA signalent la fin de la traduction.
Le code génétique est universel, non chevauchant et dégénéré. Il permet la conversion de la séquence d'ARNm en séquence protéique. La dégénérescence offre une certaine tolérance aux mutations.
• Triplet : 3 nucléotides = 1 acide aminé
• Start : AUG codon d'initiation
• Stop : UAA, UAG, UGA codons de terminaison
ARNt (ARN de transfert) : Molécule en forme de trèfle transportant les acides aminés.
Structure secondaire en trèfle avec boucles et tiges, extrémité 3' -CCA.
Séquence de 3 nucléotides complémentaire au codon de l'ARNm.
Chargé avec l'acide aminé correspondant par les aminoacyl-ARNt synthétases.
Livraison précise des acides aminés aux ribosomes pendant la traduction.
L'ARNt est une molécule adaptatrice qui relie la séquence d'ARNm à la séquence protéique. Il transporte l'acide aminé approprié vers le ribosome, guidé par la reconnaissance codon-anticodon.
• Spécificité : Chaque ARNt reconnaît un codon spécifique
• Adapter : Convertit information nucléique en information protéique
• Chargement : Aminoacyl-ARNt synthétases assurent précision
Initiation : Phase de démarrage de la synthèse protéique au codon AUG.
La petite sous-unité ribosomale se lie à l'ARNm.
Le ribosome scanne l'ARNm pour trouver le codon d'initiation AUG.
L'ARNt portant la méthionine se place dans le site P.
La grande sous-unité ribosomale se joint pour former le ribosome fonctionnel.
L'initiation de la traduction commence par la reconnaissance du codon AUG par le ribosome. La petite sous-unité se lie à l'ARNm, trouve le codon start, et l'ARNt initiateur (Met) se place dans le site P.
• Codon start : Toujours AUG (codant pour méthionine)
• Capuche : Reconnue par facteurs d'initiation
• Précision : Ensures correct reading frame
Élongation : Ajout successif des acides aminés à la chaîne en croissance.
L'ARNt approprié entre dans le site A du ribosome par appariement codon-anticodon.
Formation d'une liaison peptidique entre les acides aminés en P et A.
Le ribosome se déplace d'un codon vers l'avant, déplaçant l'ARNt du site A vers P.
L'ancien ARNt quitte le site E, libérant la place pour le suivant.
L'élongation consiste en un cycle répété de reconnaissance codon-anticodon, formation de liaison peptidique, et translocation. À chaque cycle, un acide aminé est ajouté à la chaîne polypeptidique.
• Cycle : Répétition des mêmes étapes
• Direction : Synthèse de N-terminal vers C-terminal
• Énergie : Nécessite GTP pour les facteurs d'élongation
Terminaison : Arrêt de la synthèse protéique au codon stop.
Le ribosome rencontre un codon stop (UAA, UAG, UGA).
Un facteur de libération se lie au codon stop dans le site A.
La liaison entre la dernière acide aminé et l'ARNt est hydrolysée.
Le ribosome se dissocie de l'ARNm et la protéine est libérée.
La terminaison se produit lorsque le ribosome atteint un codon stop. Les facteurs de libération provoquent la dissociation du ribosome et la libération de la protéine complète.
• Stop : Aucun ARNt ne reconnaît les codons stop
• Libération : Protéine libérée intacte
• Recyclage : Ribosome réutilisable
Maturation : Modifications post-traductionnelles pour obtenir la protéine fonctionnelle.
Signaux de localisation guident la protéine vers sa destination.
Glycosylation, phosphorylation, clivage de peptides signal.
La protéine acquiert sa structure tridimensionnelle fonctionnelle.
Vérification de la bonne structure et fonction.
Après la synthèse, les protéines subissent des modifications post-traductionnelles pour devenir fonctionnelles. Cela inclut le transport, le pliage, et diverses modifications chimiques.
• Nécessité : La protéine brute n'est souvent pas fonctionnelle
• Spécificité : Modifications dépendent de la fonction
• Qualité : Surveillance pour éviter les protéines défectueuses
Relation ADN-protéine : Correspondance entre séquence nucléique et séquence protéique.
1 codon (3 nucléotides) = 1 acide aminé ⇒ 3:1 ratio.
Traduction de la séquence ARNm en séquence protéique.
Nombre d'acides aminés × 3 = nombre minimum de nucléotides.
Intron, régions non codantes, séquences leader/trailer.
Calculer la taille d'un gène à partir de la protéine ou vice versa.
La relation entre ADN et protéine est basée sur le code génétique. Pour une protéine de n acides aminés, il faut au minimum 3n nucléotides dans la région codante de l'ARNm.
• Ratio : 3 nucléotides pour 1 acide aminé
• Calcul : Longueur gène > 3 × longueur protéine (à cause des introns)
• Précision : Tenir compte des régions non codantes
