biologie pour les Majors I

Figure 1. Une liaison peptidique relie l’extrémité carboxyle d’un acide aminé à l’extrémité aminée d’un autre, expulsant une molécule d’eau. Pour plus de simplicité dans cette image, seuls les groupes fonctionnels impliqués dans la liaison peptidique sont affichés. Les désignations R et R’ font référence au reste de chaque structure d’acides aminés.,

la synthèse des protéines consomme plus d’énergie d’une cellule que tout autre processus métabolique. À leur tour, les protéines représentent plus de masse que tout autre composant des organismes vivants (à l’exception de l’eau), et les protéines remplissent pratiquement toutes les fonctions d’une cellule. Le processus de traduction, ou synthèse de protéine, implique le décodage d’un message d’ARNm dans un produit polypeptidique. Les acides aminés sont enchaînés de manière covalente par des liaisons peptidiques interconnectées dans des longueurs allant d’environ 50 résidus d’acides aminés à plus de 1 000., Chaque acide aminé individuel a un groupe aminé (NH2) et un groupe carboxyle (COOH). Les Polypeptides sont formés lorsque le groupe aminé d’un acide aminé forme une liaison amide (c’est-à-dire peptide) avec le groupe carboxyle d’un autre acide aminé (Figure 1). Cette réaction est catalysée par les ribosomes et génère une molécule d’eau.

Machines de synthèse des protéines

en plus du modèle d’ARNm, de nombreuses molécules et macromolécules contribuent au processus de traduction., La composition de chaque composant peut varier d’une espèce à l’autre; par exemple, les ribosomes peuvent être constitués d’un nombre différent d’ARNr et de polypeptides selon l’organisme. Cependant, les structures générales et les fonctions de la machinerie de synthèse des protéines sont comparables des bactéries aux cellules humaines. La traduction nécessite l’entrée d’un modèle d’ARNm, de ribosomes, d’ARNt et de divers facteurs enzymatiques.

Polysomes

avant même qu’un ARNm ne soit traduit, une cellule doit investir de l’énergie pour construire chacun de ses ribosomes. Dans E., coli, il y a entre 10 000 et 70 000 ribosomes présents dans chaque cellule à un moment donné. Un ribosome est une macromolécule complexe composée d’ARNr structuraux et catalytiques, et de nombreux polypeptides distincts. Chez les eucaryotes, le nucléole est complètement spécialisé pour la synthèse et l’assemblage des ARNr.

les Ribosomes existent dans le cytoplasme chez les procaryotes et dans le cytoplasme et le réticulum endoplasmique chez les eucaryotes., Les mitochondries et les chloroplastes ont également leurs propres ribosomes dans la matrice et le stroma, qui ressemblent plus aux ribosomes procaryotes (et ont des sensibilités médicamenteuses similaires) que les ribosomes juste à l’extérieur de leurs membranes externes dans le cytoplasme. Les Ribosomes se dissocient en grandes et petites sous-unités lorsqu’ils ne synthétisent pas de protéines et se réassocient lors de l’initiation de la traduction. Chez E. coli, la petite sous-unité est décrite comme 30S, et la grande sous-unité est 50s, pour un total de 70S (rappelons que les unités de Svedberg ne sont pas additives)., Les ribosomes des mammifères ont une petite sous-unité 40S et une grande sous-unité 60s, pour un total de 80S. la petite sous-unité est responsable de la liaison du modèle d’ARNm, tandis que la grande sous-unité lie séquentiellement les ARNt. Chaque molécule d’ARNm est traduite simultanément par de nombreux ribosomes, tous synthétisant la protéine dans le même sens: lecture de l’ARNm de 5′ à 3′ et synthèse du polypeptide de la terminaison N à la terminaison C. La structure complète de l’ARNm / poly-ribosome est appelée polysome.,

ARNt

les ARNt sont des molécules D’ARN structurales qui ont été transcrites à partir de gènes par L’ARN polymérase III. selon les espèces, il existe 40 à 60 types d’ARNt dans le cytoplasme. Les ARN de transfert servent de molécules adaptatrices. Chaque ARNt porte un acide aminé spécifique et reconnaît un ou plusieurs des codons d’ARNm qui définissent l’ordre des acides aminés dans une protéine. Les Aminoacyl-ARNt se lient au ribosome et ajoutent l’acide aminé correspondant à la chaîne polypeptidique. Par conséquent, les ARNt sont les molécules qui « traduisent » réellement le langage de l’ARN dans le langage des protéines.,

sur les 64 codons d’ARNm possibles—ou combinaisons triplets de A, U, G et C—trois spécifient la terminaison de la synthèse protéique et 61 spécifient l’addition d’acides aminés à la chaîne polypeptidique. Parmi ces 61, un codon (AUG) Code également l’initiation de la traduction. Chaque anticodon d’ARNt peut s’apparier avec l’un des codons d’ARNm et Ajouter un acide aminé ou terminer la traduction, selon le code génétique., Par exemple, si la séquence CUA se produisait sur un modèle d’ARNm dans le cadre de lecture approprié, elle lierait un ARNt exprimant la séquence complémentaire, GAU, qui serait liée à l’acide aminé leucine.

en tant que molécules adaptatrices de la traduction, il est surprenant que les ARNt puissent intégrer autant de spécificité dans un si petit paquet. Considérez que les ARNt doivent interagir avec trois facteurs:

1. ils doivent être reconnus par la bonne aminoacyl synthétase.
2. ils doivent être reconnus par les ribosomes.
3. ils doivent se lier à la séquence correcte dans l’ARNm.,

Aminoacyl ARNt synthétases

le processus de synthèse pré-ARNt par L’ARN polymérase III ne crée que la partie ARN de la molécule adaptatrice. L’acide aminé correspondant doit être ajouté plus tard, une fois que l’ARNt est traité et exporté vers le cytoplasme. Grâce au processus de « charge” de l’ARNt, chaque molécule d’ARNt est liée à son acide aminé correct par l’un d’un groupe d’enzymes appelées aminoacyl ARNt synthétases. Au moins un type d’aminoacyl ARNt synthétase existe pour chacun des 20 acides aminés; le nombre exact d’aminoacyl ARNt synthétases varie selon les espèces., Ces enzymes se lient et hydrolysent D’abord L’ATP pour catalyser une liaison de haute énergie entre un acide aminé et l’adénosine monophosphate (AMP); une molécule de pyrophosphate est expulsée dans cette réaction. L’acide aminé activé est ensuite transféré à l’ARNt et L’AMP est libéré. Le terme « charge » est approprié, car la liaison à haute énergie qui attache un acide aminé à son ARNt est ensuite utilisée pour entraîner la formation de la liaison peptidique. Chaque ARNt est nommé pour son acide aminé.

de Contribuer!,

améliorer cette pageapprendre plus