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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 Collège Lionel-Groulx 3

Objectif général

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 post traductionnelles 5. Les mutations ponctuelles

Figure 17.3 b), p. 381

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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) Collège Lionel-Groulx

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

Génons Codons Acides aminés

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Le code génétique

Figure 17.5, p. 383

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Le code génétique

•Cadre de lecture: – L’ARN doit être lu dans le bon sens et à partir du bon endroit pour former une protéine fonctionnelle.

– Sens 5 ’→ 3 ’ • 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 Collège Lionel-Groulx 9

ADN → ARNprém→ ARNm → Protéine 1 2 3 2.

1.

Transcription Maturation de l’ARN 3.

Traduction Animation de la transcription et la traduction Collège Lionel-Groulx 10

1.La transcription -

Une vue d’ensemble Collège Lionel-Groulx 11

a. L’initiation

•Facteurs impliqués: – ADN: • Promoteur du gène • boîte TATA – Facteurs de transcription – ARN polymérase

Complexe d’initiation de la 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

Figure 17.9, p. 386 users.rcn.com

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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 Collège Lionel-Groulx 16

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 traduites. Ce sont les exons introns . Exons = séquences exprimées.

– Les régions non codantes sont des séquences d’ARN qui ne seront par . Introns = intrus… • Processus d’excision des introns et de recollage des exons de l’ARNm .

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Figure 17.11, p. 388

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b. L’épissage

• Fonctions: – 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

Figure 17.12, p. 389

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La maturation de l’ARNprém

ADN Figure 18.8, p. 415

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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 •Fonction: – Appariement de l’ARNt avec l’acide aminé correspondant en prenant l’énergie de l’ATP.

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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 Collège Lionel-Groulx

Figure 17.17, p. 392

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Le ribosome

•Polyribosomes: – Traduction simultanée d’un même ARNm par plusieurs ribosomes.

– Permet de faire plusieurs protéines rapidement à partir d’un seul ARNm Collège Lionel-Groulx 27

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

Complexe d’initiation de la traduction

– GTP • Lieu: cytoplasme Collège Lionel-Groulx 28

b. L’élongation

•Facteurs impliqués: – ARNm – ARNt – Ribosome – 2 GTP Collège Lionel-Groulx 29

c. La terminaison

•Facteurs impliqués: – ARNm (codons d’arrêt UAG, UAA et UGA) – Facteur de terminaison – Hydrolyse Collège Lionel-Groulx 30

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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4. Les modifications post-traductionnelles •Obtention d’une protéine fonctionnelle – 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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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 Collège Lionel-Groulx 36

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Figure 17.23, p. 398

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