La synthèse des protéines.

Chapitres V : la synthèse des protéines.

1. Le code génétique :

Le code génétique est constitué de codons constitués de trois nucléotides. Ces codons sont sans ambiguïté puisqu’ils contiennent trois nucléotides dans un ordre précis qui définit un acide aminé.

Le nombre de codons est de 64, (43), 61 codons qui codent un acide aminé puis 3 codons STOP.

Il a fallu dix ans pour déterminer ce code génétique dans le laboratoire de Niremberg et Khorana.

Ce code est dégénéré, c’est-à-dire qu’un acide aminé peut être codés par plusieurs codons sauf pour la méthionine (AUG) et le tryptophane (UGG).

Ce code est non chevauchant, chaque nucléotide fait partie d’un codon, il ne peut faire partie de 2 codons à la fois.

La sérine par exemple est codée par 6 codons, la glycine par 4, la lysine par 2, ce nombre est variable selon les acides aminés.

Le code génétique est quasi universel, on le retrouve dans la plupart des organismes, on retrouve tout de même quelques particularités :

• Un code génétique propre aux mitochondries 🡪 ou un codon STOP dans le génome nucléaire code pour un tryptophane dans la mitochondrie. Des différences mitochondriales sont aussi visibles entre les espèces.
• On retrouve de petites différences dans d’autres organismes.

Cette universalité permet de pouvoir prendre une séquence humaine et l'intégrer à une bactérie.

Parfois la proportion des ARNt n’est pas la même, les codons peuvent être en plus ou moins grande quantité.

2. La fonction des ARN de transfert 

Ces ARNt vont servir de lien entre le messager et les acides aminés. L’ARNt reconnait l’ARNm grâce à l’appariement entre son anticodon et le codon de l’ARNm.

L’ARN de transfert se fixe grâce à son anticodon sur un codon UUC de l’ARNm. L’ARNt peut être dans deux situations :

• Fixé à l’acide aminé = chargé
• Non fixé à l’acide aminé = non chargé.

L’appariement entre l’anticodon et le codon peut se faire entre les trois bases, ou bien entre les deux premières bases du codon et les deux dernières bases de l’anticodon, l’anticodon peut donc s’apparier avec un autre codon.

La position de flottement ou position wobble correspond à l’ARNt qui peut se fixer à différents codons.

Règle du Wobble :

• Si X est un « U » l’ARNt peut se fixer sur deux codons A ou G
• Si X est un « G » l’ARNt pourra se fixer sur un C ou un U
• Si X correspond à l’hypoxanthine 🡪 trois possibilités.

Le nombre d’ARNt est environ de 40 donc supérieur au nombre d’acides aminés, un acide aminé peut donc être pris en charge par différent ARNt (avec des séquences différentes) on parle alors d’ARNt isoaccepteurs (ARNt qui acceptent le même acide aminé).

Le nombre d’ARN de transfert est inférieur au nombre de codons, donc un ARNt peut reconnaître plusieurs codons grâce à la flexibilité d’appariement.

Chez les procaryotes il y a 30 ARNt pour 61 codons, chez l’Homme on a 48 ARNt pour 61 codons.

Chez l’Homme sur 48 ARNt, 38 sont spécifiques d’un seul triplet et 16 utilisent un wobble.

Une mutation sur la 1ère lettre du codon garde quand même la propriété de base du codon, la 2ème lettre du codon définit la polarité de l’acide aminé.

Mutation et wobble.

Exemple de la mutation du gène mitochondrial codon l’ARNt de la leucine.

Mutation responsable d’une encéphalopathie mitochondriale MELAS : épilepsie myoclonique avec acidose lactique est accidents vasculo-cérébraux.

• La mutation 3243 A > G bloque la modification post-transcriptionnelle de l’uridine (U) en taurino-méthyluridine.
• Altération de la traduction, modification des protéines codées par l’ADN mitochondriale.

Rôles des aminoacyl-ARNt synthétases.

Pour que les ARNt fonctionnent correctement ils doivent être correctement activés. Un acide aminé est pris en charge par un ARNt qui devient chargé (on parle alors d’aminoacyl-ARNt)

Cette synthétase doit à la fois reconnaître l’acide aminé et le chargé sur l’ARNt qui lui correspond.

Chez la plupart des organismes on retrouve 20 aminoacyl-ARNt-synthétases, 1 enzyme reconnaît donc 1 acide aminé et les ARNt isoaccepteurs de ce dernier.

Cette enzyme catalyse 2 étapes pour charger l’acide aminé correctement sur l’ARNt :

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