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9.4:

Exactitude de la traduction

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Molecular Biology
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JoVE Core Molecular Biology
Improving Translational Accuracy

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Un seul ARNm eucaryote est traduit pour donner une protéine de taille typique en environ 30 à 60 secondes. Au cours de ce processus, la précision de la traduction est maintenue par les facteurs d’élongation, EF-Tu et EF-G dans les bactéries et EF-1 et EF-2 dans les eucaryotes. Au cours de la traduction, EF-Tu s’associe au GTP et à l’aminoacyl ARNt.Ensemble, ils lient le site du ribosome pour former un duplex codon-anticodon. Chaque interaction codon-anticodon est vérifiée deux fois. Le premier point de contrôle est le couplage de base complémentaire entre le codon ARNm et le anticodon ARNt.Une correspondance codon-anticodon correcte se lie plus étroitement qu’un ARNt incorrect, qui se dissociera. Au deuxième point de contrôle, une partie de l’ARNr 16S dans la petite sous-unité ribosomique se replie autour des bases appariées formant un réseau de contacts ribosomiques qui sont spécifiques pour chaque position du codon-anticodon. Un ARNt non apparié ne parvient pas à établir des contacts ribosomiques et se dissocie, alors que l’ARNt correct modifie la configuration du centre catalytique dans le ribosome.Cela est appelé un ajustement induit. L’EF-Tu hydrolyse le GTP et se dissocie du ribosome. L’aminoacyl ARNt libéré peut alors participer à la traduction.Si un aminoacyl ARNt échappe à la relecture et est ajouté à la chaîne polypeptidique croissante, une discordance codon-anticodon dans le site P du ribosome entraîne une augmentation du taux d’erreur dans le site A.Avec des séries successives de mésincorporation d’acides, la chaîne de polypeptides défectueuse est prématurément terminée par des facteurs de terminaison et la protéine défectueuse est dégradée. 810 00:01:55.650 protéiques dans les groupes de granules des corps de Cajal et d’interchromatine contribue à l’assemblage et au transport rapide de complexes de ribonucléoprotéines vers les sites de transcription et de traitement de ARN à l’intérieur du noyau.

9.4:

Exactitude de la traduction

La complémentarité des bases entre les trois paires de bases du codon de l’ARNm et l’anticodon de l’ARNt n’est pas un mécanisme à sécurité intégrée. Les inexactitudes peuvent aller d’une seule incompatibilité à l’absence d’appariement de bases correct du tout. La différence d’énergie libre entre la base correcte et presque correcte Les paires peuvent être aussi petites que 3 kcal/mol. La complémentarité étant la seule étape de relecture, la fréquence d’erreur estimée serait d’un mauvais acide aminé sur 100 acides aminés incorporés. Cependant, les fréquences d’erreur observées dans les organismes sont nettement inférieures.

Le haut niveau de précision est garanti par deux étapes de relecture supplémentaires impliquant deux principes issus des interactions enzyme-substrat.

Au sein du ribosome, le centre peptidyl transférase (PTC) catalyse la formation de liaisons covalentes entre les acides aminés pour former une chaîne polypeptidique. Comme toute autre enzyme, la PTC possède également un site actif qui fait la distinction entre les substrats en fonction de leur structure moléculaire. Les résidus de l’ARNr 16S de la petite sous-unité ribosomique forment des liaisons hydrogène avec les atomes de base et du squelette du duplex codon-anticodon. Seul l’ARNt correct peut induire des changements de conformation dans le PTC, qui effectue la catalyse.

La deuxième étape, appelée relecture cinétique, intervient après la dissociation irréversible de EF-Tu·GDP du ribosome. L’hydrolyse du GTP marque le début d’un court délai pendant lequel l’aminoacyl-ARNt se déplace dans le site actif du PTC pour la catalyse. Pendant ce délai, toutes les paires codon-anticodon incorrectes qui ont glissé à travers l’étape d’ajustement induit sont plus susceptibles de se dissocier que les paires correctes. La raison en est que le mauvais ARNt créer des paires de bases plus faibles avec le codon, et le délai est plus long pour les correspondances incorrectes que correctes.

Suggested Reading

  1. Alberts, Bruce. "Molecular Biology of the Cell." (2016), Pgs 343-346.
  2. Rodnina, Marina V., and Wolfgang Wintermeyer. "Ribosome fidelity: tRNA discrimination, proofreading and induced fit." Trends in biochemical sciences 26, no. 2 (2001): 124-130.
  3. Ieong, Ka-Weng, Ülkü Uzun, Maria Selmer, and Måns Ehrenberg. "Two proofreading steps amplify the accuracy of genetic code translation." Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 48 (2016): 13744-13749.