CM2: Révisions - Transcription/traduction

🔹 GÈNES DE E. coli ET ORGANISATION DU GÉNOME 🔴 Questions

1. Que peut-on dire des gènes de Escherichia coli à partir du tableau comparatif ?

🔴 Réponse 1. Que peut-on dire des gènes de Escherichia coli ?

Quoi :
Le génome de E. coli est compact, dense en gènes et quasi entièrement codant.

Données clés (image) :

• Taille du génome ≈ 4,6 Mb

• Nombre de gènes ≈ 4400

• Densité ≈ 950 gènes/Mb

• 🔴 0 intron par gène

Comment :

• Les gènes sont très rapprochés

• Peu de régions intergéniques

• ARN non codants surtout impliqués dans la régulation transcriptionnelle

Pourquoi :
→ Optimisation maximale de l’espace génomique
→ Transcription et traduction rapides et efficaces

🟢 Comparaison implicite :
Chez l’Homme : faible densité génique → « désert génétique »

🔹 PROMOTEUR BACTÉRIEN 🔴 Questions

2. Qu’est-ce qu’un promoteur bactérien ?

🔴 Réponse 2. Qu’est-ce qu’un promoteur bactérien ?

Quoi :
Séquence d’ADN en amont d’un gène, reconnue par l’ARN polymérase pour initier la transcription.

Où (organisation canonique) :

• 🔴 Région −35 : consensus TTGACA

• 🔴 Région −10 (boîte Pribnow) : consensus TATAAT

• Espacement ≈ 17 nucléotides

• +1 = premier nucléotide transcrit

Comment :

• Le facteur σ reconnaît −35 et −10

• La région −10 riche en AT facilite l’ouverture de l’ADN

Pourquoi :
→ Détermine :

• le site de démarrage

• l’efficacité de la transcription

• la spécificité du gène exprimé

🔹 TRANSCRIPTION CHEZ LES PROCARYOTES 🔴 Questions

3. Quelles sont les trois étapes de la transcription chez les procaryotes ?

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🔴 Réponse 3. Quelles sont les trois étapes de la transcription chez les procaryotes ?

🔴 1. Initiation

Quoi :

• Fixation de l’ARN polymérase sur le promoteur

Comment :

• Holoenzyme = α₂ββ’σ

• σ reconnaît −35 / −10

• Ouverture locale de l’ADN (~15 pb puis jusqu’à ~80 pb)

• Synthèse des premiers nucléotides

• 🔴 Quand l’ARN atteint ~12 nt → σ se détache

Pourquoi :
→ Assure un démarrage précis et contrôlé

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🔴 2. Élongation

Quoi :

• Synthèse de l’ARN 5’ → 3’

Comment :

• β lie les ribonucléotides

• β’ lit le brin matrice

• ADN se referme derrière la polymérase

• ARN expulsé au fur et à mesure

Pourquoi :
→ Production fidèle du transcrit

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🔴 3. Terminaison

Quoi :

• Arrêt de la transcription et libération de l’ARN

Comment :

• 🔴 ρ-indépendante :

  • boucle ARN GC riche + queue poly-U

  • repliement rapide → dissociation

• 🟢 ρ-dépendante :

  • protéine Rho (ATPase) déstabilise le complexe

Pourquoi :
→ Empêche la transcription au-delà du gène

🔹 ARNt SYNTHÉTASE ET CHARGE DES ARNt 🔴 Questions

4. Comment fonctionne une aminoacyl-tRNA synthétase ?

5. Comment se fait la charge d’un ARNt ?

🔴 Réponses 4. Comment fonctionne une aminoacyl-tRNA synthétase ?

Quoi :
Enzyme spécifique qui associe le bon acide aminé au bon ARNt.

Spécificité :

• 🔴 1 synthétase / acide aminé

• Reconnaît :

  • chaîne latérale de l’aa

  • anticodon + structure de l’ARNt

Pourquoi :
→ Garantit la fidélité du code génétique

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5. Comment se fait la charge d’un ARNt ? (3 étapes)

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🔴 Étape 1 : activation de l’acide aminé

• Acide aminé + ATP → aminoacyl-AMP

• Libération PPi

• Mg²⁺ indispensable

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🔴 Étape 2 : transfert sur l’ARNt

• L’aa est transféré sur le OH en 3’ de l’ARNt

• Formation d’une liaison ester à haute énergie

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🔴 Étape 3 : ARNt chargé

• Produit final : aminoacyl-tRNA

• Directement utilisable par le ribosome

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🟢 Cas particulier (image) :

• Deux ARNtMet :

  • 🔴 initiateur

  • 🟢 élongateur

• Chez bactéries (et mitochondries) :

  • premier aa = N-formyl-méthionine (fMet)

  • formylation via formyl-tétrahydrofolate

🔹 TRADUCTION CHEZ LES PROCARYOTES 🔴 Questions

1. Quelles sont les grandes caractéristiques de la traduction chez les procaryotes ?

2. Comment se déroule l’initiation de la traduction chez les procaryotes ?

3. Quelles sont les étapes de l’élongation chez les procaryotes ?

4. Comment se fait la terminaison de la traduction chez les procaryotes ?

5. Qu’est-ce que le couplage transcription–traduction chez les procaryotes ?

🔴 Réponses 1. Quelles sont les grandes caractéristiques de la traduction chez les procaryotes ?

Quoi :

• Traduction rapide, cytoplasmique

• ARNm polycistronique

• Pas de coiffe 5’, pas de poly(A)

• ARNm très instable (t½ < 2 s chez E. coli)

Où / Quand :

• Dans le cytoplasme

• Simultanée à la transcription

Pourquoi :
→ Réponse extrêmement rapide aux conditions environnementales

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2. Comment se déroule l’initiation de la traduction chez les procaryotes ?

Quoi :
Assemblage du ribosome sur l’ARNm au codon start.

Comment (ordre exact) :

1. La sous-unité 30S se fixe sur la séquence Shine-Dalgarno

2. IF1 et IF3 empêchent l’association prématurée de la 50S

3. Le tRNA initiateur fMet-tRNAᶠᴹᵉᵗ arrive avec IF2-GTP

4. Appariement anticodon–AUG au site P

5. Association de la 50S

6. Hydrolyse du GTP → départ IF1, IF2, IF3

Pourquoi :
→ Garantit un démarrage précis et orienté de la traduction

🔴 Point clé :

• Le premier acide aminé est la N-formyl-méthionine

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3. Quelles sont les étapes de l’élongation chez les procaryotes ?

Quoi :
Allongement de la chaîne polypeptidique.

Comment (cycle répété) :

1. aa-tRNA entre au site A (protégé par EF-Tu-GTP)

2. Appariement codon/anticodon

3. Peptidyl-transférase (ARNr 23S) forme la liaison peptidique

4. EF-G-GTP provoque la translocation

   • tRNA A → P

   • tRNA P → E

   • ribosome avance d’un codon

Pourquoi :
→ Synthèse directionnelle N-ter → C-ter

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4. Comment se fait la terminaison de la traduction chez les procaryotes ?

Quoi :
Arrêt de la traduction au codon stop.

Comment :

• Codon stop (UAA, UAG, UGA) au site A

• Fixation de RF1 ou RF2

• Ajout d’H₂O (et non d’un aa)

• Libération du polypeptide

• RRF + EF-G dissocient le ribosome

Pourquoi :
→ Libération correcte de la protéine et recyclage du ribosome

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5. Qu’est-ce que le couplage transcription–traduction chez les procaryotes ?

Quoi :
La traduction commence avant la fin de la transcription.

Comment :

• Ribosomes se fixent sur l’ARNm naissant

• Plusieurs ribosomes traduisent en parallèle (polysomes)

Pourquoi :
→ Gain de temps majeur
→ Exploitation d’ARNm très instables

🔹 TRADUCTION CHEZ LES EUCARYOTES 🔴 Questions

6. Quelles sont les grandes caractéristiques de la traduction chez les eucaryotes ?

7. Comment se déroule l’initiation de la traduction chez les eucaryotes ?

8. Quelles sont les différences majeures d’élongation et de terminaison avec les procaryotes ?

🔴 Réponses 6. Quelles sont les grandes caractéristiques de la traduction chez les eucaryotes ?

Quoi :

• Traduction plus lente

• ARNm monocistronique

• Présence :

  • 🔴 coiffe 5’ (m⁷G)

  • 🔴 queue poly(A) 3’

  • 🔴 épissage préalable

Où / Quand :

• Traduction dans le cytoplasme

• Transcription dans le noyau → pas de couplage

Pourquoi :
→ Régulation fine de l’expression génique

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7. Comment se déroule l’initiation de la traduction chez les eucaryotes ?

Quoi :
Reconnaissance de la coiffe et balayage jusqu’au codon start.

Comment :

1. La petite sous-unité 40S + facteurs d’initiation se fixent sur la coiffe 5’

2. Le ribosome scanne l’ARNm

3. Reconnaissance du codon AUG dans le contexte de Kozak

4. Arrivée de la grande sous-unité 60S

Pourquoi :
→ Assure la sélection du bon AUG

🔴 Point clé :

• Premier aa = méthionine non formylée

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8. Quelles sont les différences majeures d’élongation et de terminaison avec les procaryotes ?

Élongation :

• Mécanisme global similaire

• Facteurs différents (eEF1A, eEF2)

Terminaison :

• Facteurs eRF

• ARNm plus stables

• Ribosomes recyclés indépendamment

Pourquoi :
→ Traduction plus contrôlée, moins rapide mais plus précise

	Procaryotes	Eucaryotes
ARNm
Coiffe / polyA
Initiation
1er aa
Couplage transcription-traduction
Vitesse

	Procaryotes	Eucaryotes
ARNm	Polycistronique	Monocistronique
Coiffe / polyA	❌	✅
Initiation	Shine-Dalgarno	Kozak
1er aa	fMet	Met
Couplage transcription-traduction	✅	❌
Vitesse	Très rapide	Plus lente