Terminaison de la traduction et facteurs de libération

La terminaison de la traduction est la phase finale de la synthèse protéique, au cours de laquelle le ribosome reconnaît un codon stop, libère le polypeptide achevé et se prépare à se dissocier. Les facteurs de libération sont les protéines qui lisent les codons stop et déclenchent l'hydrolyse de la chaîne achevée à partir du dernier ARN de transfert.

Definition

La terminaison de la traduction est la reconnaissance d'un codon stop dans le site A ribosomal, médiatisée par les facteurs de libération, suivie de l'hydrolyse de la liaison unissant le polypeptide achevé à l'ARN de transfert du site P, mettant fin à la synthèse.

Scope

Ce sujet aborde comment les codons stop sont reconnus par les facteurs de libération de classe I, comment le polypeptide achevé est libéré par hydrolyse au centre peptidyltransférase, le rôle des facteurs de libération GTPase de classe II, et comment le ribosome est ensuite dissocié et recyclé. Il s'agit d'un sujet mécanistique, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Comment les codons stop sont-ils reconnus sans ARN de transfert ?
• Comment le polypeptide achevé est-il libéré du ribosome ?
• Qu'est-ce qui distingue les facteurs de libération de classe I et de classe II ?
• Comment le ribosome est-il recyclé après la terminaison ?

Key concepts

• Codons stop (UAA, UAG, UGA)
• Facteurs de libération de classe I (eRF1 ; RF1/RF2 bactériens)
• Facteurs de libération GTPase de classe II (eRF3 ; RF3 bactérien)
• Hydrolyse du peptidyl-ARNt
• Recyclage du ribosome
• Lecture au-delà (readthrough) et suppression non-sens (nonsense suppression)

Key theories

Décodage des codons stop par les protéines

Les codons stop ne sont pas lus par des ARNt, mais par des protéines facteurs de libération de classe I, qui reconnaissent le codon dans le centre de décodage et favorisent l'hydrolyse de la liaison peptidyl-ARNt pour libérer la protéine.

Mechanisms

Lorsqu'un codon stop entre dans le site A ribosomal, un facteur de libération de classe I (eRF1 chez les eucaryotes, RF1 ou RF2 chez les bactéries) le reconnaît directement par des contacts protéine-codon et atteint le centre peptidyltransférase, où il favorise l'hydrolyse de la liaison ester qui lie le polypeptide achevé à l'ARN de transfert du site P, libérant ainsi la protéine. Un facteur de libération GTPase de classe II (eRF3, ou RF3 bactérien) couple l'hydrolyse du GTP à ce processus et contribue à coordonner le renouvellement des facteurs. Après la libération, les facteurs de recyclage du ribosome et les facteurs associés à l'initiation dissocient le ribosome en sous-unités et éliminent l'ARNt et l'ARNm restants, régénérant les composants pour de nouveaux cycles d'initiation. La structure cristalline de l'eRF1 a révélé comment une seule protéine peut à la fois reconnaître les codons stop et déclencher l'hydrolyse.

Clinical relevance

Les codons stop prématurés résultant de mutations non-sens (nonsense mutations) sont à l'origine de nombreuses maladies génétiques en tronquant les protéines, et l'efficacité de la terminaison par rapport à la lecture au-delà (readthrough) est pertinente sur le plan biologique et pharmacologique, ce qui relie cette étape aux mécanismes des maladies. Cette entrée décrit des processus moléculaires et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

Le mécanisme de terminaison est établi par des études biochimiques, génétiques et structurales des facteurs de libération bactériens et eucaryotes, consolidées dans la littérature de revue majeure et les manuels de référence.

History

Les facteurs de libération bactériens ont été identifiés biochimiquement dans les années 1960, distinguant les facteurs de classe I lisant les codons des facteurs GTPase de classe II. La structure cristalline de l'eRF1 humain en 2000 a clarifié comment une protéine décode les trois codons stop et lie la reconnaissance à la libération du peptide, et des travaux structuraux et biochimiques ultérieurs ont défini le recyclage du ribosome.

Key figures

• David Barford
• Haiwei Song
• Thomas Dever
• Rachel Green

Seminal works

• song-2000
• dever-2012

Frequently asked questions

Pourquoi n'y a-t-il pas d'ARN de transfert pour les codons stop ?

Les codons stop sont plutôt reconnus par des protéines facteurs de libération ; ces facteurs lisent le codon et déclenchent la libération de la protéine achevée plutôt que d'ajouter un autre acide aminé.

Que devient le ribosome après la libération de la protéine ?

Après la libération, le ribosome est recyclé : des facteurs dédiés le dissocient en ses deux sous-unités et éliminent l'ARN de transfert et l'ARN messager restants afin que les composants puissent être réutilisés pour un nouveau cycle de traduction.