Structure et fonction du ribosome

La machine ribonucléoprotéique à deux sous-unités qui décode l'ARN messager et forme les liaisons peptidiques — un ribozyme au cœur de chaque cellule.

Definition

Le ribosome est le grand complexe ribonucléoprotéique à deux sous-unités qui réalise la traduction, en fournissant les sites qui décodent les codons de l'ARNm par rapport aux anticodons de l'ARNt et le centre catalytique qui assemble les acides aminés en un polypeptide.

Scope

Ce sujet aborde l'architecture du ribosome et la manière dont cette structure réalise la traduction. Il traite des petites et grandes sous-unités, de leur composition en ARN ribosomal et en protéines, des sites de liaison des ARNt A, P et E, du centre de décodage et du centre de peptidyltransférase. Il établit le ribosome comme un catalyseur à base d'ARN ; les mécanismes étape par étape de l'initiation, de l'élongation et de la terminaison sont traités dans un sujet complémentaire.

Core questions

• De quoi sont composées les deux sous-unités ribosomales et quelle est la fonction de chacune ?
• Où l'ARNm et les ARNt se lient-ils sur le ribosome ?
• Comment le ribosome assure-t-il la sélection de l'ARNt correct ?
• Quelle partie du ribosome catalyse la formation de la liaison peptidique ?

Key theories

Le ribosome est un ribozyme

La formation de la liaison peptidique est catalysée par l'ARN ribosomal plutôt que par une protéine, faisant du ribosome une enzyme à ARN et appuyant l'idée que la catalyse à base d'ARN a précédé les enzymes protéiques.

Compartimentalisation fonctionnelle des sites

Le décodage a lieu dans la petite sous-unité tandis que la catalyse se produit dans la grande sous-unité, et les sites A, P et E organisent l'entrée, la rétention du peptidyl et la sortie des ARNt à mesure que le ribosome se déplace le long du message.

Mechanisms

La petite sous-unité lie l'ARNm et abrite le centre de décodage, où l'appariement codon–anticodon est surveillé afin que seuls les ARNt aminoacylés correctement appariés soient acceptés. La grande sous-unité contient le centre de peptidyltransférase, formé d'ARN ribosomal, qui catalyse la formation de la liaison peptidique, et le tunnel de sortie par lequel la chaîne naissante émerge. Les ARN de transfert se déplacent à travers les sites A (aminoacyl), P (peptidyl) et E (sortie) à mesure que le ribosome se transloque codon par codon, coordonnant le décodage avec la formation de la liaison.

Clinical relevance

Les différences structurelles entre les ribosomes bactériens et eucaryotes sont exploitées par de nombreux antibiotiques d'importance clinique, et les défauts ribosomaux sont à l'origine d'un groupe de troubles ; ceci est présenté à titre d'information sur la signification clinique, et non comme une directive clinique.

History

Des décennies de biochimie ont permis de définir les sous-unités du ribosome et leur contenu en ARN ; des structures cristallines à haute résolution, obtenues vers l'an 2000, ont révélé l'architecture atomique et ont montré que le centre catalytique est l'ARN, un travail reconnu par le prix Nobel de chimie en 2009.

Key figures

• Ada Yonath
• Venkatraman Ramakrishnan
• Thomas Steitz

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

Pourquoi le ribosome est-il appelé ribozyme ?

Parce que son centre catalytique, qui forme les liaisons peptidiques, est constitué d'ARN ribosomal plutôt que de protéines, c'est donc une molécule d'ARN qui réalise la catalyse.

Que sont les sites A, P et E ?

Trois sites de liaison des ARNt sur le ribosome : le site A accepte l'ARNt aminoacylé entrant, le site P retient le peptide en croissance, et le site E est l'endroit où l'ARNt utilisé sort.