Traduction et code génétique
Comment le ribosome déchiffre un ARN messager, trois bases à la fois, et synthétise la protéine correspondante, et comment le code génétique associe les codons aux acides aminés.
Definition
La traduction est la synthèse d'un polypeptide catalysée par le ribosome à partir de la séquence de codons d'un ARN messager ; le code génétique est l'ensemble des règles par lesquelles les triplets de nucléotides (codons) spécifient les acides aminés et les signaux d'arrêt qui définissent une protéine.
Scope
Ce domaine couvre le décodage de l'ARNm en protéine et le code qui le sous-tend. Il englobe le code génétique et ses propriétés, la structure et le rôle catalytique du ribosome, les ARN de transfert et les aminoacyl-ARNt synthétases qui les chargent, ainsi que les phases d'initiation, d'élongation et de terminaison de la traduction. Les modifications post-traductionnelles et le repliement sont mentionnés comme des sujets connexes plutôt que développés ici.
Sub-topics
Core questions
- Comment les triplets de nucléotides sont-ils associés à des acides aminés spécifiques ?
- Quelle est la structure du ribosome et comment catalyse-t-il la formation de liaisons peptidiques ?
- Comment les ARN de transfert acheminent-ils le bon acide aminé au bon codon ?
- Comment la traduction démarre-t-elle, s'allonge-t-elle et s'arrête-t-elle avec précision ?
Key theories
- Code génétique triplet, quasi universel
- Chaque acide aminé est spécifié par un ou plusieurs codons de trois nucléotides, un code dégénéré et largement partagé par toutes les formes de vie, établi par des expériences de synthèse acellulaire qui ont décodé les premiers codons.
- Dogme central — de l'ARN à la protéine
- La traduction réalise l'étape de direction des protéines du dogme central, convertissant l'information de séquence portée par l'ARNm en la séquence d'acides aminés d'une protéine.
Mechanisms
Les aminoacyl-ARNt synthétases attachent chaque acide aminé à son ARNt cognat, dont l'anticodon correspond au codon d'ARNm correspondant. La petite sous-unité ribosomique, avec les facteurs d'initiation, localise le codon de démarrage ; la grande sous-unité se joint ensuite, et le ribosome se déplace codon par codon, catalysant la formation de liaisons peptidiques entre la chaîne en croissance et chaque aminoacyl-ARNt entrant à son centre catalytique. Les facteurs d'élongation délivrent les ARNt et entraînent la translocation, et les facteurs de libération reconnaissent les codons d'arrêt pour libérer la protéine achevée.
Clinical relevance
L'appareil de traduction est la cible de nombreux antibiotiques qui exploitent les différences entre les ribosomes bactériens et humains, et les erreurs de lecture du code ainsi que les défauts des ARNt contribuent aux maladies ; ceci est présenté comme une signification, non comme une directive clinique.
History
Le code génétique a été déchiffré au début et au milieu des années 1960 par synthèse acellulaire avec des ARN synthétiques par Nirenberg et Matthaei et par les travaux d'attribution des codons de Khorana et d'autres ; des études structurales ultérieures du ribosome ont révélé qu'il s'agissait d'un ribozyme, complétant ainsi la compréhension moderne de la traduction.
Key figures
- Marshall Nirenberg
- Francis Crick
- Har Gobind Khorana
- Ada Yonath
Related topics
Seminal works
- nirenberg1961
- crick1970
- watson2013
Frequently asked questions
- Pourquoi le code génétique est-il dit dégénéré ?
- Parce que la plupart des acides aminés sont spécifiés par plus d'un codon, ainsi plusieurs triplets différents peuvent coder le même acide aminé.
- Le code génétique est-il le même chez tous les organismes ?
- Il est quasi universel, avec les mêmes attributions de codons dans la plupart des formes de vie, bien que quelques organites et organismes utilisent des variations mineures.