Étapes de la traduction

Le cycle en trois phases de la synthèse protéique — initiation, élongation et terminaison — par lequel le ribosome construit un polypeptide codon par codon.

Definition

Les étapes de la traduction sont les phases ordonnées — initiation, élongation et terminaison, suivies du recyclage — par lesquelles le ribosome, les ARN de transfert et les facteurs protéiques synthétisent un polypeptide à partir d'un ARNm, puis le libèrent.

Scope

Ce sujet aborde les mécanismes du cycle de traduction : l'assemblage du complexe d'initiation au codon de départ, le cycle d'élongation répétitif de décodage, la formation de la liaison peptidique et la translocation entraînée par les facteurs d'élongation, ainsi que la terminaison au niveau d'un codon stop avec la libération de la protéine achevée et le recyclage du ribosome. Il s'appuie sur les sujets concernant le ribosome et l'ARNt, en se concentrant sur le processus étape par étape et ses facteurs.

Core questions

• Comment le codon de départ est-il localisé et le ribosome assemblé pour commencer ?
• Que se passe-t-il à chaque tour du cycle d'élongation ?
• Comment les facteurs d'élongation entraînent-ils un décodage et une translocation précis ?
• Comment la synthèse est-elle arrêtée et la protéine achevée libérée ?

Key theories

Le cycle d'élongation

L'élongation répète une séquence fixe — l'acheminement d'un aminoacyl-ARNt vers le site A, la formation d'une liaison peptidique et la translocation qui déplace le ribosome d'un codon — de sorte que la protéine s'allonge d'un résidu à la fois.

Précision et directionnalité pilotées par les facteurs

Les facteurs d'élongation et de libération hydrolysant le GTP couplent la dépense énergétique à la sélection correcte de l'ARNt, à la translocation et à la reconnaissance du codon stop, conférant à la traduction à la fois rapidité et fidélité.

Mechanisms

L'initiation positionne la petite sous-unité et l'ARNt initiateur au niveau du codon de départ et recrute la grande sous-unité. À chaque cycle d'élongation, un facteur d'élongation achemine un aminoacyl-ARNt vers le site A, où l'appariement codon-anticodon correct est vérifié ; le centre peptidyltransférase forme une liaison peptidique, et un second facteur d'élongation catalyse la translocation, déplaçant les ARNt vers les sites P et E et exposant le codon suivant. Lorsqu'un codon stop entre dans le site A, les facteurs de libération déclenchent l'hydrolyse du polypeptide achevé, et le ribosome est dissocié et recyclé.

Clinical relevance

Plusieurs antibiotiques bloquent des étapes spécifiques de la traduction bactérienne, et des défauts dans les facteurs d'initiation ou d'élongation sont liés à des maladies ; ceci est fourni à titre de pertinence plutôt que de conseil clinique.

History

La reconstitution biochimique de la traduction dans les années 1960 et 1970 a permis d'identifier les facteurs d'initiation, d'élongation et de libération ainsi que les étapes dépendantes du GTP ; des clichés structurels ultérieurs du ribosome à chaque étape ont affiné le cycle tel qu'il est désormais présenté dans les manuels.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Harry Noller

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

Quelles sont les trois étapes de la traduction ?

L'initiation, au cours de laquelle le ribosome s'assemble au codon de départ ; l'élongation, au cours de laquelle les acides aminés sont ajoutés par cycles ; et la terminaison, au cours de laquelle un codon stop met fin à la synthèse et libère la protéine.

Pourquoi le GTP est-il nécessaire pendant la traduction ?

Les facteurs d'élongation et de libération hydrolysent le GTP pour entraîner une sélection précise de l'ARNt, la translocation et la reconnaissance du codon stop, couplant l'utilisation de l'énergie à la fidélité et au mouvement.