ARN de transfert et aminoacylation

Les molécules adaptatrices qui relient physiquement les codons aux acides aminés, et les synthétases qui chargent chaque ARNt avec son acide aminé correct.

Definition

Les ARN de transfert sont de petits ARN repliés qui transportent un acide aminé spécifique et portent un anticodon complémentaire à un codon d'ARNm ; l'aminoacylation (ou charge) est la fixation, catalysée par une synthétase, de l'acide aminé correct à son ARNt cognat, établissant ainsi le lien physique entre le code et la protéine.

Scope

Ce sujet aborde la structure de l'ARN de transfert — le repliement en feuille de trèfle et en forme de L, l'anticodon et l'extrémité acceptrice d'acide aminé — ainsi que les aminoacyl-ARNt synthétases qui attachent l'acide aminé correct à chaque ARNt. Il examine comment la fidélité de la charge est assurée, y compris la relecture par les synthétases, et comment l'anticodon garantit un décodage correct. L'utilisation des ARNt chargés par le ribosome est traitée dans des sujets complémentaires.

Core questions

• Quelle est la structure d'un ARNt et comment sert-il d'adaptateur ?
• Comment une aminoacyl-ARNt synthétase attache-t-elle le bon acide aminé au bon ARNt ?
• Comment la précision de la charge est-elle maintenue, compte tenu des acides aminés chimiquement similaires ?
• Comment l'anticodon assure-t-il la reconnaissance correcte du codon pendant la traduction ?

Key theories

Hypothèse de l'adaptateur

Crick a proposé que de petites molécules adaptatrices transportent les acides aminés et reconnaissent les codons par appariement de bases ; les ARN de transfert sont ces adaptateurs, découplant la chimie des acides aminés du langage des acides nucléiques.

Fidélité de la charge assurée par la synthétase

Les aminoacyl-ARNt synthétases reconnaissent à la fois leur acide aminé et leur ARNt cognat, et beaucoup utilisent des étapes d'édition (relecture) pour hydrolyser les produits mal chargés, garantissant ainsi que le code génétique est lu correctement à l'étape de la charge.

Mechanisms

Un ARN de transfert se replie en une forme compacte en L qui présente un anticodon à une extrémité et l'extrémité acceptrice d'acide aminé à l'autre. Une aminoacyl-ARNt synthétase active son acide aminé spécifique avec de l'ATP et le transfère à l'extrémité 3' de l'ARNt correspondant ; de nombreuses synthétases possèdent un site d'édition séparé qui hydrolyse les acides aminés incorrectement attachés, améliorant ainsi la fidélité. Pendant la traduction, l'anticodon de l'ARNt chargé s'apparie avec le codon de l'ARNm dans le centre de décodage ribosomal, délivrant l'acide aminé encodé.

Clinical relevance

Les mutations affectant les ARNt ou les synthétases sont à l'origine d'une série de troubles héréditaires, et l'étape de la charge est étudiée pour l'ingénierie de codes génétiques étendus ; ceci est fourni à titre d'information sur la signification, et non comme une directive clinique.

History

L'hypothèse de l'adaptateur de Crick a prédit l'ARNt avant son identification biochimique ; Holley a déterminé la première séquence complète d'ARNt au milieu des années 1960, et les synthétases ainsi que leurs activités d'édition ont été caractérisées par la suite, établissant le rôle des ARNt chargés dans le décodage.

Key figures

• Francis Crick
• Robert Holley
• Paul Zamecnik

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

Que signifie « charger » un ARNt ?

Cela signifie y attacher l'acide aminé correct ; un ARNt chargé, ou aminoacylé, transporte l'acide aminé spécifié par le codon que son anticodon reconnaît.

Comment les cellules évitent-elles de fixer le mauvais acide aminé sur un ARNt ?

Les aminoacyl-ARNt synthétases reconnaissent à la fois l'acide aminé et l'ARNt, et beaucoup possèdent un site d'édition qui détruit les acides aminés incorrectement attachés.