Informations

10 : Traduction - Biologie

10 : Traduction - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

L'ARN polymérase a fait son travail (ou, dans le cas des procaryotes, est peut-être encore en train de faire son travail), alors maintenant qu'arrive-t-il à l'ARN ? Pour l'ARN destiné à fournir des instructions pour la fabrication d'une protéine, il doit alors être traduit, ce qui est un travail pour SupermanMT! Oups, en fait, c'est un travail pour les ribosomes.

  • 10.1 : Introduction aux ribosomes
    Les ribosomes sont un complexe d'ARN et de protéines qui se lient à et descendent progressivement (de l'extrémité 5' à 3') un brin d'ARNm, récupérant les aminoacyl-ARNt, vérifiant s'ils sont complémentaires du tri-nucléotide d'ARN étant " read” pour le moment, et en les ajoutant à la nouvelle chaîne polypeptidique s'ils le sont. La partie ARN des ribosomes est générée par l'ARN polymérase à usage général de l'organisme chez les procaryotes et générée par les ARN polymérases I et III chez les eucaryotes.
  • 10.2 : Ribosomes procaryotes
    Les ribosomes procaryotes contiennent 3 brins d'ARN et 52 sous-unités protéiques qui peuvent être divisées en 1 ARN et 21 protéines dans la petite sous-unité ribosomique (alias la sous-unité 30S) et 2 ARN et 31 protéines dans la grande sous-unité ribosomique (sous-unité 50S). La petite sous-unité localise le site de départ et se déplace le long de l'ARN. La grande sous-unité ribosomique contient l'activité de l'enzyme aminoacyl transférase qui relie les acides aminés pour former une protéine. Aucune des deux sous-unités n'est suffisante pour effectuer la traduction par elle-même.
  • 10.3 : Ribosomes eucaryotes
    Comme les molécules d'ARN dans les ribosomes procaryotes, les molécules d'ARNr eucaryotes sont également clivées après transcription à partir de transcrits plus gros. Ce traitement et l'assemblage ultérieur des grandes et petites sous-unités ribosomiques sont effectués dans le nucléole, une région du noyau spécialisée pour la production de ribosomes, et contenant non seulement des concentrations élevées d'ARNr et de protéines ribosomiques, mais aussi de l'ARN polymérase I et de l'ARN. polymérase III.
  • 10.4 : Le code génétique
    Nous avons allègrement décrit le rôle des chromosomes d'ADN comme porteurs d'informations pour construire les protéines de la cellule, et l'ARN comme intermédiaire pour le faire. Exactement comment se fait-il, cependant, qu'une molécule composée de seulement quatre nucléotides différents réunis (bien que des milliers et même des milliers de milliers d'entre eux), puisse dire à la cellule lequel des vingt acides aminés à enchaîner pour former une protéine fonctionnelle ?
  • 10.5 : les ARNt sont des canards plutôt étranges
    Chez les procaryotes, l'ARNt peut être trouvé soit en tant que gènes uniques, soit en tant que parties d'opérons qui peuvent également contenir des combinaisons d'ARNm ou d'ARNr. Dans tous les cas, que ce soit à partir d'un seul gène, ou après le clivage initial pour séparer le transcrit d'ARNt du reste du transcrit, le pré-ARNt résultant a un leader N-terminal (41 nt dans E. coli) qui est excisé par RNase P. Ce clivage est universel pour tout ARNt procaryote.
  • 10.6 : Traduction procaryote
    Dès que l'ARN a émergé du RNAP et qu'il y a suffisamment d'espace pour accueillir un ribosome, la traduction peut commencer chez les procaryotes. En fait, pour les gènes fortement exprimés, il ne serait pas rare de voir plusieurs ARN polymérases transcrivant l'ADN et plusieurs ribosomes sur chacun des transcrits traduisant l'ARNm en protéine !
  • 10.7 : Traduction eucaryote
    La traduction eucaryote, tout comme la transcription, est similaire de manière satisfaisante (du point de vue d'un étudiant étudiant, ou du point de vue de la conservation évolutive) au cas procaryote. Le processus d'initiation est légèrement plus compliqué, mais les processus d'élongation et de terminaison sont les mêmes, mais avec des homologues eucaryotes des facteurs d'élongation et de libération appropriés.
  • 10.8 : Réglementation de la traduction
    L'expression des gènes est principalement régulée au niveau pré-transcriptionnel, mais il existe également un certain nombre de mécanismes de régulation de la traduction. Un système animal bien étudié est la protéine de liaison à l'ARN sensible au fer, qui régule l'expression des gènes impliqués dans la régulation des niveaux intracellulaires d'ions fer.

Miniature : schéma de la traduction de l'ARN. (CC BY 3.0 - non porté ; Kelvinsong).


Conférence 10 : Traduction

Dans la conférence d'aujourd'hui, le professeur Imperiali couvre les détails de la traduction, la biosynthèse des protéines à l'aide de l'ARNm. Sa conférence portera sur les acteurs moléculaires impliqués dans le processus.

Instructeur: Barbara Impérial

Conférence 1 : Bienvenue Introduction.

Conférence 2 : Liaison chimique.

Conférence 3: Structures d'Am.

Conférence 4 : Enzymes et méta.

Conférence 5 : Glucides an.

Conférence 9 : Remode de la chromatine.

Conférence 11 : Cellules, le Simpl.

Conférence 16 : ADN recombinant.

Conférence 17 : Génomes et ADN.

Conférence 18 : SNPs et Humain .

Conférence 19 : Cell Traffickin.

Conférence 20 : Signalisation cellulaire .

Conférence 21 : Signalisation cellulaire .

Conférence 22 : Neurones, Action.

Conférence 23 : Cycle cellulaire et .

Conférence 24 : Cellules souches, Apo.

Conférence 27 : Visualiser Lif.

Conférence 28 : Visualiser Lif.

Conférence 29 : Cell Imaging Te.

Conférence 32 : Maladie infectieuse.

Conférence 33 : Bactéries et An.

Conférence 34 : Virus et fourmis.

Conférence 35 : Reproduction Cl.

BARBARA IMPERIALI: Alors de quoi nous allons parler aujourd'hui, et je vais faire quelque chose d'un peu ennuyeux, comme d'habitude, je veux vous emmener quelque part ici. Ouais, bien sûr, revenons au carbone, c'est bien.

Mais ce que je veux vous montrer, ce sont les tailles des acteurs moléculaires en traduction car nous partons ici maintenant du plus petit atome de carbone. Et nous avons passé les quatre premières conférences sur les acides aminés, les nucléotides, les sucres, les phospholipides. Mais nous entrons ici dans un nouveau territoire, et je vais simplement le faire de telle sorte qu'il apparaisse sur les écrans.

Ce que vous pouvez voir ici, c'est que pour fabriquer des protéines comme l'hémoglobine et les anticorps -- ceux-ci sont constitués d'acides aminés, les choses vraiment minuscules qui sont hors de vue en ce moment -- nous avons besoin de grandes entités qui sont constituées soit de noyaux acides seuls ou acides nucléiques plus protéines. Et donc les choses qui apparaîtront aujourd'hui sont les ARN de transfert et le ribosome.

Et je veux que vous regardiez la taille de cette machine moléculaire. C'est que nous devenons assez gros maintenant. Nous devons utiliser de grandes machines pour fabriquer les catalyseurs plus petits qui sont essentiels dans la cellule.

Et, peut-être que la taille ne semble pas si importante, mais allons un peu plus loin ici. Et ce qui m'intrigue, c'est que la taille du ribosome est assez similaire à la taille du rhinovirus, un peu plus petite que le virus de l'hépatite, mais un peu plus petite que certains de ces autres virus.

L'organite du ribosome est donc une grande entité dans la cellule. Et, quand vous regardez des micrographies électroniques de cellules, vous pouvez voir ces points noirs, qui représentent les ribosomes. Ils sont assez gros pour voir, alors que les protéines elles-mêmes ne sont pas assez grosses pour voir. C'est donc à cela que vous êtes destiné aujourd'hui.

Très bien, d'accord, j'ai donc commencé à placer sur ce tableau certains des acteurs moléculaires, l'ARN messager, l'ARN de transfert et les ribosomes, qui sont constitués d'ARN ribosomique et de protéines. Et je veux juste vous rappeler la structure de l'ARN messager mature juste une minute parce que, dans le dernier cours, nous avons parlé de beaucoup de manipulations de cet ARN pré-messager, ce qui est nouveau dans la transcription.

Et maintenant, je veux juste vous rappeler que le messager est de l'ARN simple brin, évidemment. Il a un capuchon 5 prime, qui a ce pont génial 5 prime, 5 prime qui est résistant aux exonucléases. Quelque part dans cette séquence se trouve un codon d'initiation. C'est quelque chose qui dit que c'est le morceau que je veux traduire.

Souvent, il y a beaucoup de choses ici que vous ne traduisez pas. Cela fait partie de ce qu'on appelle le site de liaison du ribosome. Et il y a beaucoup de caractéristiques dans cette partie de la séquence qui sont très importantes pour la traduction. Ils contribuent à l'efficacité de la traduction.

En général, nous l'appellerions le site de liaison du ribosome, mais il y a des choses amusantes appelées séquences Shine-Dalgarno et tout ça. Ne vous inquiétez de rien de tout cela. Je veux juste que vous compreniez que, la transcription mature, vous ne traduisez pas tout. Beaucoup de ces éléments sont structurels, fonctionnels pour d'autres raisons qui contribuent au succès de la traduction.

Une fois que vous en voyez un, le ribosome se fraie un chemin et lit les acides nucléiques contenus dans le message. Le message est donc transmis aux nouvelles machines. Et puis, lorsque vous appuyez sur l'un de ces trois codons, et que nous en discuterons correctement lorsque nous y arriverons, il est temps d'arrêter et de terminer la traduction.

L'autre extrémité du message a une queue poly-adénine. Rappelez-vous que, encore une fois, est structurel pour protéger les extrémités de cette transcription. Même si certains des centaines de nucléotides d'adénine sont grignotés, vous n'entrez pas dans la partie du gène qui est critique pour être traduite.

À un certain stade, cependant, vous pourriez entrer. Les exonucléases pourraient mâcher suffisamment. Et ils finiront peut-être par mâcher votre transcription, mais cela suggère probablement que le messager existe depuis trop longtemps, et qu'il est temps qu'il se retire pour une vie meilleure, d'accord ?

Alors n'oubliez pas la queue poly-A. Et cela, encore une fois, joue d'autres rôles fonctionnels en ce qui concerne la reconnaissance en tant que transcrit et l'aide à la sortie du noyau. C'est donc vraiment ce dont nous avons parlé la semaine dernière.

Il y a une autre fonctionnalité ici. Je vais juste vous rappeler que le transcrit mature final a également été réalisé par épissage avec élimination des introns et collage d'exons, ce qui est une merveilleuse façon de diversifier les transcrits de traduction et de vous donner beaucoup plus de protéines qu'un seul gène ne peut encoder. , D'ACCORD? Et nous en avons parlé la dernière fois. Super.

Donc, la première chose à laquelle nous devons penser ici est de savoir comment passer de quatre bases à une langue qui comprend 20 lettres, n'est-ce pas ? Ou c'est vraiment mieux, plus précis, pour moi de les appeler des nucléotides. C'est plus précis parce que la base ne représente que le système d'anneaux qui est attaché au ribose. Nucléotide signifie tout, y compris un phosphate. On passe donc de quatre bases à un codage de 20 acides aminés.

Maintenant, il y a quelques organismes - et, en fait, nous en avons un de rechange également, la sélénocystéine. Il y a quelques autres acides aminés qui pourraient être désignés comme les soi-disant 21e, 22e acides aminés. On ne les trouve pas globalement dans tous les organismes. Nous avons de la sélénocystéine dans très, très peu de protéines. C'est donc quelque chose qui dépasse la liste des 20 que vous avez vue.

Il y a d'autres organismes, par exemple, dans les archées, ces gars qui traînent dans des marmites bouillonnantes à Yellowstone, par exemple, qui ont un autre acide aminé connu sous le nom de pyrrolysine. Je vais le mentionner un peu plus tard, mais ceux auxquels vous devez vraiment penser sont ceux que nous encodons dans le code génétique mondial. C'est ceux qui sont communs à tout le monde, d'accord ?

Donc, évidemment, quand vous regardez le langage des bases, une base -- si le langage traduisait directement une base en un acide aminé, nous ne pourrions coder que pour les acides aminés. Nous savons donc que ce n'est pas une base, un acide aminé. Et je sais, à ce stade, vous savez qu'il s'agit de trois bases, mais passons en revue les mathématiques ou les questions originales qui circulaient en quelque sorte. Comme comment passe-t-on de cette langue à l'autre langue ?

Si deux bases codaient pour chaque acide aminé, nous ne pourrions coder que huit acides aminés. Ce n'est pas encore assez. 16 amino-- attendez une minute. 16 acides aminés, désolé, je ne pourrai jamais - de toute façon, c'est 4 à 2.

C'est plutôt bien si je ne peux pas obtenir 4 à 2 au tableau. Ce serait 4 à la puissance 1 et puis-- donc ce qui revient à se rendre compte qu'il n'y en avait pas assez. Ce ne serait pas un langage suffisant pour coder les 20 acides aminés.

On a donc finalement déduit que trois bases encodaient chaque acide aminé. Cela nous donnerait 64 mots possibles dans la langue à traduire. C'est beaucoup plus que ce dont nous avons besoin. Nous n'avons besoin que de 20 pour les acides aminés codés, donc 64 possibilités.

Mais de quoi d'autre avons-nous besoin dans la langue ? Nous avons besoin de quelques autres choses de toute façon. Ouais, là-haut.

PUBLIC : Oh, je ne le fais pas [INAUDIBLE]

BARBARA IMPERIALI : Oh, tu ne l'étais pas. Là-haut.

PUBLIC : Vous devez savoir quand commencer et quand vous arrêter.

BARBARA IMPERIALI : Donc, exactement, donc ici ce n'est pas nécessairement l'un de ceux qui codent uniformément les acides aminés à travers la séquence. Nous avons besoin d'une façon précise de dire commencer. Et, en fait, nous avons besoin d'un moyen de dire stop. Et il y a plusieurs mots de trois lettres qui disent stop.

Il s'avère donc que le code génétique, qui constitue la base de tout ce concept, a certaines caractéristiques là où il a une certaine dégénérescence. Mais nous allons passer par la dégénérescence, et nous allons jeter un œil au code génétique parce qu'il nous dira exactement comment les trois lettres -- les mots faits de trois bases encodent tout ce dont nous avons besoin pour la traduction, d'accord ?

Revenons donc juste en arrière et regardons ceci. Nous avons donc examiné le messager. Je vous ai parlé un peu des ARNt et des protéines. Mais ensuite, nous vous donnons en quelque sorte un peu de l'histoire.

Et, une fois que la structure de l'ADN double brin a été déduite, vraiment, tout le monde s'est mis à essayer de comprendre comment cela s'est transformé en traduction en protéines. Et il y avait beaucoup de travailleurs profondément impliqués dans cela. Crick et Brenner ont réalisé qu'il fallait trois bases pour coder un acide aminé, mais Khorana, Nirenberg et Holley, Khorana qui faisait partie de notre faculté pendant de nombreuses années, ont en fait défini ce code génétique et obtenu tous les détails.

Brenner et Crick ont ​​commencé à avoir des idées, mais, vraiment, la définition en faisant un processus connu sous le nom de traduction sans cellule où ils pouvaient très soigneusement ajouter des composants pour comprendre comment le code, le code génétique, a été formulé où ils ont mis un messager spécifique. Des ARN et des acides aminés et des ARN de transfert et en fait des protéines fabriquées à partir de cela. C'est donc le travail que Khorana et d'autres ont fait. Et cela leur a valu un prix Nobel pour ce travail.

Et puis, plus tard, les choses ont commencé à devenir... vous savez, ce sont des décennies de travail que je veux vous signaler. Les ribosomes ont été découverts. C'était une décennie plus tard, le genre de détails de la structure, mais pas la structure elle-même. Et c'était vraiment excitant dans les années 2000 lorsque Ramakrishnan, Steitz et Yonath ont résolu la structure du ribosome procaryote. Donc, chacune de ces choses a pris une décennie pour se produire, mais ce sont des choses fondamentales, majeures et importantes sur lesquelles nous pouvons agir et aller de l'avant pour mieux comprendre.

Très bien, passons aux ARN de transfert. Et j'ai flashé cette diapositive plusieurs fois, mais j'ai en fait maintenant le film de la structure d'un ARN de transfert. L'ARN de transfert est donc un segment linéaire d'ARN, mais il est replié de la même manière que les acides ribonucléiques avec trois, quatre tronçons de double brin se rejoignant et formant des boucles entre eux.

Et la seule extrémité, c'est la 3ème extrémité principale. J'essaie toujours de le dessiner à gauche car sinon, les choses deviennent confuses. Il est beaucoup plus facile de voir où tout se termine si vous placez le bras long du côté 3 à gauche de votre photo.

Et ce que je trouve cool, quand vous regardez la structure de l'ARN, nous pensons que l'ARN messager est une sorte d'entité plutôt souple, mais il aime en fait vraiment former de courts segments de double hélice. Cela ne fonctionne tout simplement pas bien avec la très longue structure double brin de la même manière que l'ADN. Mais cette structure repliée est très importante. Et c'est sur l'observation de ces structures repliées que l'hypothèse du ribosome a été formulée.

Mais les deux choses dont vous voulez vous souvenir à propos du ribosome sont que le troisième groupe hydroxyle principal du dernier ribose dans cette séquence ribosomique est l'endroit où l'acide aminé qui va être chargé dans votre protéine est attaché. C'est donc un point. Et puis il y a un autre point de repère sur cette structure.

Et c'est ce qu'on appelle-- une des boucles a un nom spécial. C'est ce qu'on appelle la boucle anticodon. Il comprend trois nucléotides complémentaires aux nucléotides de votre séquence messagère. Donc c'est vraiment un décodeur parce qu'à une extrémité, il transporte un acide aminé, mais il transporte l'acide aminé qui correspond au code qui est dans le messager via cette boucle d'anticodon.

C'est donc une grande structure, mais ne la confondez pas avec quelque chose qui n'est qu'une sorte d'acide aminé et d'anticodon. Il se passe beaucoup de choses avec le reste de la structure. C'est une structure très importante dans les mécanismes de traduction et de synthèse des protéines.

OK, donc ici, je dois résumer cela avec quelques autres façons dont vous verriez les ARN de transfert. Vous pourriez le voir sous cette forme globulaire. Et j'ai souligné la boucle de l'anticodon. L'endroit où l'acide aminé est lié est également appelé la tige acceptrice. Et, ici, je vous montre ce lien. Et vous devriez-- oui?

PUBLIC : J'allais juste demander, je vois comment les anticodons sont spécialisés. Comment l'extrémité 3 de l'ARNt sait-elle quelle protéine est liée ?

BARBARA IMPERIALI : Oui, et, dans un instant, pas encore tout à fait, je vais vous montrer les structures des ARNt liés à leurs synthétases, qui sont les enzymes qui les chargent. Il y a donc une spécificité dans tout cela. Ce n'est pas juste de la farce de spectateur. C'est vraiment impliqué. Et c'est une excellente question, et j'espère que vous obtiendrez une réponse raisonnablement satisfaisante du point de vue de la structure.

Et donc, si vous regardez ici la tige de l'accepteur, l'acide aminé est relié par une liaison ester à l'extrémité 3 première de l'ARN de transfert, mais, espérons-le, vous pouvez le voir ici. Il y a le carboxyle. Il y a l'amine. Et CHR désigne l'acide aminé où R serait la chaîne latérale de votre acide aminé. Voilà à quoi cela ressemble à cette extrémité de l'ARN de transfert.

Et, en revenant à la boucle anticodon, vous allez lire le messager 5 premiers à 3 premiers. Et la boucle d'anticodon, lorsque vous dessinez ceci dans cette configuration, vous montre en fait que la boucle d'anticodon est antiparallèle à la boucle de codon pour créer ce bon réseau de liaisons hydrogène. C'est pourquoi j'aime être cohérent dans la façon dont je rends cette structure. Donc la boucle anticodon de l'ARN complète ce codon triplet dans l'ARN messager, d'accord ? Oui?

PUBLIC : [INAUDIBLE]. Qu'y a-t-il entre le G et le T ?

BARBARA IMPERIALI : Qu'y a-t-il entre le G et le T ? Attendez. Je vais-- qu'est-ce qu'il y a entre le G et le--

PUBLIC : Sur la boucle là-bas.

BARBARA IMPERIALI : Par ici ?

PUBLIC : Non, au-dessus à gauche.

BARBARA IMPERIALI : A gauche. Ah, ce gars ? Tellement cool que tu demandes ça. Donc ce type est ce qu'on appelle une base amusante. C'est en fait... c'est le symbole que vous avez choisi. Et c'est une base connue sous le nom de pseudouridine.

Et il s'avère que ces bases inhabituelles apparaissent dans les séquences d'ARN. La pseudouridine a une structure intéressante où la liaison au cycle ribose n'est pas une liaison carbone-azote, mais plutôt une liaison carbone-carbone. Et c'est un peu plus stable.

Donc, dans l'ARN, il y a certaines de ces autres bases inhabituelles. Et la pseudouridine est la plus courante des inhabituelles. Il peut toujours se lier à l'hydrogène, mais il a tendance à apparaître dans ce genre de boucles et d'endroits différents, d'accord ? Merci de l'avoir remarqué. Oui?

PUBLIC : Alors, obtenez-vous le G entre parenthèses sur la partie jaune [INAUDIBLE] ?

BARBARA IMPERIALI : Le G, qui est entre parenthèses, indique que même ces sortes de renflements entre les vraies boucles peuvent varier en longueur. Il peut donc y en avoir plus d'un. Donc cela aborde-- revient à cette autre question. Mais ce truc entre les deux a des variables. Il a des renflements variables et des formes variables associées aux enzymes synthétase que je vais introduire dans une minute qu'il reconnaît, toutes de bonnes questions.

OK, d'accord, cool. OK, donc [HUMMING] nous avons tout ça. Alors maintenant, bougeons-nous donc nous avons regardé-- nous connaissons bien le messager. Nous commençons à comprendre les ARNt. Ce à quoi nous devons passer maintenant est en quelque sorte la partie la plus importante du jeu, qui consiste vraiment à examiner le code génétique.

Ce tableau n'est donc qu'une interprétation du code génétique. Parfois, vous le verrez sous différentes formes et tailles. Dans une seconde, je vais vous montrer l'une des autres interprétations. Mais c'est l'absolu - le genre de pierre de Rosette pour traduire l'ARN messager en séquence d'acides aminés en utilisant des codons.

Donc ce genre de-- whoa. Obtenir un peu-- J'adore la traduction. Je suis désolé. Je suis un peu enthousiasmé par la traduction. OK, il y a donc quelques caractéristiques de ce code génétique. Numéro un, vous n'aurez pas à vous en souvenir. Il serait insensé de notre part de penser que vous le pourriez, mais il y a des caractéristiques du code génétique qui sont très importantes.

Mais, tout d'abord, permettez-moi de vous calibrer. Ce serait la première des trois lettres du codon. Et, soit dit en passant, le code génétique vous donne les identités de ce qu'on appelle les codons, c'est ainsi que nous désignons le triplet de nucléotides. Vous entendrez donc beaucoup parler de codons et d'anticodons bien sûr.

Donc, la façon dont vous lisez ce tableau est que vous lisez la première lettre. Donc, tout commence par U. Tout commence par C et ainsi de suite. Ensuite, vous lisez la deuxième lettre, et il y a ces désignations.

Donc, si je vais ici, ici, ça va commencer UU. Et puis, à l'intérieur de chaque bloc, il y a les quatre alternatives pour les quatre autres bases. Et puis le troisième, en gros, ne désigne que ceux-là. Ainsi, vous pouvez lire, pour chaque acide aminé, à quel codon de trois lettres lui correspondrait.

Certaines personnes aiment assez... oups. Je m'en suis débarrassé trop vite. Certaines personnes aiment bien cette autre interprétation où la première des trois lettres est au centre. C'est donc soit G, U, A ou C. Ensuite, le second sort. C'est dans le cercle marron.

Et puis la troisième est la troisième lettre du codon. Et puis cela vous dit à quel acide aminé cela correspond. Et nous aurons généralement tendance à nous en tenir à cette seule table et à nous y tenir. Alors autant vous habituer à cette table en particulier.

Maintenant, il y a quelques caractéristiques dans le tableau. La première chose à remarquer est qu'à l'intérieur de cette table, il y a un codon pour commencer. Et c'est AOT. Et la seule chose qui est en quelque sorte envoyée pour vous rendre fou, c'est que le codon AUG est égal à start, mais il est également égal à la méthionine. Et, chez les bactéries, cela équivaut à une version modifiée de la méthionine.

Ainsi, si le ribosome lit l'ARN messager, il recherchera le premier d'entre eux et commencera à lire. Mais, une fois que vous en trouvez un autre plus loin dans la séquence, il mettra de la méthionine. La méthionine est assez rare. Il peut n'y en avoir qu'un ou deux de plus dans la protéine. Et je déteste l'illogisme de cela, mais, néanmoins, c'est le cas.

Dans certains organismes, vous commencez avec différents acides aminés, mais le début le plus courant est le codon de la méthionine qui est le début. Cela signifie donc que chaque protéine que vous traduisez a une méthionine à l'une des extrémités. A quel terminus serait-il ?

BARBARA IMPERIALI : Oui, d'accord, voilà les détails avec la méthionine et le codon de départ. Ensuite, il y a plusieurs codons d'arrêt. Et je vous ai montré les trois là-bas. Les codons d'arrêt ont tendance à être utilisés différemment. Certains sont plus prédominants dans certains organismes que d'autres. Et certains d'entre eux réagissent différemment lorsque le processus d'arrêt se produit, dont nous parlerons dans une seconde.

Mais la prochaine chose importante à remarquer à propos du code génétique est que c'est ce qu'on appelle dégénéré. Maintenant, quand vous appelez quelque chose de dégénéré, cela semble être une sorte de chose vraiment désagréable de les appeler. Et ça ne veut pas dire, oh, c'est si mauvais. C'est juste un dégénéré.

Ça veut juste dire que c'est spécifique, mais ce n'est pas... attendez une minute. J'ai la bonne formulation ici parce que j'obtiens toujours ce genre de-- dégénéré, ah, ce n'est pas ambigu. C'est dégénéré. C'est la meilleure chose. Mais ce n'est pas ambigu.

Cela signifie qu'il y a tous, pour plusieurs acides aminés, plus d'un codon qui le spécifie. Et jetons un coup d'œil à quelques-uns des exemples de cette dégénérescence. C'est à son plus extrême avec des résidus tels que la leucine où il y a six codons qui spécifient la leucine. L'alanine possède quatre codons différents. Ils spécifient tous l'alanine. La lysine possède deux codons.

Et il est généralement admis que les résidus qui ont plus de codons ont tendance à être les plus courants dans vos ARN messagers, dans votre séquence protéique finale, car vous trouverez, dans votre protéine, beaucoup de leucines. Nous avons donc besoin de quelques codons supplémentaires pour empiler le jeu en faveur de l'ajout de plus de leucines.

Mais alors c'est ambigu, c'est dégénéré. Mais, ce que je veux dire par ce n'est pas ambigu, vous savez ce que ça va coder.

L'autre endroit où les codons dégénérés peuvent devenir importants est qu'il existe une spécificité d'espèce. Je vais donc l'écrire ici et expliquer ce que je veux dire. Et ce que cela signifie, c'est que certains organismes peuvent préférer deux ou trois des codons dégénérés, et d'autres peuvent préférer quelques-uns des autres.

Et ce que cela signifie, une fois dans le laboratoire, c'est vraiment ennuyeux si nous voulons exprimer une protéine dans un système bactérien vraiment pratique que nous avons pris d'un système mammifère. Notre mélange de codons n'est peut-être pas le même. Et donc il y a maintenant des entreprises qui vont réellement fixer les codons dans un gène pour que vous les rendiez compatibles avec un organisme différent pour l'expression.

Pour être tout à fait honnête, cela a donc d'énormes implications pratiques. Et cela peut être très ennuyeux en laboratoire. OK, et alors l'utilisation des codons varie selon les organismes.

Très bien, alors maintenant, une dernière chose, donc nous avons parlé du code génétique. C'est le code qui va être intégré dans l'ARN messager. La dernière chose que je veux faire est, en gros, de vous expliquer une fois de plus, lorsque vous cherchez à lire quels peuvent être vos acides aminés qui sont introduits, vous allez regarder le codon. Et il vous dira exactement l'acide aminé.

Il y a longtemps, j'étais confus parce que je pensais que je devrais regarder l'anticodon. Et j'essayais de tout traduire, et c'était un vrai bordel. Mais c'est le code génétique dans cette boîte que je viens de vous montrer est écrit pour une clarté et une facilité d'utilisation maximales. Ainsi, chaque fois que vous voyez un code à trois lettres particulier sur le messager, vous pourrez alors savoir quel acide aminé il coderait.

C'est donc assez intéressant. Cela vous renforce simplement que le codon et l'anticodon sont antiparallèles. Et donc ce que je veux faire, en gros, dans ce diagramme, vous liriez de l'extrémité 5 prime à l'extrémité 3 prime, comme les ARN de transfert s'attachent à l'ARN messager. Et cela vous donnerait un codon ici qui serait AUC.

Si vous aviez écrit cela à l'envers, cela ressemblerait à CUA. Donc, vous voulez vraiment lire 5 premiers à 3 premiers dans le codon. Et puis vous pouvez aller sur votre carte de code génétique préférée et dire que cette chose est lue de 5 premiers à 3 premiers. Et l'acide aminé qui est mis dedans est l'isoleucine, OK ? Vous devrez donc être capable de le faire assez facilement.

D'accord, partie suivante, ces monstres... qui chargent l'acide aminé. OK, donc, comme je l'ai dit, il s'agit d'un ensemble de blocs de construction, de nombreuses parties. Nous avons donc les ARN de transfert. Nous savons où nous les chargeons sur les acides aminés. Nous savons où nous chargeons les acides aminés sur l'ARN de transfert.

Mais nous ne savons pas comment cela se fait. Je veux donc vous montrer brièvement comment cela se passe. Alors permettez-moi de commencer par dessiner des ARN de transfert comme je les dessine habituellement sous une forme très cartoon.

Et, pour attacher un acide aminé à l'extrémité 3 première de l'ARN de transfert, vous avez un résidu d'acide aminé -- nous allons juste aller ici R -- acide carboxylique, amine. En fait, je vais les dessiner dans leurs états chargés appropriés. Et ce que je dois pouvoir faire, c'est fixer fidèlement cet acide aminé aux 3 premiers OH de l'ARN de transfert.

Et ce que nous faisons, c'est que nous avons besoin d'adénosine triphosphate pour activer cette chimie. Et puis l'OH à l'extrémité 3 prime réagit avec l'acide aminé. Alors je vais juste dessiner ça. Je laisse de côté des étapes parce que, sinon, c'est trop, et vous serez fâché contre moi.

Vous vous attachez donc par un ester à l'acide aminé de l'extrémité 3 première de ces ARN de transfert. C'est ce qui est fait. L'ATP rend cette chimie réalisable, mais il y a un joueur de plus ici. Et c'est l'enzyme qui les réunit tous, qui est connue sous le nom d'aminoacyl-ARNt synthétase, ce qui signifie que c'est une enzyme qui fabrique un aminoacyl-ARNt. Et il le synthétise. C'est ainsi que son nom est soustrait.

Donc, en référence à une question précédente, ce que je vous montre ici, ce sont différentes synthétases pour différents acides aminés qui vous montrent qu'il y a une reconnaissance non seulement pour l'acide aminé qui est chargé, mais plutôt pour l'ensemble de l'ARN de transfert. Donc, certains d'entre eux ont l'air assez différents. L'isoleucine interagit dans un sens. La valine est un peu différente. Et celui de la glutamine est encore différent.

Ils varient donc dans la façon dont ils interagissent avec les ARN de transfert. Ainsi, les ARN de transfert sont spécifiques de l'acide aminé qui est chargé sur eux, mais aussi de la synthétase qui effectue le chargement. C'est ainsi que vous obtenez la spécificité. Cela répond-il à votre question de tout à l'heure ? Bonjour? D'ACCORD. Cela a du sens, non?

Ils appartiennent donc à de nombreuses familles différentes, mais ils sont assez variés lorsque vous examinez les interactions spécifiques entre la synthétase et l'acide aminé. Et, sur ces synthétases, il y aura également une spécificité pour la chaîne latérale d'acide aminé de l'acide aminé qui est chargé.

Regardons maintenant les composants du ribosome car ce sont les derniers gros monstres. Les ribosomes ont une petite et une grande - c'est la grande et une petite sous-unité. Ils sont constitués, comme je l'ai mentionné ici, d'ARN et de protéines, donc de petites et grandes sous-unités. Et je les ai montrés là-bas en deux couleurs différentes.

Les ribosomes procaryotes sont assez différents des eucaryotes. Il y a une proportion plus élevée d'ARN chez les procaryotes que chez les eucaryotes, ce qui est assez intéressant. Et ces complexes sont si gros, et ils sont constitués de tellement de protéines et de brins d'ARN, que nous ne les mesurons pas tellement par le nombre de ces composants, mais plutôt par ce qu'on appelle leur coefficient de sédimentation, qui nous donne une idée du poids du module ou du complexe.

Alors la petite sous-unité-- oh, il est de retour [INAUDIBLE]. La petite sous-unité aurait un coefficient de sédimentation de 30S. Le S signifie unités Svedberg. C'est la vitesse à laquelle ses sédiments se déposent dans une ultracentrifugeuse. Et la grande sous-unité aurait un coefficient de sédimentation de 50S. Et ceux-ci correspondent à un certain nombre de daltons.

Si vous voyez ce terme S après un nombre, c'est de cela qu'il s'agit. Il s'agit du coefficient de sédimentation, qui nous donne une idée de la taille du complexe.

Et, lorsque vous commencez à rassembler tous les éléments maintenant, ce que nous pouvons voir sur cette diapositive est le messager, les ARN de transfert et le ribosome, tous à l'échelle de manière à ce qu'ils puissent vraiment l'expliquer. Donc, ce que je vous montre ici, c'est la petite et la grande sous-unité. En orange - eh bien, c'est une sorte d'orange brûlée - c'est un petit bout sournois du messager. En jaune, les ARN de transfert.

Et il y a une autre unité ici que je ne décrirai pas trop. C'est un facteur protéique qui aide tous les processus à se produire. Généralement, on pense qu'il aide l'ARNt chargé à atteindre le ribosome, à le mettre en place, puis à s'en aller. Ce sont donc certaines de ces protéines auxiliaires supplémentaires qui sont impliquées.

OK, alors construisons une protéine parce que je sais que c'est le moment que nous attendions tous, et nous allons voir comment ces pièces s'assemblent. C'est une animation très maladroite, mais je suis très fier de moi parce que je l'ai fait moi-même. So I'm just going to show you how these things happen, as you assemble a chunk of polypeptide chain from a messenger.

And so here's the messenger. It's being read 5 prime to 3 prime. What happens, first of all, is that the small subunit kind of floats along, looking for the place that would be the ribosome binding site that I mentioned here, and then sliding its way to position the start codon in the right place to start the synthesis.

Once that happens, the methionine that's on its tRNA, the start one, gets into place. And, at the same time, the large subunit, completing the ribosome complex, comes together. So you now have large and small ribosomal complexes stuck onto that messenger, ready to carry on.

And, in each case, you're translocating through the messenger RNA. And, in each step, you're bringing in a tRNA that's loaded with an amino acid where the anticodon of the amino acid-- and I've got those little letters shown on the bottom here-- is complementary to the codon that's within the messenger RNA.

So we can start building this protein. AUG is that start codon. Methionine is the first amino acid. And it's always at the N-terminus. Then there's another amino acid comes in. The codon was UUU, and that corresponds to phenylalanine.

And then the next thing that happens is there's a movement such that a new bond gets-- a new amide bond is formed between the methionine and the phenylalanine. And that new bond is an amide bond. It's not any of the others.

So you're literally intercepting this complex on the transfer RNA with the amine of a new amino acid. That's how that comes together. I'm not going to worry you too much with the chemical details, but a lot of them have been illuminated by having the structure of the ribosome. And it shows you, in fact, that it's not proteins that are catalyzing that reaction. It's nucleic acids.

So now I'm just going to move you on through the synthesis, in each case, building that polypeptide chain and then moving, translocating. This guy leaves. The ribosome moves along. This was a good Saturday afternoon's work. We've got to use up all those tRNAs. It doesn't get interesting until you get to the end.

So we're using them, but now we come and hit a stop codon. We have UAG. So what happens here? The whole process slows down because you can either load what's known as a suppressor tRNA-- that's the one, the magenta one, that went up there-- or a protein release factor can come in and bind. But, in either case, there's no new amino acid to come in, and translation finishes and releases the protein in its complete form.

Now the reason I want to differentiate between the release factor and an RNA that has the complementary stop codon is because the RNAs that are known as the suppressor RNAs have now been completely hijacked to make an enhanced genetic code where we can load lots of different amino acids using the suppressor RNAs. And, if anyone would like to chat to me about this, I'd love to because I think it's a fascinating field, but it's a bit beyond the scope of.

OK, so this entire process took the following where you've got small and large subunits, all the elongation factors and initiation and release. And then, in each case, the energy is actually not provided by ATP. It's provided by GTP. But where ATP is important is in loading the amino acids onto the transfer RNAs.

This occurs at about a rate of 20 amino acids per second, meaning you're reading about 60 bases per second, which is pretty consistent with the rate of transcription, not the rate of replication. That's far faster.

OK, sometimes, when you're making a lot of a protein, you will see that ribosomes line up on the messenger RNA. And you'll have many proteins being made at once and at different stages in the game. And this is a lovely electron micrograph that actually shows this process in action. And, when you have a lot of ribosomes on one messenger, we call them polysomes. They have that name.

OK, good, all right, so what I want to do now-- so does everyone feel good about how you translate a messenger into a protein and the various moving parts? You would always know the amino acid structures, have the genetic code. Just be familiar with reading it and making sure you could pick out which amino acid might be incorporated in response to which particular codon.

So, when proteins are made on the ribosome, they have a bit of a choice. They can get made and fold beautifully into active proteins. Those proteins could be modified. They could go to different places in the cell.

Occasionally, proteins misfold. Maybe the rate of synthesis is too fast, or the environment isn't right. So there will need to be mechanisms whereby proteins get degraded if they're not folded properly, but that's the story for another day. It's not always perfect, but what is known now is that, as proteins are emerging from the ribosome, they're starting to fold almost immediately from that N-terminus to, ultimately, attain their compact shape.

The last thing I want to talk to you about today is what happens-- what are the types of errors we get in translation. Now translation, like transcription and regulation, has some editing mechanisms to fix errors, but, occasionally, there are errors in the DNA that put different amino acids. And the editing at that stage, by the way, to fix errors is editing when you've loaded the wrong amino acid onto a tRNA.

But what happens when the DNA message, the DNA starting point, is wrong, which means the messenger is wrong, which then means we get a different translated proteins? So I'm just going to give you a couple of terms here.

When we have here-- and, on all these slides, I'm going to show you the double-stranded DNA. I'm going to show you the messenger that gets made and the protein that comes forward. And they're all lined up so you can follow them really nicely, always writing 5 prime to 3 prime, except when we have double-stranded because we have to put the bottom strand in a different order.

First of all, this entire chunk would be called the reading frame. It's the portion of DNA that's going to be read and transcribed into the messenger RNA.

And, when you look at the two strands, you're going to have to figure out which one is the template strand. And you would figure that out by knowing that you read 3 prime to 5 prime, but that you transcribe 5 prime to 3 prime, right? So you could recognize which of the two strands you're going to make the messenger out of.

Once you get the messenger, you come straight to the genetic code because you can use the genetic code to translate each of these. Cela a-t-il du sens? So this would be a situation where you have a wild-type enzyme. Everything is transcribed and translated properly.

Occasionally, though, there are errors that will introduce defects into the ultimate protein. The first type of error is a nonsense mutation, which might be leaving out a base pair, inserting one, substituting one. And this would, ultimately, cause an error in the DNA that then causes an error in the messenger RNA.

So let's say we delete by mistake, or we're missing the C-G base pair. Then the messenger RNA is now different. And a lot of the base pairs-- the bases slide up to fill the gap. So we have what's known as a frame-shift mutation. We've shifted things.

And what we've done by doing that is introduce wrong codons. So the first codon was read properly. The next one was read properly, even though there was a mistake, but then, all of a sudden, we get in this mess where one of the later codons carries a mistake and becomes a stop codon. OK, does everybody see that? So that would be called a frame-shift mutation that introduces a nonsense mutation and puts a stop codon into your messenger RNA, OK?

The next types of mistakes are ones that are what are called silent mutations. It doesn't matter, for example, if you made an error in the DNA, which ended up with an error in the messenger RNA, if you still code the same amino acid, right?

I go to the genetic code. I'm like, oh my goodness, I've got a mutation. Oh, it's fine. CCC codes for proline, but CCA also codes for proline. So that's called a silent mutation, OK?

Then the last ones are the ones where we start to encounter errors in DNA that result in errors in proteins that may cause genetically inherited diseases. So let's take a look at that.

Here it's a missense mutation where we've got an error in the DNA, which has resulted in an error in the messenger RNA. So, instead of valine-- instead of leucine, we've put in valine. That's not so bad because it's quite what we would call conservative. They're sort of similar amino acids. They have similar personalities. So this is a missense mutation, but it doesn't cause any dramatic changes, probably, in the DNA.

And then the last one I want to show you is a missense mutation that is non-conservative and causes a serious defect. And this takes you back to the beginning of the class where we've put a mistake in the sequence where we've changed a glycine to an arginine. And that's a big change.

And I just want to remind you of the situation in hemoglobin when we had a missense mutation, and we incorporated a valine instead of a glutamic acid, just through one change in the DNA, which made one change in the messenger, which put a drastic change in the protein that caused sickle cell anemia. So missense mutations are where you put in the wrong amino acids. And those are the ones where you end up, in a lot of cases, with inherited diseases.

Nonsense mutations are not so bad because you probably just truncate the protein. You don't-- nonsense mutations aren't so bad because you end up with a truncated protein, which would be degraded. The missense mutations are the more serious ones because you end up with a full length protein that might have a mistake in it. And then that would affect the function.

Am I being clear enough to everyone? Yeah? Bon. OK, I am going to tell you that I'm handing over the baton to my colleague, Professor Martin. He'll take over on Monday.

Mouse is pretty happy. He's pretty excited about genetics. And these will be the lectures that will occur. Quoi? You haven't seen him, have you? He's keen on genetics, yeah.

BARBARA IMPERIALI: OK, and that's it. Don't forget my office hours on Monday if you need them. I think this field is fascinating. Once you get used to the mechanics of it, it's really cool to think of how you go from DNA to RNA to folded proteins.


Requirements for Translation

Figure 1. A peptide bond links the carboxyl end of one amino acid with the amino end of another, expelling one water molecule. For simplicity in this image, only the functional groups involved in the peptide bond are shown. The R and R′ designations refer to the rest of each amino acid structure.

The process of translation, or protein synthesis, involves the decoding of an mRNA message into a polypeptide product. Amino acids are covalently strung together by interlinking peptide bonds. Each individual amino acid has an amino group (NH2) and a carboxyl (COOH) group. Polypeptides are formed when the amino group of one amino acid forms an amide (i.e., peptide) bond with the carboxyl group of another amino acid (Figure 1).

This reaction is catalyzed by ribosomes and generates one water molecule.

The Protein Synthesis Machinery

In addition to the mRNA template, many molecules and macromolecules contribute to the process of translation. Translation requires the input of an mRNA template, ribosomes, tRNAs, and various enzymatic factors.

Ribosomes

A ribosome is a complex macromolecule composed of structural and catalytic rRNAs, and many distinct polypeptides. Ribosomes exist in the cytoplasm in prokaryotes and in the cytoplasm and rough endoplasmic reticulum in eukaryotes. Ribosomes are made up of two subunits. Dans E. coli, the small subunit is described as 30S, and the large subunit is 50S, for a total of 70S. Mammalian ribosomes have a small 40S subunit and a large 60S subunit, for a total of 80S. The small subunit is responsible for binding the mRNA template, whereas the large subunit sequentially binds tRNAs.

TRNAs

The tRNAs are structural RNA molecules that were transcribed from genes by RNA polymerase III. Serving as adaptors, specific tRNAs bind to sequences on the mRNA template and add the corresponding amino acid to the polypeptide chain. Therefore, tRNAs are the molecules that actually “translate” the language of RNA into the language of proteins.

Figure 2. Phenylalanine tRNA

Of the 64 possible mRNA codons—or triplet combinations of A, U, G, and C—three specify the termination of protein synthesis and 61 specify the addition of amino acids to the polypeptide chain. Of these 61, one codon (AUG) also known as the “start codon” encodes the initiation of translation. Each tRNA anticodon can base pair with one of the mRNA codons and add an amino acid or terminate translation, according to the genetic code. For instance, if the sequence CUA occurred on an mRNA template in the proper reading frame, it would bind a tRNA expressing the complementary sequence, GAU, which would be linked to the amino acid leucine.

Mature tRNAs take on a three-dimensional structure through intramolecular hydrogen bonding to position the amino acid binding site at one end and the anticodon at the other end (Figure 2).The anticodon is a three-nucleotide sequence in a tRNA that interacts with an mRNA codon through complementary base pairing.

tRNAs need to interact with three factors:

  1. They must be recognized by the correct aminoacyl synthetase.
  2. They must be recognized by ribosomes.
  3. They must bind to the correct sequence in mRNA.

Aminoacyl tRNA Synthetases

Through the process of tRNA “charging,” each tRNA molecule is linked to its correct amino acid by a group of enzymes called aminoacyl tRNA synthetases. At least one type of aminoacyl tRNA synthetase exists for each of the 20 amino acids.


The flow of information in a cell proceeds __________. UNE). from RNA to DNA to protein B). from DNA to RNA to protein C). from DNA to protein to RNA D). from RNA to protein to DNA E). from protein to RNA to DNA The Correct Answer is B). From DNA to RNA to protein … Read more

Which statement about DNA replication is CORRECT? UNE). DNA ligase helps assemble the leading strand. B). The leading strand is built continuously, and the lagging strand is built in pieces. C). The leading strand is one of the strands of parental DNA. D). The lagging strand is built continuously. E). The lagging strand is one … Read more


Résumé

Using engineered initiator tRNA for precise control of protein translation within cells has great promise within future orthogonal translation systems to decouple housekeeping protein metabolism from that of engineered genetic systems. Previously, E. coli strain C321.ΔA.exp lacking all UAG stop codons was created, freeing this “amber” stop codon for other purposes. An engineered “amber initiator” tRNAAUC fMet that activates translation at UAG codons is available, but little is known about this tRNA’s orthogonality. Here, we combine for the first time the amber initiator tRNAAUC fMet in C321.ΔA.exp and measure its cellular effects. We found that the tRNAAUC fMet expression resulted in a nearly 200-fold increase in fluorescent reporter expression with a unimodal population distribution and no apparent cellular fitness defects. Proteomic analysis revealed upregulated ribosome-associated, tRNA degradation, and amino acid biosynthetic proteins, with no evidence for off-target translation initiation. In contrast to previous work, we show that UAG-initiated proteins carry N-terminal methionine, but have no evidence for glutamine. Together, our results identify beneficial features of using the amber initiator tRNAAUC fMet to control gene expression while also revealing fundamental challenges to using engineered initiator tRNAs as the basis for orthogonal translation initiation systems.


Hijacking Translation Initiation for Synthetic Biology

Taking control! Translation initiation can be engineered to occur at any non-AUG codon using several different strategies both in vitro and in vivo. The α-amine of the initiating amino acid is not required for elongation which allows for a diverse range of molecules to be incorporated.

Résumé

Genetic code expansion (GCE) has revolutionized the field of protein chemistry. Over the past several decades more than 150 different noncanonical amino acids (ncAAs) have been co-translationally installed into proteins within various host organisms. The vast majority of these ncAAs have been incorporated between the start and stop codons within an open reading frame. This requires that the ncAA be able to form a peptide bond at the α-amine, limiting the types of molecules that can be genetically encoded. In contrast, the α-amine of the initiating amino acid is not required for peptide bond formation. Therefore, including the initiator position in GCE allows for co-translational insertion of more diverse molecules that are modified, or completely lacking an α-amine. This review explores various methods which have been used to initiate protein synthesis with diverse molecules both in vitro and in vivo.


Elongation

  1. The elongation stage involves the assembly of specified amino acids into a polypeptide chain.
  2. The key to elongation are the E, P, and A sites within the ribosome.
  3. Following initiation, the first tRNA (for methionine) is located within the P site.
  4. A second codon in the mRNA is exposed in the A site.
  5. Only a tRNA with an anticodon complementary to the mRNA codon exposed in the A site will correctly fit.
  6. At this point there are two tRNAs in the ribosome.
  7. By an enzymatic reaction, the amino acids between the P and A chains are joined together by a
    peptide bond.
  8. As the peptide bond forms, the amino acid is released from the tRNA in the P site. The ribosome then moves one codon down the mRNA (in the 3′ direction).
  9. As it does so, the tRNA that was in the P site enters into the E site and leaves the ribosome.
  10. The tRNA that was in the A site, which still has the polypeptide chain attached, moves into the
    P site.
  11. A new mRNA codon is then revealed in the A site.
  12. A tRNA with an anticodon complementary to the exposed mRNA codon then enters the A site, and the process repeats itself.
  13. The rate at which this reaction occurs is amazing.
  14. In eukaryotic systems, the ribosome may read up to six codons per second.

Open Reading Frame

Once the start codon is identified, each sequential group of three base pairs form the next codon. In this way the position of the start codon determines the open reading frame, or order of codons that will be read to form the protein. In the example below, once the ribosome assembles on the first AUG, the order of the rest of the codons is set for the rest of the translation of the mRNA.


TOR controls translation initiation and early G1 progression in yeast.

Saccharomyces cerevisiae cells treated with the immunosuppressant rapamycin or depleted for the targets of rapamycin TOR1 and TOR2 arrest growth in the early G1 phase of the cell cycle. Loss of TOR function also causes an early inhibition of translation initiation and induces several other physiological changes characteristic of starved cells entering stationary phase (G0). A G1 cyclin mRNA whose translational control is altered by substitution of the UBI4 5' leader region (UBI4 is normally translated under starvation conditions) suppresses the rapamycin-induced G1 arrest and confers starvation sensitivity. These results suggest that the block in translation initiation is a direct consequence of loss of TOR function and the cause of the G1 arrest. We propose that the TORs, two related phosphatidylinositol kinase homologues, are part of a novel signaling pathway that activates eIF-4E-dependent protein synthesis and, thereby, G1 progression in response to nutrient availability. Such a pathway may constitute a checkpoint that prevents early G1 progression and growth in the absence of nutrients.


Translation by computer

Many computer programs capable of translating a DNA/RNA sequence into protein sequence exist. Normally this is performed using the Standard Genetic Code many bioinformaticians have written at least one such program at some point in their education. However, few programs can handle all the "special" cases, such as the use of the alternative initiation codons: For example the rare alternative start codon TTG codes for Methionine when used as a start codon and for Leucine in all other positions.

Example: Condensed translation table for the Standard Genetic Code (from the NCBI Taxonomy webpage).

Translation tables

Even when working with ordinary Eukaryotic sequences such as the Yeast genome, it is often desired to be able to use alternative translation tables -- namely for translation of the mitochondrial genes. Currently the following translation tables are defined by the NCBI Taxonomy Group for the translation of the sequences in GenBank:

Software examples

Example of computational translation - notice the indication of (alternative) start-codons:


Voir la vidéo: Synthèse de protéines Traduction: traduction شرح بالدارجة (Août 2022).