cadres de lecture et codon start

[invite8f4c7958]

salut à tous,

une question me trotte dans la tête depuis qq jours : comment est-il possible de lire une séquence d'adn suivant les différents cadres de lecture ??? ... ce que je veux dire c'est qu'il faut obligatoirement un codon start pour que la transcription puisse démarrer, donc il faudrait qu'en se décalant d'un cadre (soit d'un seul nucléotide) on retombe sur un codon start a chaque fois, a partir d'un codon start (je parle pour amorcer)...comment est-ce possible ??

...à moins que qd on parle de "lire" une séquence selon les différents cadre, il s'agisse seulement de la lire simplement, pas de la transcrire... ?

quelqu'un a une idée sur la question ??
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[invitef1b4a1e8]

Bonjour,

Le changement de cadre de lecture peut avoir lieu au cours de la traduction, par repositionnement du ribosome (frameshift). Celui-ci peut "glisser" d'une base en amont ou en aval au niveau d'une séquence répétée (--> pas de problème d'appariement) ou bien lorsqu'il bute sur une structure secondaire de l'ARN (tige-boucle). Il existe aussi des tRNA mutants qui reconnaissent un codon de 4 bases et induisent un frameshift, mais j'avoue que je ne me rappelle plus du mécanisme.

NB: un autre mécanisme (readthrough) permet de passer outre un codon stop: certaines mutations "suppresseur" des ARNt qui ont un anticodon 'stop' mais un site d'attachement d'un acide aminé.

Le frameshift est très utilisé chez les virus, où l'information génétique est très condensée et les cadres de lecture se chevauchent. Par exemple, chez les rétrovirus, l'ARN contient entre autres deux cadres de lecture différents et chevauchants, gag et pol (codant respectivement pour les protéines de capside et la reverse transciptase + l'intégrase). Normalement (dans 95% des cas), la traduction s'arrête au codon stop de gag, et l'ORF pol n'est pas traduite. Mais il arrive qu'un glissement du ribosome change le cadre de lecture (passe de celui de gag à celui de pol): le ribosome ne lit donc plus le codon stop, et continue à traduire jusqu'à la fin de pol. Une "protéine-fusion" gag-pol est donc produite (en fait, les séquences gag et pol codent elles-mêmes pour des polyprotéines qui sont clivées par une protéase après traduction).
Cette "erreur" produite dans 5% des cas a son importance biologique puisqu'elle permet d'assurer une certaine stoechiométrie entre les protéines (structurales) de capside, nécessaires en grande quantité, et les protéines non strucurales codées par pol, nécessaires en quantités catalytiques (ce sont des enzymes).

J'espère que celà t'éclaire un peu sur le sujet.

Véro

[invite8f4c7958]

wow ! chui impressionnée !
...je pensais pas qu'il pouvait exister des "sauts inter-cadre" comme ça ! (mais bon, je n'y connais pas gd chose non plus..)

mais donc dans ce cas-là, il n'y a qu'un seul codon start, qui est utilisé pour débuter la transcription puis la traduction, et le passage d'un cadre à un autre se fait en cours de traduction...et donc la question que je me posais "n'existe" pas...car là il n'y a que 3 cadre de lecture possible...
en fait a question tient bp au fait que mes connaissances (pas grandes déjà) sont uniquement théorique : pour moi (c'est-à-dire, d'après mes cours lol) il y a 6 cadres possible pour l'adn et 3 possible pour l'arn...et en fait je voulais parler des codons start au stade de l'adn, pour initier la transcription. donc je ne sais pas trop si mon pb est bien clair...surtout qu'il ne relève que d'une pure réflexion personnelle, donc je ne sais meme pas si dans la nature on se retrouve face à une telle question...

[invitef1b4a1e8]

des codons start au stade de l'adn, pour initier la transcription

Le codon start sert uniquement lors de la traduction, donc sur l’ARNm !
L’initiation de la transcription a lieu au niveau du promoteur, en amont du codon initiateur, qui n’initie que la traduction. En conséquence, l’ARNm contient des séquences non traduites en 5’, auxquelles se fixe le ribosome, avant de glisser jusqu’au codon AUG.

Mais tu as raison, il y a bien 6 cadres de lecture théoriquement possibles sur un double brin d’ADN, 3 sur un ARNm. Mais ces capacités de codage sont rarement (jamais ?) toutes utilisées. (en tous cas dans les génomes les plus « évolués », où la fraction codante est très réduite – la compaction maximale est atteinte chez les virus, avec plusieurs cadres de lecture chevauchants).

mais donc dans ce cas-là, il n'y a qu'un seul codon start, qui est utilisé pour débuter la transcription puis la traduction, et le passage d'un cadre à un autre se fait en cours de traduction...

Oui, j’avais cru comprendre que ta question portait sur l’initiation de la traduction, mais je n’avais pas d’exemple concret en tête.

et donc la question que je me posais "n'existe" pas...

Mais si, pourquoi ça n'existerait pas?
C’est possible d’avoir plusieurs codons d’initiation dans des cadres de lecture différents :
…AUG CGC UUA UGC CAA… dans un cadre de lecture donné,
ce qui donne, en décalant d’un nucléotide :
…AU GCG CUU AUG CCA A…

A priori, l’initiation de la traduction pourrait se faire à l’un ou l’autre de ces deux sites AUG. En réalité, un seul est souvent utilisé préférentiellement/ exclusivement.
Le mécanisme classique d’initiation de la traduction est l’entrée du ribosome en 5’ de l’ARN, puis le « scanning » de la séquence par le ribosome, jusqu’au premier AUG.
Mais la traduction peut commencer au n-ième AUG, en ignorant les n-1 précédents « masqués » dans une structure secondaire (« entrée interne du ribosome » ou « IRES »).
Il me semble aussi que la préférence pour un AUG parmi plusieurs en concurrence peut dépendre de la séquence de nucléotides autour (à vérifier !).
Donc en général, un seul AUG est utilisé pour initier la traduction (et pas forcément le premier), même si la séquence en contient plusieurs.

Mais il existe des mécanismes d’initiation alternative : choix d’un AUG alternatif, qui peut être dans un autre cadre de lecture, ce qui conduit à une protéine raccourcie (si même cadre de lecture) ou complètement différente (si changement de cadre de lecture). Malheureusement, je n’ai pas d’exemple concret à citer.

surtout qu'il ne relève que d'une pure réflexion personnelle, donc je ne sais meme pas si dans la nature on se retrouve face à une telle question...

Pourquoi « que » ? C’est très bien de se poser des questions comme ça ! Surtout que ce cas reflète bien la réalité: étant donnée la fréquence du trinucléotide ATG (1/4*4*4, comme pour tout triplet), le nombre d’occurrences est assez élevé sur une séquence de l’ordre du kilobase… d'où la pertinence de ta question!

Voila, ça m’a remis en mémoire mes cours de génétique !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec9f0f895]

Suite a ces excellentes réponses de veroOo, je n'ai pas grand chose a rajouter si ce n'est que les événements des frameshift et de readthrough (translecture en francais) ne sont pas exclusivement retrouvés chez les virus, mais qu'on en découvre de plus en plus dans d'autres genomes plus grands et plus complexes.

Des exemples sont decrit chez les levures, la drosophile, la souris, l'Homme, des archae etc...

Yoyo

[invite8f4c7958]

Le codon start sert uniquement lors de la traduction, donc sur l’ARNm !

oups , c'est vrai ! à force de chercher la ptite bête j'en oublie un truc comme ça...

C’est possible d’avoir plusieurs codons d’initiation dans des cadres de lecture différents :
…AUG CGC UUA UGC CAA… dans un cadre de lecture donné,
ce qui donne, en décalant d’un nucléotide :
…AU GCG CUU AUG CCA A…

en fait, ce que j'imaginais, c'est que la lecture selon n'importe quel des cadres impliquait qu'on ait une séquence telle que l'enchainement de codons comporte start-start-start-puis d'autres codons pour des acides aminés. mais d'après ton exemple de séquence, ça me parait bien compliqué à réaliser, et peut-être n'est-ce même pas possible du fait du code génétique...