Petite question sur la terminaison de la traduction

[Meiosis]

Bonjour,

Je viens d'imaginer quelque chose mais je ne trouve pas la réponse à ma question.

Imaginons une mutation qui fait perdre le codon stop dans l'ARNm pour un cadre de lecture donné.
Imaginons également que suite à cela le ribosome ne rencontre plus de codon stop jusqu'à la fin de l'ARNm, que se passerait-il ?
Comment la traduction serait arrêtée du coup ? La région 3' non traduite habituellement le serait ? Et si oui comment le ribosome se détachera de l'ARNm à sa toute fin vu qu'il n'a pas rencontré de codon stop ?

Merci.
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[Loupsio]

Imaginons une mutation qui fait perdre le codon stop dans l'ARNm pour un cadre de lecture donné.
Imaginons également que suite à cela le ribosome ne rencontre plus de codon stop jusqu'à la fin de l'ARNm, que se passerait-il ?

"Le" condon stop sous entend que tu penses qu'il n'y en a qu'un? en l'occurence sur un ARNm il peut y en avoir plusieurs, la traduction ne s'arrête pas au codon stop, mais au premier codon stop

d'ailleur vu qu'il y en a 3 (UAG UGA UGG je crois, de mémoire mais pas de code sous les yeux) ce qui multiplie les chances d'en trouver,
sur 64 codons il y en a 3 stop, et donc 1 chance sur 21 a peu pres,
si la selection naturelle a selectionnée des sequences génétiques assez longues codantes, ce qu'il y a derriere le codon stop ne subi en revanche pas de pression de séléction (ou moins) et est donc soumis aux lois statistiques, et on en a donc statistiquement 1 tous les 21 codons, donc au pire elle polymerisera un peu plus loin, (meme si c'est plus qu'une 20aine) mais rencontrera tot ou tard un autre codon stop
si ce n'est pas le cas elle arrivera au bout, au final des facteur viendrons surement regler le probleme qui se pose, le ribosome sera desassemblé en deux ss unitées differentes et la protéines sera probablement inutilisable. Et là comme pour toute autre mutation, si c'est une proteine importante l'individu ne pouvant avoir la bonne version mourra et ne propagera pas ce gène, et si ce n'est pas une protéine importante a la survie alors elle pourra se propager, mais ca m'etonnerai qu'il y ai beaucoup de cas ou on ne trouve pas de codon stop derrière le codon stop habituellement utilisé avec 1 chance sur 21

[Saswordz]

"Le" condon stop sous entend que tu penses qu'il n'y en a qu'un? en l'occurence sur un ARNm il peut y en avoir plusieurs, la traduction ne s'arrête pas au codon stop, mais au premier codon stop

d'ailleur vu qu'il y en a 3 (UAG UGA UGG je crois, de mémoire mais pas de code sous les yeux) ce qui multiplie les chances d'en trouver,
sur 64 codons il y en a 3 stop, et donc 1 chance sur 21 a peu pres,
si la selection naturelle a selectionnée des sequences génétiques assez longues codantes, ce qu'il y a derriere le codon stop ne subi en revanche pas de pression de séléction (ou moins) et est donc soumis aux lois statistiques, et on en a donc statistiquement 1 tous les 21 codons, donc au pire elle polymerisera un peu plus loin, (meme si c'est plus qu'une 20aine) mais rencontrera tot ou tard un autre codon stop
si ce n'est pas le cas elle arrivera au bout, au final des facteur viendrons surement regler le probleme qui se pose, le ribosome sera desassemblé en deux ss unitées differentes et la protéines sera probablement inutilisable. Et là comme pour toute autre mutation, si c'est une proteine importante l'individu ne pouvant avoir la bonne version mourra et ne propagera pas ce gène, et si ce n'est pas une protéine importante a la survie alors elle pourra se propager, mais ca m'etonnerai qu'il y ai beaucoup de cas ou on ne trouve pas de codon stop derrière le codon stop habituellement utilisé avec 1 chance sur 21

Ta réponse se base, selon moi, dans le cas d'ARN polycistroniques. Or chez les eucaryotes les ARN sont monocistroniques, ce qui induit (toujours selon moi) la présence d'un seul codon STOP.

Même si une mutation annule ce codon STOP en revanche il y a toujours des signaux d'arrêt de la traduction, je pense notamment à la queue polyA des ARN messagers. Cette queue permet la fixation de protéines pour la circularisation des ARNm, si le ribosome arrive jusque là il va y avoir un encombrement stérique qui va amener le désassemblage du ribosome.

Je ne suis pas sûr de ces réponses, il faudrait que je replonge dans certains de mes cours !!

[Loupsio]

Ta réponse se base, selon moi, dans le cas d'ARN polycistroniques

Hum, absolument pas,
il n'y a pas uniquement des codons stop après un codon d'initiations, tu peux avoir un codon stop avant le codons d'initiation (5' UTR), dans des introns (qui ne sont evidemment plus la après l'épissage), et derrière un codon stop meme si entre temps tu n'a pas eu de nouveaux codons initiateur (3' UTR), bien que dans tout ces cas ils soient inutils en tant que codon stop
Il n'y a pas de regles qui dit qu'il n'y a qu'un AUG (codond initiateur) et qu'un codon stop par ARNm, en l'occurence il y a plusieurs AUG (sinon on n'aurait jamais de methionine dans les proteines) seulement la traduction commence toujours au premier, et donc si il n'y a pas qu'un AUG je ne vois pas comment il pourrait n'y avoir qu'un seul codon stop d'autant plus qu'il y a 3 fois plus de codons stop que de codons d'initiation
c'est juste qu'on commence au premier AUG et on s'arrete au premier stop,

Le cas des ARN polycistronique est en plus un cas particulier, car non content de devoir trouver un AUG derrière un codon stop (ce qui en soi est 3x moins probable qu'un autre codon stop derrière un codon stop) il faut une certaine distance entre ce codon stop et ce nouveau codon d'initiation, si il est trop loin, il a beau etre sur le meme ARNm il n'y aura pas de deuxieme proteine donc tu peux avoir des codon AUG derriere (loin derriere) un codon stop et ne pas avoir pour autant du polycistronique, alors quant a un second codon stop, qu'il soit loin derriere ou proche du premier, cela ne change strictement rien si le premier codon stop est fonctionnel, et rien n'empeche donc d'en avoir d'autres derriere

Or chez les eucaryotes les ARN sont monocistroniques,

Petite correction au passage
Faux!!!
Enfin comme toujours en biologie il ne faut pas généraliser, si ma mémoire est bonne les ARN ribosomiques sont polycistroniques, bien que cela soit le seul exemple eucaryote qui ne soit pas monocistronique

[A voir en vidéo sur Futura]

[Loupsio]

Même si une mutation annule ce codon STOP en revanche il y a toujours des signaux d'arrêt de la traduction, je pense notamment à la queue polyA des ARN messagers. Cette queue permet la fixation de protéines pour la circularisation des ARNm, si le ribosome arrive jusque là il va y avoir un encombrement stérique qui va amener le désassemblage du ribosome.

Les signaux d'arret de la transcription sont recrutés justement par les ARNt sans aa , donc si on a pas un codon stop, on a bien un codon avec un anticodon qui possede un aa sur son ARNt et donc les facteurs d'arrêt ne sont pas recrutés et les ARNt continuent de défiler les uns apres les autres jusqu'a ce qu'on tombe sur un autre codon stop (un vrai ducoup puisque le premier n'est plus un codon stop)
par exemple tu parle de la polyadenylation, en l'occurence si le ribosome n'est pas arreté par des codons stop, la presence de la queue poly A ne change rien, AAA correspondant a une lysine, alors la proteine sera polylysiné en Cter, car normalement pour la traduction, des proteines vont aider le déplacement des proteines qui seraient fixés sur l'ARN (car il n'y a pas que sur la polyA que des proteines se fixent) et qui rendent l'ARNm bien accessible au ribosome, et puis la polyA est là aussi pour allonger la demi vie de l'ARNm car en presence d'exonucléase 3' elle comencera par ronger la polyA sans impacter la réelle sequence de l'ARNm, alors qu'on ariverait vite a digerer des parties codantes sans cette polyA et la demi vie serait réduite, ce qui signifie bien que cette poly A est tout de meme accessible aux enzymes et qu'il n'y a pas tout le temps des proteines gênantes empêchant l'acces a cette sequence

[Saswordz]

Petite correction au passage
Faux!!!
Enfin comme toujours en biologie il ne faut pas généraliser, si ma mémoire est bonne les ARN ribosomiques sont polycistroniques, bien que cela soit le seul exemple eucaryote qui ne soit pas monocistronique

Erreur de ma part, je parlais des ARNm, et non des ARN en général !

il n'y a pas uniquement des codons stop après un codon d'initiations, tu peux avoir un codon stop avant le codons d'initiation (5' UTR), dans des introns (qui ne sont evidemment plus la après l'épissage), et derrière un codon stop meme si entre temps tu n'a pas eu de nouveaux codons initiateur (3' UTR), bien que dans tout ces cas ils soient inutils en tant que codon stop
Il n'y a pas de regles qui dit qu'il n'y a qu'un AUG (codond initiateur) et qu'un codon stop par ARNm, en l'occurence il y a plusieurs AUG (sinon on n'aurait jamais de methionine dans les proteines) seulement la traduction commence toujours au premier, et donc si il n'y a pas qu'un AUG je ne vois pas comment il pourrait n'y avoir qu'un seul codon stop d'autant plus qu'il y a 3 fois plus de codons stop que de codons d'initiation
c'est juste qu'on commence au premier AUG et on s'arrete au premier stop,

Evidemment qu'il y a plusieurs codons stop possible, mais il y a une chose à prendre en compte : la phase de lecture !
A moins d'un phénomène tel que le Frameshift on garde toujours le même cadre de lecture à partir du AUG initiateur. Et pour moi ce cadre de lecture ne contient qu'un seul codon stop (sur les ARNm matures, sans introns évidemment) car ils sont monocistroniques. Après ce qui peut se passer c'est des stratégies différentes :
- Leaky scanning : on change d'AUG initiateur et donc de codon stop si la phase de lecture est différente
- Frameshift : on change de phase de lecture donc de codon stop
Mais pour moi, chez les ARNm eucaryote, une phase de lecture = un codon stop. Il existe certes des exceptions où le codon stop est déchiffré par des ARNt spéciaux et là c'est un deuxième codon stop normalement inutile qui sera utilisé mais ce n'est pas la majorité des cas.
La stratégie est tout autre en cas d'ARN polycistronique.

[Loupsio]

Evidemment qu'il y a plusieurs codons stop possible, mais il y a une chose à prendre en compte : la phase de lecture !

Evidemment le cadre de lecture est important, mais il l'est aussi pour les autres séquences , AUG par exemple et donc pour en revenir a notre bon codon d'initiation, je ne concois pas qu'on puisse trouver plusieurs methionines dans une proteine (et donc plusieurs AUG respectant le cadre de lecture) mais pas un seul autre codon stop qui respecterai le cadre de lecture lui aussi, derriere le premier codon stop alors qu'il y a 3x plus de codon stop dans le code genetique que de codons d'initiations

[Meiosis]

Bonjour,

Je vois qu'il y a eu beaucoup de réponses. ^^

J'ai quelques questions en plus du coup.

Loupsio tu dis que de toute façon on tomberait quand même sur un codon stop en cas de mutation mais 1 chance sur 21 c'est quand même très peu.
Surtout si la mutation s'est faite juste avant le codon stop et que donc il ne reste plus beaucoup à polymériser (la région 3'UTR est courte je crois).
Ensuite tu dis que dans le cas où le ribosome va jusqu'à la fin de l'ARNm alors il sera quand même détaché mais je ne vois pas par quel mécanisme justement.
D'habitude au codon stop ce sont les release factors (RF) qui permettent ce détachement, là quels seraient les facteurs qui permettraient le détachement en dehors des RF ?

Et pour finir, concernant le début de la traduction tu dis qu'elle commence toujours au premier codon d'initiation AUG, j'étais persuadé que ce n'était pas obligatoirement le cas et que ça dépendait du contexte autour de l'AUG.

Chez les procaryotes s'il n'y a pas de séquence shine dalgarno (SD) avant alors ce n'est pas le bon AUG et il commence au deuxième AUG si celui-ci a la séquence SD par exemple.

Chez les eucaryotes le ribosome vient depuis la coiffe (sans parler des séquences IRES) et scanne l'ARNm jusqu'au codon AUG avec un contexte favorable qui a la séquence de Kozak.

Donc je croyais que ce n'était pas obligatoirement au premier codon AUG, c'est faux ?

D'ailleurs dans le cas d'ARNm eucaryotes polycistroniques (même si rares) le ribosome traduisant la deuxième protéine ne peut pas venir depuis la coiffe car c'est une séquence interne, comment ça se passe ?

[Loupsio]

Surtout si la mutation s'est faite juste avant le codon stop

avant? dans ce cas le codon stop n'est pas affecté t il n'y a pas de problemes

D'habitude au codon stop ce sont les release factors (RF) (...)

dans une cellule tu as des tas et des tas e systemes de surveillances pour tout et n'importe quoi, pour les probleme de polymerisation, pour les problemes de réplication,
Et dès que quelque chose ne marche pas correctement diverses protéines sont recrutées ci et là, différentes selon le problème, que ca soit parce que la polymerase n'arrive plus a avancer parce que elle polymerise en boucle le meme nucleotide, ou que ce soit une erreur dans l'appariement (pendant polymerisation et apres polymerisation sont reconnus par deux systemes différents) ou qu'elle soit bloquée en G0 alors qu'elle devrait se diviser, ou bloquée en métaphase, ou même que ce soit un problème tout autre,... il y a des tas de systeme de correction, sinon nous ne serions pas la pour en parler, vu le nombre d'erreurs et problemes qui arrivent dans une cellule au cours de sa vie,
Connaitre le nom des facteurs en question n'est même pas important ici, de toute facon toute action et tout phénomène qui se passe dans la cellule entraine une réaction, si cela ne résout pas le probleme, ca ne fera que recruter encore d'autres complexes et d'autres systemes, et au final que ce soit un "debugage" en douceur, ou que cela aboutisse a la destruction du probleme, il y a toujours un plan B dans une cellule, sinon on accumulerait beaucoup trop de problemes

Chez les procaryotes s'il n'y a pas de séquence shine dalgarno (SD) avant alors ce n'est pas le bon AUG et il commence au deuxième AUG si celui-ci a la séquence SD par exemple.

Peut etre vais je dire une betise car ca remonte a loin et que ma mémoire me fait peut etre defaut, mais si je ne me trompe pas, le ribosome ne lis pas tout l'ARN en partant du début, la séquence shine dalgarno va etre recrutrice non? en l'occurence si le ribosome est recruté au niveau de la sequence shine dalgarno alors peut importe combien d'AUG il y a avant cette sequence, le AUG d'initiation est bien le premier AUG rencontré par le ribosome puisque il est recruté par la sequence SD et n'a donc pas a passer par les autres AUG situés avant, il polymerise bien donc au premier AUG qu'il rencontre dans ce cas.

[Meiosis]

avant? dans ce cas le codon stop n'est pas affecté t il n'y a pas de problemes

Je ne comprends pas, si par exemple une mutation par sustitution a lieu sur le codon stop et qu'il devient un codon faisant un acide aminé bah il ne restera plus beaucoup à polymériser vu que la mutation a lieu à la toute fin de la phase codante. Et donc 1 chance sur 21 c'est très peu, surtout s'il reste 10 codons par exemple dans la 3'UTR.

C'est ce que je voulais dire.

Ou même une mutation par délétion/insertion peut modifier le cadre de lecture et faire qu'on ne tombe plus sur le codon stop, je ne comprends pas pourquoi tu dis qu'il ne serait pas affecté.

Exemple :

[...] AAA UAC UAG

On peut avoir une mutation par délétion supprimant le UA du UAC :

AAA CUA G[...]

Cette mutation peut survenir peu avant le codon stop dans la phase codante et donc décaler le cadre de lecture de sorte qu'on ne rencontre plus le codon stop et qu'il ne reste plus beaucoup à polymériser dans la 3' UTR ensuite.

Pour la fin de ton message effectivement j'avais bien en tête le recrutement interne sur la séquence SD mais dans mon raisonnement je comptais les codons AUG situés avant la séquence SD, d'où le fait que j'ai dit que le début de la traduction ne se fait pas toujours au premier AUG mais on s'est compris.

Par contre chez les eucaryotes vu que le ribosome commence à balayer de façon externe depuis la coiffe bah là on peut considérer que le premier AUG n'est pas forcément celui qui commence la traduction, car le ribosome va rencontrer tous les AUG possibles.

[Loupsio]

avant? dans ce cas le codon stop n'est pas affecté t il n'y a pas de problemes

Je ne comprends pas, si par exemple une mutation par sustitution a lieu sur le codon stop

Euh bah je ne comprenais juste pas ta phrase :

Surtout si la mutation s'est faite juste avant le codon stop et que donc il ne reste plus beaucoup à polymériser (la région 3'UTR est courte je crois).

un moment tu parle de mutation sur le codon stop, puis après tu mentionne une mutation juste avant le codon stop, en l'occurence juste avant le codon stop ca n'impacte pas l'arret de la traduction

il ne restera plus beaucoup à polymériser vu que la mutation a lieu à la toute fin de la phase codante [...] et qu'il ne reste plus beaucoup à polymériser dans la 3' UTR ensuite.

c'est relatif, ... définis "beaucoup" et "pas beaucoup" pour voir, parce que si je prend un exemple au hasard, l'alcool deshydrogenase ( tout ce qu'il y a de plus basique) d'arabidopsis, le 3' UTR fais 200 bases environ, et sans vouloir trop m'avancer c'est une norme, certains sont plus grands meme, donc de la a dire qu'on est a la fin... c'est un peu rapide comme déduction non?
200 bases ca nous fait 66 codons, si on reprend nos une chance sur 21... on a de quoi en mettre trois des codons stop la dedans...

[Meiosis]

Oui j'ai évoqué les deux cas : une mutation sur le codon stop et une peu avant.
Je ne comprends pas pourquoi ça ne pourrait pas impacter l'arrêt de la traduction avec une mutation juste avant, puisque si ça décale le cadre de lecture comme dans mon exemple ci-dessus bah le ribosome ne tombera plus sur le codon stop.

[Loupsio]

Je ne comprends pas pourquoi ça ne pourrait pas impacter l'arrêt de la traduction avec une mutation juste avant, puisque si ça décale le cadre de lecture

Ahhhhh non, une mutation ne changera pas le cadre de lecture, une insertion ou une deletion le changera en revanche,
bien que dans la vie courante on parle de mutation dès que l'ADN est changé, au niveau plus précis, au niveau moléculaire la mutation c'est pluss le remplacement d'un nucleotide pas un autre, donc le cadre de lecture ne change pas
en revanche une délétion ou une insertion modifierons le cadre de lecture et impacterons le codon stop, mais la encore peut etre que ce nouveau cadre laissera découvrir de nouveaux codons stop derrière comme un: AAA UAG AUG AAA AAA
on a bien un seul codon stop, et après deletion du nucléotide bleu (rien d'autre ne change) : AAU AGA UGA AAA AA

[Meiosis]

En fait je parlais bien d'insertion/délétion quand je disais "mutation", je comprends bien qu'une mutation par substitution ne change pas le cadre de lecture, c'est d'ailleurs logique.
Mais je t'ai compris au final, c'est bien ce que je pensais.
De toute façon dans tous les cas y'a détachement de l'ARNm même si le ribosome arrive au bout de l'ARNm, comme tu as dit.

J'ai une autre question toujours en rapport avec les mutations.

Imaginons qu'une mutation fait perdre la séquence shine dalgarno sur un ARNm bactérien : le ribosome ne se fixera plus du tout sur l'ARNm et il sera inutilisable, c'est correct ?

Pareil pour les eucaryotes, imaginons une mutation qui supprime la séquence de kozak et donc le contexte favorable autour de l'AUG normalement utilisé comme initiateur. Dans ce cas le ribosome se fixerait à la coiffe et scannerait l'ARNm jusqu'à la fin puisqu'il ne détectera pas le codon AUG ?

[Loupsio]

A vérifier, mais je crois bien que la séquence dalgarno est un consensus plus ou moins exact, il n'y a pas une séquence exacte
une mutation sur la séquence shine dalgarno jouera pluss sur l'affinité et modifiera les niveau traductionnels plutôt que empêcher la traduction complètement,

[Meiosis]

Ah ok je comprends mieux.

Et pour les eucaryotes c'est bien comme j'ai dit ?

[invitec9f0f895]

Salut

Si un ARNm ne possède pas de codon stop (et ce quelquesoit la raison: cassure de l'ARNm, mutation du codon stop etc...) alors il existe un système de surveillance qui s'appelle la No-Stop Decay (NSD) chez les eucaryotes qui va provoquer le relargage du ribosome et la dégradation du peptide et de l'ARNm.
Chez les procayrotes c'est le système tmRNA (SSRA) qui est souvent mis en jeu, mais il existe des voies alternatives.
L'objectif est le meme: dégrader l'ARNm abbérant et dégrader le peptide qui viens d'être synthétisé pour éviter qu'il puisse etre toxique.

YOyo

[Meiosis]

Salut,

Merci pour la précision je ne connaissais pas ces deux systèmes.