Différence principale - traduction procaryote vs eucaryote

Les traductions procaryotes et eucaryotes sont impliquées dans la synthèse des protéines en décodant les instructions génétiques portées par les ARNm. Pendant la traduction, les triplets de nucléotides, appelés codons, sur l'ARNm sont traduits en une séquence d'acides aminés. La traduction procaryote et eucaryote partagent un plan de base similaire tout au long des processus. Cependant, plusieurs différences peuvent être observées dans ces processus de traduction. Les différence principale entre la traduction procaryote et eucaryote est que la traduction procaryote se produit de manière synchrone avec sa transcription alors que la traduction eucaryote se produit de manière asynchrone avec sa transcription.

Cet article explique,

1. Qu'est-ce que la traduction procaryote - Définition, processus, fonctionnalités 2. Qu'est-ce que la traduction procaryote - Définition, processus, fonctionnalités 3. Quelle est la différence entre la traduction procaryote et eucaryote

Qu'est-ce que la traduction procaryote

Chez les procaryotes, la traduction est le processus de synthèse simultanée de protéines avec la transcription. La traduction commence juste après la transcription de l'extrémité 5' du gène en ARNm. La traduction procaryote se déroule essentiellement en trois étapes: initiation, élongation et terminaison. Afin d'initier la traduction, les deux sous-unités 50S et 30S sont assemblées. Les trois facteurs d'initiation, IF1, IF2 et IF3 aident à assembler le complexe d'initiation. La N-formylméthionine est le premier acide aminé ajouté en traduction. Le GTP est utilisé comme source d'énergie pour la formation de liaisons peptidiques entre les nucléotides restants et entrants. Le facteur d'initiation de la traduction est EF-P.

La sélection du codon d'initiation est facilitée par la liaison du ribosome avec la séquence Shine-Dalgarno. La séquence Shine-Dalgarno est une région riche en purines située en amont du codon d'initiation AUG. Cette séquence est complémentaire de la région riche en pyrimidine sur l'ARNr 16S. L'ARNr 16S est un composant de la sous-unité 30S. Ces deux nucléotides complémentaires s'apparient, formant une structure d'ARN double brin. Cet appariement amène le codon d'initiation dans le site P du ribosome. Le premier acide aminé se lie au site P. Un ribosome est constitué de trois sites actifs: un site, un site P et un site E. Les ARNt d'aminoacyl entrants, autres que le premier ARNt d'aminoacyl, se lient au site A. La formation de liaison peptidique se produit au site P. Le site de sortie de l'ARNt non chargé est le site E.

Figure 1: Initiation de la transcription dans le ribosome 70S des procaryotes

Les deux facteurs d'allongement sont EF-G et EF-Tu. La traduction s'allonge jusqu'à ce que le ribosome atteigne l'un des trois codons stop: UAA, UGA, UAG. Les facteurs de libération autres que les ARNt reconnaissent le codon stop. L'ARNm avec le codon de terminaison au site A est appelé complexe de terminaison. Trois facteurs de libération peuvent être identifiés: RF1, RF2 et le RF3. RF1 et RF2 reconnaissent les UAA/UAG et UAA/UGA et hydrolysent la liaison ester dans le peptidyl-ARNt pour libérer la chaîne polypeptidique naissante. RF3 catalyse la libération de RF1 et RF2. Une fois la nouvelle protéine libérée, le ribosome subit un recyclage. Le facteur de recyclage du ribosome et EF-G sont impliqués dans la libération d'ARNm et d'ARNt du ribosome et dans la dissociation du ribosome 70S en sous-unités 30S et 50S. IF3 libère l'ARNm en remplaçant l'ARNt désacylé.

Lorsque les bactéries entrent dans la phase stationnaire, la traduction est régulée à la baisse par la dimérisation des ribosomes. La dimérisation des ribosomes est facilitée par RMF, HPF et YfiA. Les facteurs de dissociation des ribosomes sont RsfA et HflX.

Qu'est-ce que la traduction eucaryote

La traduction est la deuxième étape de l'expression des gènes eucaryotes, un événement distinct de la transcription eucaryote. La transcription et la traduction se produisent dans deux compartiments différents chez les eucaryotes. Par conséquent, les deux processus ne peuvent pas se produire simultanément. Les ARNm eucaryotes sont monocistroniques et sont traités dans le noyau en ajoutant une coiffe 5', une queue poly A et en séparant les introns avant qu'ils ne soient libérés dans le cytoplasme. La pause ribosomique affecte également la traduction par repliement co-traductionnel de la chaîne polypeptidique nouvellement synthétisée sur le ribosome. Ce processus retarde la traduction, donnant du temps pour la traduction.

Les ARNm eucaryotes sont constitués d'une coiffe 5' et d'une queue poly A. Par conséquent, l'initiation de la traduction se produit de deux manières différentes: une initiation dépendante de la coiffe et une initiation indépendante de la coiffe. Au cours de l'initiation cap-dépendante, les facteurs d'initiation se lient à l'extrémité 5' de l'ARNm. Ces facteurs d'initiation maintiennent l'ARNm dans la petite sous-unité du ribosome. Au cours de l'initiation indépendante de la coiffe, les sites d'entrée internes du ribosome permettent le trafic du ribosome vers le site de départ par liaison directe. Chez les eucaryotes, le premier acide aminé de liaison est la méthionine. La sous-unité 40S s'associe à la sous-unité 60S pour former le ribosome 80S.

Deux facteurs d'allongement sont impliqués dans la traduction eucaryote: eEF-1 et eEF-2. L'allongement se produit d'une manière similaire à celle des procaryotes. La terminaison de la traduction est également la même que dans le système procaryote. Mais le facteur de libération universel eRF1 est capable de reconnaître les trois codons stop. Le facteur de libération, eRF3 aide eRF1 à libérer la chaîne polypeptidique. Les étapes de base de la traduction sont illustrées à la figure 2.

Figure 2: Traduction généralisée

Différence entre la traduction procaryote et eucaryote

Horaire

Traduction procaryote: La transcription et la traduction procaryotes sont des processus simultanés.

Traduction eucaryote: La transcription et la traduction eucaryotes sont des processus discontinus.

Ribosomes

Traduction procaryote: 30S et 50S = ribosomes 70S

Traduction eucaryote: 40S et 60S = ribosomes 80S

Source d'ARN messager

Traduction procaryote: Les ARNm porcaryotiques sont présents dans le cytoplasme. L'ARNm est polycistronique.

Traduction eucaryote: Les ARNm eucaryotes sont présents dans le noyau. Après les modifications post-transcriptionnelles, ils sont libérés dans le cytoplasme via les pores nucléaires. L'ARNm est monocistranique.

Durée de vie de l'ARNm

Traduction procaryote: Les ARNm sont instables et vivent de quelques secondes à deux minutes.

Traduction eucaryote: Les ARNm sont assez stables et vivent de quelques heures à quelques jours.

Emplacement

Traduction procaryote: Ceci est effectué par les ribosomes 70S dans le cytoplasme.

Traduction eucaryote: Ceci est réalisé par les ribosomes 80S attachés avec le RE.

Localisation dans le cycle cellulaire

Traduction procaryote: Il n'y a pas de phase définie pour l'événement.

Traduction eucaryote: Cela se produit dans les phases G1 et G2 du cycle cellulaire.

Séquences dans la région non traduite

Traduction procaryote: La séquence Shine-Dalgarno se trouve dans l'UTR 5', à environ 10 nucléotides en amont du codon de départ.

Traduction eucaryote: La séquence Kozak se trouve dans l'UTR 5', quelques nucléotides en amont du codon stat.

Initiation à la traduction

Traduction procaryote: Cap- initiation indépendante.

Traduction eucaryote: Initiation à la fois dépendante et indépendante de la coiffe.

Facteurs d'initiation

Traduction procaryote: Trois facteurs d'initiation sont impliqués: IF1, IF2 et IF3.

Traduction eucaryote: Neuf facteurs d'initiation sont impliqués: elF 1, 2, 3, 4A, 4B, 4C, 4D, 5 et 6.

Premier acide aminé

Traduction procaryote: La N-formylméthionine est le premier acide aminé ajouté à la chaîne polypeptidique.

Traduction eucaryote: La méthionine est le premier acide aminé ajouté à la chaîne polypeptidique.

Facteur d'allongement

Traduction procaryote: Deux facteurs d'allongement sont impliqués: EF-G et EF-Tu.

Traduction eucaryote: Deux facteurs d'allongement sont impliqués: eEF-1 et eEF-2.

La vitesse

Traduction procaryote: La traduction procaryote est un processus plus rapide qui ajoute vingt acides aminés par seconde.

Traduction eucaryote: La traduction eucaryote est un processus plus lent qui ajoute un seul acide aminé par seconde.

Destin du premier acide aminé

Traduction procaryote: Le groupe formyle est retiré du premier acide aminé, conservant la méthionine dans la chaîne polyptide.

Traduction eucaryote: La méthionine entière est retirée de la chaîne polypeptidique.

Facteur de libération

Traduction procaryote: Deux facteurs libérés sont impliqués: RF1 (pour UAG et UAA) et RF2 (pour UAA et UGA).

Traduction eucaryote: Un seul facteur de libération est impliqué: eRF1.

Conclusion

La traduction est le processus universel de synthèse des protéines en tant que deuxième étape de l'expression des gènes. Les ribosomes procaryotes et eucaryotes décodent les ARNm selon des méthodes fondamentalement similaires. Les ribosomes sont la machinerie de la synthèse des protéines. Les vingt acides aminés essentiels sont partagés dans les processus de traduction procaryotes et eucaryotes. Les deux processus se produisent dans le cytoplasme, complétant les quatre processus: initiation, élongation, translocation et terminaison. L'ARNt apporte le bon acide aminé, permettant la formation de liaisons peptidiques entre deux acides aminés. le différence principale entre la traduction procaryote et eucaryote est que la traduction procaryote est un processus simultané avec la transcription, tandis que la traduction eucaryote est un processus distinct de sa transcription.

Référence: 1. « Traduction procaryote ». Wikipedia, l'encyclopédie libre, 2016. Consulté le 26 février 2017 2. « Traduction eucaryote ». Wikipedia, l'encyclopédie libre, 2016. Consulté le 26 février 2017 3. « Différence entre la traduction procaryote et eucaryote ». EASY BIOLOGY CLASS, 2017. Consulté le 26 février 2017 4. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L "La synthèse des protéines eucaryotes diffère de la synthèse des protéines procaryotes principalement dans l'initiation de la traduction". Biochimie. 5e édition. Section 29.5, 2002 New York: W H Freeman, New York. Bibliothèque NCBI. Consulté le 26 février 2017

Courtoisie d'image: 1. "Initiation des ribosomes 121-70SR" Par David Goodsell - RCSB PDB Molécule du mois (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Diagramme des ribosomes TRNA en" Par LadyofHats - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia