Différence principale - transcription vs traduction

La transcription et la traduction sont toutes deux impliquées dans le processus d'expression génique nécessaire au fonctionnement cellulaire. La transcription est la copie des gènes du génome en morceaux d'ARN. La traduction est le décodage de l'ARNm en protéines. La transcription de l'ADN en ARN et la traduction de l'ARN en protéines sont considérées comme le dogme central de la biologie moléculaire. La principale différence entre la transcription et la traduction est que la transcription implique la production d'ARN à partir d'ADN, tandis que la traduction implique la synthèse de protéines en décodant l'ARNm.

Cet article examine,

1. Qu'est-ce que la transcription - Définition, processus, caractéristiques 2. Qu'est-ce que la traduction - Définition, processus, caractéristiques 3. Quelle est la différence entre Nucleolus et Nucleus

Qu'est-ce que la transcription

La transcription est la première étape du processus d'expression des gènes. Un gène est copié dans un morceau d'ARN à l'aide de l'enzyme, l'ARN polymérase. Ce morceau d'ARN est appelé le transcrit primaire. Il est complémentaire et antiparallèle à la séquence d'ADN dont il est copié. La transcription peut produire plusieurs types d'ARN: l'ARN messager (ARNm), l'ARN de transfert (ARNt), l'ARN ribosomique (ARNr) et l'ARN non codant comme le microARN (miARN). Les gènes codés pour les protéines produisent des ARNm. Les ARNm sont constitués de régions non traduites appelées 5'UTR et 3'UTR pour la régulation de la synthèse des protéines. D'autres types d'ARN sont considérés comme aidant la synthèse, la régulation et le traitement des protéines.

Dans les virus, l'ARNm est synthétisé à partir de son génome d'ARN. Leur génome est constitué d'ARN monocaténaire de sens négatif. Au cours de la réplication de l'ARN, un ARN simple brin de sens positif qui peut être utilisé dans la traduction ces derniers temps, est produit. Certains virus comme le VIH transcrivent les génomes à ARN en ADN à l'aide de l'enzyme, la transcriptase inverse. Ainsi, la synthèse d'ADN complémentaire à partir d'ARN est appelée transcription inverse.

Dans la transcription procaryote et eucaryote, le brin antisens est transcrit dans l'ARNm dans la direction 5' à 3'. Cela exclut la formation de fragments d'Okazaki comme dans la réplication de l'ADN. De plus, l'ARN polymérase n'a pas besoin d'amorces d'ARN pour l'initiation de la transcription. Le processus de transcription se déroule en quatre étapes: initiation, échappement du promoteur, élongation et terminaison. La transcription est initiée par la liaison de l'ARN polymérase dans le promoteur, à l'aide de protéines associées appelées facteurs de transcription. Six facteurs de transcription associés à l'ARN polymérase II peuvent être identifiés chez les eucaryotes: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF et TFIIH. L'initiation de la transcription est régulée par des activateurs et des répresseurs.

Après la formation du complexe d'initiation de la transcription, quelques nucléotides sont ajoutés et l'ARN polymérase s'échappe du promoteur. Ensuite, un complexe d'élongation de transcription est formé. L'ARN polymérase traverse le brin d'ADN antisens et ajoute des nucléotides complémentaires à la matrice afin de produire le nouveau brin d'ARN. Les précurseurs nucléotidiques utilisés sont l'adénine, l'uracile, la cytosine et la guanine. Le transcrit primaire est clivé du modèle à la fin du processus. Chez les eucaryotes, le clivage est suivi de modifications post-transcriptionnelles telles que la polyadénylation, le coiffage des extrémités 5' et l'épissage des introns. Un schéma simple illustrant la transcription et le traitement est illustré à la figure 1.

Figure 1: Transcription et traitement de l'ARN

Les antibiotiques agissent comme des inhibiteurs de la transcription. Par conséquent, ils peuvent être utilisés pour guérir les infections bactériennes et fongiques chez l'homme. La rifampicine et la 8-hydroxyquinoléine sont deux antibiotiques qui inhibent respectivement la transcription chez les bactéries et les champignons. D'autre part, la transcription peut être mesurée par RT-PCR, puces à ADN, hybridation in situ, Northern blot et techniques de biologie moléculaire de type RNA-seq.

Qu'est-ce que la traduction

La traduction est la deuxième étape du processus d'expression des gènes. Les ARNm, produits par transcription, sont traduits en protéines dans le cytoplasme par les ribosomes. Lors de la traduction, l'ARNm est décodé par les ribosomes afin de produire une chaîne d'acides aminés ou une chaîne polypeptidique. Des séquences d'anticodon d'ARNt complémentaires, portant un acide aminé spécifique se lient à l'ARNm. Ce type d'ARNt est appelé ARNt amino-acyle. La liaison est facilitée par les ribosomes. Les acides aminés portés par l'ARNt de la chaîne polypeptidique par formation de liaisons peptidiques entre deux acides aminés. Cette chaîne d'acides aminés subit des modifications post-traductionnelles puis se replie en structure 3-D afin de devenir une protéine active.

La traduction s'effectue en trois étapes: initiation, élongation et terminaison. Afin d'initier la traduction, les ribosomes sont assemblés autour de l'ARNm cible. Le premier ARNt ajouté est l'ARNt portant la méthionine qui correspond au codon de départ, AUG à l'extrémité 5' de l'ARNm. Un codon est une séquence de trois nucléotides sur l'ARNm, qui code pour un acide aminé spécifique. Une fois que le premier ARNt est attaché au codon de départ, l'ARNt correspondant au deuxième codon est attaché à l'ARNm. Ensuite, le ribosome se déplace vers le deuxième ARNt. Le premier et le deuxième acides aminés, qui sont portés par l'ARNt, forment entre eux une liaison peptidique. De même, le décodage se déroule au fur et à mesure que le ribosome est transloqué dans la direction 5' à 3' sur l'ARNm. L'acide aminé est ajouté à l'extrémité C-terminale de la chaîne polypeptidique. Par conséquent, la traduction est considérée comme dirigée par un amino-carboxyle. Lorsque le ribosome atteint le codon stop (UAG, UAA, UGA), il libère la chaîne polypeptidique. Un schéma simple de la traduction est montré dans la figure 2.

Figure 2: Traduction de l'ARNm du ribosome

Les procaryotes contiennent de petits ribosomes appelés ribosomes 70S, tandis que les ribosomes eucaryotes sont relativement gros et appelés ribosomes 80S. Un ribosome est composé de deux sous-unités appelées grande sous-unité et petite sous-unité. Chez les eucaryotes, une petite sous-unité du ribosome 80S se lie à l'extrémité 5' de l'ARNm. Mais, chez les procaryotes, une petite sous-unité du ribosome 70S se lie aux séquences Shine-Dalgarno dans l'ARNm. Une séquence Shine-Dalgarno marque le début de chaque séquence codante de l'opéron procaryote.

De nombreux antibiotiques capables d'inhiber la traduction sont le chloramphénicol, la tétracycline, l'anisomycine, le cycloheximide, la streptomycine, etc. La traduction peut être mesurée par des méthodes de spectrométrie, des tests biochimiques et des méthodes basées sur des anticorps telles que ELISA et Western blot.

Différence entre transcription et traduction

But

Transcription: La synthèse de copies d'ARN des instructions génétiques écrites dans le génome est l'objectif principal.

Traduction: Le but principal est la synthèse de protéines à partir d'ARN qui sont copiées à partir de gènes.

Modèle

Transcription: Le modèle correspond aux gènes du génome.

Traduction: Le modèle est l'ARNm.

Emplacement

Transcription: Cela se produit dans le noyau.

Traduction: Cela se produit dans le cytoplasme.

Enzymes

Transcription: L'ARN polymérase sont les enzymes.

Traduction: Les ribosomes sont des enzymes.

Initiation

Transcription: La liaison de l'ARN polymérase dans le promoteur du gène initie la formation d'un complexe d'initiation de la transcription. L'ARN polymérase est dirigée par le promoteur vers le site d'initiation de la transcription.

Traduction: La méthionine de liaison portant l'ARNt au codon d'initiation AUG initie la traduction.

Précurseurs

Transcription: Les quatre bases azotées: Adénine, guanine, cytosine et uracile sont les précurseurs.

Traduction: Les 20 acides aminés différents portés par les ARNt sont les précurseurs.

Élongation

Transcription: L'ARN polymérase s'allonge de 5' à 3'.

Traduction: L'ARNt aminoacyl entrant se lie au codon au site A. Le nouvel acide aminé se lie à la chaîne en croissance. Le ribosome passe à la position de codon suivante de la direction 5′ à 3′.

Type de formulaires de cautionnement

Transcription: Une liaison phosphodiester entre deux nucléotides peut être observée.

Traduction: Une liaison peptidique entre deux acides aminés peut être observée.

Résiliation

Transcription: La transcription est libérée, l'enzyme se détache et l'ADN se rembobine.

Traduction: Le ribosome se dissimule en se rencontrant dans l'un des trois codons d'arrêt et la chaîne polypeptidique est détachée.

Produit

Transcription: Plusieurs formes fonctionnelles d'ARN sont produites lors de la transcription: ARNm, ARNt, ARNr et ARN non codant.

Traduction: Les protéines sont les produits.

Traitement du produit

Transcription: Des modifications post-transcriptionnelles se produisent telles que l'ajout d'une coiffe 5', la queue poly A 3' et l'épissage des introns se produisent.

Traduction: De nombreuses modifications post-traductionnelles telles que la formation de ponts disulfure, la phosphorylation, la farnésylation, etc. se produisent.

Inhibition par les antibiotiques

Transcription: Ils sont inhibés par la rifampicine et la 8-hydroxyquinoléine.

Traduction: Ils sont inhibés par la tétracycline, le chloramphénicol, la streptomycine, l'érythromycine, l'anisomycine, le cyclohexamide, etc.

Localisation

Transcription: Ils sont localisés dans le cytoplasme des procaryotes et le noyau des eucaryotes.

Traduction: Ils sont localisés dans le cytoplasme des procaryotes et les ribosomes des eucaryotes sur le réticulum endoplasmique.

Conclusion

La transcription et la traduction sont collectivement appelées expression génique. Au cours de la transcription, les nucléotides sont utilisés pour produire un nouveau brin d'ARN par l'ARN polymérase et d'autres protéines associées. D'autre part, les acides aminés sont utilisés pour produire une chaîne polypeptidique en traduction. Chez les eucaryotes, la transcription et la traduction ajoutent toutes deux des modifications à leurs produits finaux, appelées respectivement modifications post-transcriptionnelles et post-traductionnelles. Les modifications post-transcriptionnelles impliquent l'ajout d'une coiffe 5', une queue poly A 3' et l'épissage des introns. Au cours des modifications post-traductionnelles, la maturation des protéines est acquise par phosphorylation, formation de ponts disulfure et réactions de type carboxylation. Par conséquent, la principale différence entre la transcription et la traduction réside dans leur rôle dans le processus d'expression des gènes.

Référence: 1. « Transcription (biologie) ». Wikipédia, l'encyclopédie libre, 2017. Consulté le 26 février 2017 2. « Traduction (biologie) ». Wikipedia, l'encyclopédie libre, 2017. Consulté le 26 février 2017 3. Clancy, S. et Brown, W. « Translation: DNA to mRNA to Protein ». Éducation à la nature, 2008. 1(1):10. Consulté le 26 février 2017 4. « Étapes de la traduction ». KHANACEDAMY. 2017. Consulté le 26 février 2017

Courtoisie d'image: 1. « Processus de transcription (13080846733) » par le programme d'éducation en génomique - Processus de transcription (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia 2. « Traduction de l'ARNm du ribosome en » Par LadyofHats - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia