Modifications des ARNt: les petites infidélités au code génétique
Publié par Adrien le 10/03/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Les ARN de transfert (ARNt) sont des adaptateurs entre l'ARN messager et les protéines. Des chercheurs de l'Institut de biologie intégrative de la cellule (I2BC) viennent de montrer que les modifications chimiques portées par les ARNt n'ont pas systématiquement pour fonction d'améliorer la fidélité de la traduction mais peuvent, au contraire, lui permettre d'être moins fidèle. Cette étude a été publiée le 5 mars 2018 dans la revue Proc Natl Acad Sci U S A.


Figure: Représentation des différents ARNt étudiés avec leurs modifications. Une représentation schématique de l'appariement entre l'ARNt et le codon est indiquée en bas à droite mettant en évidence l'importance des modifications (*) dans la stabilisation de l'interaction codon/anticodon.
© Olivier Namy, Henri Grosjean.

Il est essentiel pour toute cellule d'assurer l'expression fidèle du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication, notamment en présence de...) génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) stocké dans ses chromosomes. Ceci s'effectue en deux étapes, la transcription et la traduction. Cette dernière étape correspond à la lecture des ARNm, portant les codons, par les ribosomes. Ce processus fait intervenir de nombreux acteurs dont des ARN de transferts (ARNt) qui sont des adaptateurs entre l'ARNm (grâce à leurs anticodons complémentaires des codons de l'ARNm) et la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des...) en cours de synthèse sur le ribosome.

L'appareil traductionnel doit faire face à deux contraintes qui semblent opposées: décoder fidèlement le code génétique (Le code génétique désigne le système de correspondance mis en jeu lors de la transformation de l'information génétique des gènes en protéines, au...) mais également maintenir une flexibilité permettant l'évolution du code génétique et le décodage de codons synonymes, spécifiant le même acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) aminé avec des anticodons différents. Ces ARNt sont chimiquement modifiés à de nombreuses positions ce qui modifie leurs propriétés de décodage. Ces modifications chimiques jouent donc un rôle essentiel dans l'expression génique. Il a d'ailleurs été montré que l'absence de certaines de ces modifications était associée à différentes maladies génétiques telles que le diabète de type 2 (Cet article traite du « diabète de type 2 », une forme de diabète sucré. Mais il existe d'autres diabètes : voir la page d'homonymie Diabète .) ou des malformations cardiaques (syndrome de Noonan), mais aussi à des cancers colorectaux, du sein ou de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.).

Si on veut étudier les propriétés d'un ARNt n'établissant que 2 liaisons codon/anticodon sur les 3 possibles avec un codon (ARNt dit "proche cognat"), il faut s'affranchir de la présence de l'ARNt réellement adapté à ce codon (ARNt "cognat" qui fait 3 appariements avec le codon). Les chercheurs ont contourné ce problème en étudiant la translecture des codons stop.

Dans la grande majorité des cas, un codon stop (UAA, UAG ou UGA) provoque l'arrêt de la traduction mais il arrive tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même qu'un ARNt puisse reconnaitre un codon non-sens, permettant au ribosome de continuer la traduction dans la même phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :). En étudiant cette situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) dans laquelle la compétition entre ARNt "cognat" et proche "cognat" n'existe pas, les chercheurs ont réussi à analyser le rôle de ces modifications dans l'incorporation des ARNt proches cognat. Leur travail a révélé un rôle important de ces modifications dans la stabilisation des interactions entre l'ARNt et l'ARNm. De manière très intéressante ces modifications n'ont pas systématiquement pour fonction d'améliorer la fidélité de la traduction puisque dans certains cas cette stabilisation a comme conséquence de permettre à l'ARNt de reconnaître le mauvais codon et donc d'augmenter le taux d'erreur.

Mieux comprendre le rôle de ces modifications dans la fidélité du décodage est une étape importante en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) synthétique, puisque l'incorporation d'ARNt au niveau de codon stop est fréquemment utilisée pour insérer des acides aminés non naturels dans les protéines afin d'en modifier les propriétés biochimiques. C'est aussi une étape indispensable pour le développement des approches de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps...) personnalisée par suppression traductionnelle des mutations non-sens, dans des gènes tels que le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN)...) suppresseur de tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de cause.) p53, le gène DMD dans la myopathie de Duchenne (La myopathie de Duchenne (DMD) est la plus grave des manifestations en rapport avec un déficit de la dystrophine qui permet aux muscles de résister...), ou le gène CFTR dans la mucoviscidose (La mucoviscidose (pour « maladie des mucus visqueux » en français) ou cystic fibrosis (pour « fibrose kystique », sous-entendu « du...).
Page générée en 0.537 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique