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Synthèse des protéines (traduction)

1960
Biologiste moléculaire effectuant la synthèse des protéines en laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La traduction est le processus biologique par lequel les ribosomes du cytoplasme ou du réticulum endoplasmique synthétisent des protéines. Elle suit la transcription, où la séquence d'ADN est copiée dans une molécule d'ARN messager (ARNm). Lors de la traduction, le ribosome lit la séquence d'ARNm en unités de trois nucléotides appelées codons et, avec l'aide de l'ARN de transfert (ARNt), assemble la chaîne d'acides aminés correspondante.

Le processus de traduction se déroule en trois étapes principales : l’initiation, l’élongation et la terminaison. Lors de l’initiation, les sous-unités ribosomiques s’assemblent sur la molécule d’ARNm, généralement au niveau d’un codon d’initiation (AUG). Pendant la phase d’élongation, le ribosome se déplace le long de l’ARNm, codon par codon. Pour chaque codon, une molécule d’ARNt spécifique, possédant un anticodon complémentaire, apporte l’acide aminé correspondant. Le ribosome catalyse la formation d’un ribosome. liaison peptidique L'ajout d'un nouvel acide aminé à la chaîne polypeptidique en cours d'élongation se produit. Ce cycle se répète, allongeant ainsi la protéine. Enfin, lorsque le ribosome rencontre un codon stop (UAA, UAG ou UGA) sur l'ARNm, la traduction est terminée. Les facteurs de libération se fixent alors au ribosome, provoquant la libération de la chaîne polypeptidique complète et la dissociation des sous-unités ribosomales.

Ce processus complexe est une merveille de la machinerie moléculaire, garantissant une grande fidélité dans la conversion de l'information génétique en protéines fonctionnelles. La découverte des mécanismes de la traduction, notamment les rôles de l'ARNm, de l'ARNt et du ribosome, ainsi que le décryptage du code génétique par Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana et d'autres, ont constitué des avancées majeures de la biologie du XXe siècle. Cette compréhension forme le fondement du dogme central de la biologie moléculaire. biologie moléculaire et a permis le développement de tout le domaine du génie génétique et des biotechnologies.

UNESCO Nomenclature: 2409
– Biologie moléculaire

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte de l'ADN comme matériel génétique (expérience d'Avery-Macleod-McCarty)
  • élucidation de la structure de la double hélice de l'ADN par Watson et Crick
  • l'hypothèse du dogme central proposée par Francis Crick
  • découverte des ribosomes comme site de synthèse des protéines
  • isolement et caractérisation de l'ARNm et de l'ARNt

Applications

  • production de protéines recombinantes comme l'insuline et l'hormone de croissance chez les bactéries ou les levures
  • développement d'antibiotiques ciblant les ribosomes bactériens (par exemple, tétracyclines, macrolides)
  • mrna vaccins (e.g., for covid-19), which hijack the cell’s translation machinery to produce viral antigens
  • kits de synthèse de protéines in vitro pour la recherche et le diagnostic
  • comprendre et potentiellement traiter les maladies génétiques causées par des erreurs de traduction

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • ingénierie de ribosomes synthétiques pour incorporer des acides aminés non naturels dans les protéines
  • developing cell-free protein synthesis systems for prototypage rapide of protein-based drugs
  • créer des thérapies à base d'ARN circulaire qui sont plus stables et produisent plus de protéines que l'ARNm linéaire
  • concevoir des thérapies géniques utilisant des ARNt modifiés pour supprimer les mutations non-sens
  • développer des techniques de profilage des ribosomes à haut débit pour surveiller la synthèse des protéines sur l'ensemble du génome
  • créer des circuits génétiques synthétiques où la traduction est contrôlée par des signaux externes
  • engineering orthogonal translation systems that work in parallel with the cell’s native machinery
  • développer des diagnostics basés sur la détection de produits de traduction aberrants
  • utiliser des inhibiteurs de traduction comme thérapies ciblées contre le cancer
  • création de cellules synthétiques auto-réplicatives alimentées par des systèmes de transcription-traduction in vitro
Lié à : traduction, synthèse protéique, ribosome, ARNm, ARNt, codon, code génétique, dogme central, polypeptide, expression génique.

Contexte historique

Synthèse des protéines (traduction)

1950
1950
1954
1960
1967
1970
1975
1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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