Selenocysteine: The bonus amino acid

Summary

Cette vidéo explore la synthèse des protéines dans le corps humain, en mettant l'accent sur l'amino-acide sélénocystéine, qui est codé par le codon d'arrêt UGA. Bien que ce codon soit normalement un signal de fin pour la traduction, des découvertes récentes ont révélé que le sélénocystéine joue un rôle crucial dans les protéines essentielles. Ce processus complexe implique des facteurs d'élongation spéciaux et une tRNA unique. Le mécanisme est similaire chez les humains et les bactéries, bien qu'il soit plus sophistiqué chez les humains. Les sélénoprotéines sont essentielles pour éviter des maladies musculaires, immunitaires et cardiovasculaires.

Takeaways

• 😀 Chaque protéine dans votre corps est construite à partir de 20 acides aminés standard, avec la sélénocystéine comme exception.
• 😀 La sélénocystéine est un acide aminé qui ressemble à la cystéine, mais avec du sélénium à la place du soufre.
• 😀 La sélénocystéine n'est pas un acide aminé standard, car elle est codée par le codon d'arrêt UGA.
• 😀 Le codon d'arrêt UGA, qui signale normalement la fin de la traduction, peut être réutilisé pour insérer de la sélénocystéine dans certaines protéines.
• 😀 Le ribosome lit les instructions génétiques sous forme de codons (groupes de trois bases) pour assembler les acides aminés et fabriquer des protéines.
• 😀 Le code génétique a été décodé dans les années 1960, et en 1967, le codon UGA a été prouvé être un codon d'arrêt.
• 😀 En 1976, des protéines contenant de la sélénocystéine ont été découvertes, menant à l'identification de protéines appelées sélénoprotéines.
• 😀 Une découverte importante en 1988 a révélé que la sélénocystéine est codée par le codon UGA dans certaines conditions, en présence d'une séquence d'insertion spécifique appelée SECIS.
• 😀 La sélénocystéine est insérée dans les protéines grâce à un tRNA spécial, qui porte initialement de la sérine avant d'être transformé en sélénocystéine.
• 😀 La présence d'un facteur d'élongation spécifique, selB, permet à la cellule de distinguer le codon UGA comme signal d'insertion de la sélénocystéine, et non comme signal d'arrêt.
• 😀 Bien que la sélénocystéine soit essentielle pour la santé, elle reste relativement rare dans les protéines humaines, mais sans elle, on risquerait des maladies musculaires, immunitaires et cardiovasculaires.

Q & A

Quel est le rôle des acides aminés dans la construction des protéines?

Les protéines sont constituées de chaînes d'acides aminés, qui sont assemblées selon les instructions données par l'ARN messager (ARNm). Il existe 20 acides aminés standards qui sont utilisés pour construire toutes les protéines dans le corps humain.

Qu'est-ce que la sélénocystéine et pourquoi est-elle différente des autres acides aminés?

La sélénocystéine est un acide aminé qui ressemble à la cystéine, mais avec du sélénium à la place du soufre. Elle n'est pas standard et nécessite un mécanisme particulier pour être insérée dans les protéines.

Comment la cellule sait-elle insérer la sélénocystéine au lieu de la cystéine?

La sélénocystéine est codée par le codon d'arrêt UGA, mais elle est distinguée des autres codons d'arrêt par la présence d'une séquence spécifique dans l'ARNm appelée SECIS, ainsi qu'un facteur d'élongation spécial, le selB.

Pourquoi le codon UGA, habituellement un codon d'arrêt, code-t-il pour la sélénocystéine?

Le codon UGA, normalement un codon d'arrêt, code pour la sélénocystéine dans les sélénoprotéines en raison de l'interaction avec la séquence SECIS et un facteur d'élongation spécifique, ce qui empêche la terminaison prématurée de la traduction.

Qu'est-ce que la séquence SECIS et quel rôle joue-t-elle dans l'insertion de la sélénocystéine?

La séquence SECIS est une structure en boucle présente dans l'ARNm des sélénoprotéines. Elle permet à la cellule de distinguer le codon UGA pour l'insertion de la sélénocystéine, plutôt que pour signaler la fin de la traduction.

Pourquoi la sélénocystéine est-elle initialement chargée avec de la sérine et non avec de la sélénocystéine?

La sérine est utilisée pour éviter que la machine cellulaire ne confonde la sélénocystéine avec la cystéine, ce qui pourrait causer des erreurs dans les protéines. Cette sérine est ensuite transformée en sélénocystéine grâce à des enzymes spécifiques.

Quel est l'impact de la présence de sélénoprotéines dans l'organisme?

Bien que les sélénoprotéines soient peu nombreuses, elles sont essentielles pour la santé, car elles sont impliquées dans des fonctions cruciales du corps, notamment dans les systèmes musculaire, immunitaire et cardiovasculaire.

Quel est le mécanisme évolutif derrière l'insertion de la sélénocystéine dans les protéines?

Il est encore incertain pourquoi l'évolution a permis l'ajout de la sélénocystéine, mais sa présence dans certaines protéines semble offrir des avantages fonctionnels qui justifient sa complexité de codage.

Quels sont les autres acides aminés qui ne font pas partie des 20 standards, mais qui sont utilisés dans certaines circonstances?

En plus de la sélénocystéine, il existe d'autres modifications d'acides aminés rares dans certaines protéines, portant ainsi le nombre total d'acides aminés utilisés à plus de 500, bien que seulement 21 soient nécessaires pour la traduction des protéines humaines.

Qu'est-ce que le complémentation et comment a-t-elle été utilisée dans la découverte de la sélénocystéine?

La complémentation est un processus où l'ADN provenant d'une autre cellule est inséré pour restaurer une fonction perdue. Dans ce cas, des chercheurs ont utilisé cette méthode pour identifier une tRNA spéciale qui permet l'incorporation de la sélénocystéine dans les protéines.