Codon de démarrage alternatif

Au cours de la plupart des processus de traduction eucaryotes, la petite sous-unité du ribosome 40S scanne un ARNm de son extrémité 5' jusqu’à ce qu’il rencontre le premier codon d’initiation AUG. La grande sous-unité ribosomique 60S rejoint ensuite la plus petite pour initier la synthèse des protéines. Le L’emplacement de l’initiation de la traduction est en grande partie déterminé par les nucléotides proches du codon de départ, car il peut y avoir plusieurs sites d’initiation de la traduction présents sur l’ARNm. Marilyn Kozak a découvert que la séquence RCCAUGG (où R signifie adénine ou guanine) est une séquence de reconnaissance optimale pour l’initiation de la traduction. La purine à la position -3 et la guanine à la position +4 sont hautement conservées dans toutes les espèces animales et végétales et régulent l’initiation de la synthèse des protéines. Si le premier codon d’initiation n’a pas de purine à -3 et la guanine en position +4, alors cette séquence est dans un contexte faible. Par exemple, le virus du rabougrissement de l’arachide contient un ARN qui code pour deux protéines, p23 et p39. Le premier codon d’initiation est destiné à la synthèse de p23 et possède une séquence de reconnaissance faible, CUUAUGU. Environ 30% des ribosomes sauteront le premier codon de démarrage et initieront la traduction à un codon d’initiation en aval à la place, produisant la deuxième protéine, p39. Cette initiation de la traduction sur un site alternatif est connue sous le nom de « leaky scanning » et a été observée dans les ARNm de mammifères, de plantes et de virus.

La distance entre le codon de départ et les autres éléments du transcrit peut également provoquer des fuites d’analyse. Si le premier codon de départ est à moins de 12 nucléotides de l’extrémité 5' de la transcription, le premier AUG peut être sauté. Cela peut également se produire si deux codons de démarrage AUG sont étroitement espacés, comme on le voit dans le segment 6 du virus de la grippe B, où deux codons de démarrage sont séparés par seulement 4 nucléotides.

Leaky scanning permet aux organismes de produire différentes isoformes d’une protéine lorsque les deux codons d’initiation se trouvent dans le même cadre de lecture. Le gène du récepteur des glucocorticoïdes des mammifères est un bon exemple de ce type de balayage à fuite où deux isoformes différentes de la protéine sont produites – le plus grand 94 kDa GR1 et le plus petit 91 kDa GR2. Malgré sa taille plus petite, GR2 est deux fois plus efficace que GR1 dans la transactivation génique. D’autre part, si les premiers codons d’initiation et ceux en aval ont des cadres de lecture différents, cela peut conduire à la production de protéines complètement différentes. Par exemple, l’ARNm du segment 2 du virus de la grippe A peut coder pour 2 protéines différentes. La première protéine est un composant central de la polymérase virale qui est nécessaire à la réplication virale ; la seconde protéine favorise l’apoptose et n’est pas essentielle à la réplication du virus.