bio moléculaire 7

   2 ème étape : élongation

- Formation de liaisons ester entre nucléotides, l’énergie de liaison est apportée par les nucléotides eux-mêmes.

- Progression de la transcription 5’ 3’

L’ARN polymérase peut être comparée à un curseur se déplaçant sur l’ADN

 Après son passage, il y a restauration de ces liaisons.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Etape 3 : fin de la transcription

- Chez les procaryotes : Signaux de fin de transcription

1° Région à symétrie imparfaite ou palindrome imparfait

2° Région riche en A-T, région plus lâche, permettant à l’ARN polymérase de sortir de transcription.

5’ GCCGCCAC TTCCG CTGGCGGC ATTT 3’

3’ CGGCGGTG AAGGC GACCGCCG TAAA 5’

De plus au niveau du palindrome, se forme une boucle en épingla à cheveux ( self complémentarité ) ; elle sera responsable de l’arrêt de la transcription ( plus que la séquence riche en AT).

- Chez les eucaryotes

Le palindrome imparfait se trouve plus en amont

Séquence de fin de gène et( non de transcription ) : AATAAA, cette séquence est lue sur le brin d’ADN non transcrit.

L’ARN polymérase reconnaît ce signal, mais continuera à transcrire au delà.

Les transcrits seront raccourcis par la suite, ils se termineront par la séquence AAUAAA suivie de 10 à 15 nucléotides.

Remarques sur la transcription

- Choix du brin d’ADN copié par l’ARNase ?

C’est la direction de l’ARNase le long de l’ADN qui détermine le choix.

- Amplification des informations contenues dans l’ADN

Pour l’ARNm : 1 gène x ARNm y protéines.

X et y = +/- 1000

Pour ARNr et ARNr : plus de traduction

Conséquence : plusieurs copies identiques d’un même gène.

Les modifications post transcriptionnelles  

Chez les procaryotes

ARNr : Précurseur qui sera ensuite clivé pour donner un ARNr stable.

ARNt : Précurseur qui subira :

- Des clivages        
- Des additions ( CCA en 3’)     
- Des modifications de bases ( bases atypiques).

ARNm : Pas de modifications. La traduction commence avant la fin de la transcription.

- Chez les eucaryotes.

a) Structure de l’ADN des eucaryotes par rapport à celui des procaryotes

L’ ADN d’un gène d’organisme eucaryote se subdivise en séquences appelées « exons » et « introns » qui alternent .

La transcription de ce type de gène appelé gène mosaïque ou en morceaux portera le nom de ARN pré messager ( ARNpm ) ou transcrit primaire.

Ce gène comprend en plus les régions 5’UTR et 3’UTR qui ne sont pas traduites. Par la suite, par un processus d’excision-épissage, ce transcrit donnera l’ARN messager qui ne porte plus que les parties correspondant aux exons ; l’information portée par les introns ne sera pas traduite.

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b) Modifications subies par le transcrit primaire

1° Addition du cap à l’extrémité 5’

Le premier nucléotide du transcrit primaire commence par un groupement triphosphate.

La base correspondante est en principe une base purique (A ou G).

L'extrémité 5’ initiale du transcrit primaire peut alors être représentée par : 5’ pppA/GpNpNpNpN... avec p=groupement phosphate et N=A,T,C ou G.

En présence de GTP et d'une guanylyl transférase, on a la réaction suivante :

Gppp+pppApNpNp...----->GpppApNpNp...+pp+p

Le premier phosphate situé à l’extrémité 5’ du transcrit primaire va être éliminé au cours d’une soudure (par une liaison anhydride d’acide) avec du GMP (guanosine
monosphosphate) provenant du GTP. Il y a donc constitution d’une liaison inhabituelle: 5’à 5’ triphosphate. On parle de coiffe ou « cap ».

Cette coiffe en 5’ du transcrit primaire se met en place dès le début de la transcription.

Au niveau de la base de la guanosine terminale s’ajoute un groupement méthyle sur l’atome d’azote en 7. D’autres modifications peuvent se produire comme des méthylations en 2’ sur les riboses situés sur les deux premiers nucléotides de l’extrémité 5’ du transcrit primaire.

Il n’y aura donc plus de 5’ phosphate libre mais  un OH libre en 3’ aux deux extrémités

La coiffe est indispensable pour :

- Protéger les mARN de l’attaque par des enzymes de dégradation ( phosphatases,polynucléases).

-  Permettre la traduction, pas de cap chez les autres ARN, pas de traduction.

 

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2° Addition de poly A à l’extrémité 3’

Addition de plus ou moins 100 nucléotides à Adénine à l’extrémité 3’.Dés que l’ADN polymérase II a transcrit au delà du bout 3’ de la séquence codante de l’ADN , l’ARN naissant est scindé au voisinage d’un site particulier dont la séquence consensus est AAUAAA : ce site est le site de polyadénylation.La scission se produit en
général à une distance de plus ou moins 10 à 20 nucléotides en aval de ce signal et dépend probablement d’autres séquences ainsi qu’éventuellement de la
structure du précurseur du ARNpm.La nouvelle extrémité 3’ créée ainsi sert d’amorce à l’addition récurrente d’ une série de résidus adénosine catalysée par la poly A polymérase.Dans cette réaction utilisant l’ATP, l’enzyme peut ajouter jusqu'à 250 nucléotides pour constituer un appendice de poly adénylate connu sous le nom de poly A qui s’associe à une protéine de  78.000 Daltons.

 

 

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Les rôles de cette queue poly A seraient de :

- Permettre le passage de l’ARNm du noyau vers le cytoplasme

- Protéger l’ARNm au cours de la traduction.

3° Maturation du précurseur

Dans le noyau : excision des transcrit d’introns et épissage des transcrits d’exons.

Les enzymes d’excision épissage ne sont pas spécifiques du transcrit d’intron, elles reconnaissent la jonction transcrit d’intron – transcrit d’exon.

Ce mécanisme se déroule dans le noyau des eucaryotes. Chez les eucaryotes supérieurs, il a été démontré très tôt que l'ARN nucléaire était hétérogène et instable. Cet ARN a été appelé ARN nucléaire hétérogène (hnRNA). La forme physique du hnRNA est celle d'une particule ribonucléoprotéique dans laquelle le hnRNA est lié à des protéines.
Le transcrit primaire ou pré-mARN est inclus dans l'hnRNA, qui contient bien entendu d'autres transcrits.

Importance de la conservation de séquences situées à la jonction exon-intron.

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Au niveau du transcrit primaire: La séquence des bases d’un intron commence par GU et se termine par AG. La séquence consensus à l’extrémité 5’ des introns des vertébrés est GUAAGU ou GUGAGU. A l’extrémité 3’, la séquence consensus est un brin de dix pyrimidines (Py = U ou C) suivie par n’importe quelle base N (A, U, G ou C) puis par C (ou U) et se termine par la séquence invariante AG. L’exon d’amont se termine par CAG ou AAG. L’exon d’aval commence par une base G ou A. Le site de branchement (A) est localisé entre 20 et 50 nucléotides en amont du site 3’ d’épissage.

Le mécanisme de l’excision-épissage fait intervenir deux réactions de transestérification.

Dans la première étape, il y a formation d’un premier clivage en 5’ de l’intron. L’OH situé en 2’ du ribose appartenant à l’A du branchement vient se
souder à l’extrémité 5’-phosphate de l’intron. Il y a formation d’une liaison 5’-2’ phosphodiester. Il y a constitution d’une boucle ou lasso (« lariat »). L’extrémité 3’ de l’exon situé en amont du clivage (exon 1) présente un OH (3’) libre:

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Ce mécanisme doit être tout à fait précis car le moindre décalage d’un nucléotide modifie le cadre de lecture lors de la traduction : protéine fortement modifiée.

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Mécanisme chimique

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VI.5 . Le contrôle de la transcription chez les Eucaryotes  

 

 

 

 

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Commentaires (1)

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Date de dernière mise à jour : 14/11/2011