Transcription, maturation et lecture de l'ARN

Quel type d’ARN polymérase existe ?

Dans quelle direction est lue l’ADN et dans quelle direction est-elle synthétisée.

Il existe de type I (se trouve dans le nucléole) , II (principale) , et III.

Pol I : synthéthise l’ARN ribosomaux

Pol II : Produit l’ARNm

Pol III : transcrit les ARNt, les snRNA et miRNA pour la traduction.

• L’ADN est lu de 3’ à 5’

• Synthétise l’ARN de 5’ en 3’ directionnelle

Fonction de l’ARN messager ?

• Copie temporaire et sert de modèle pour la traduction (synthèse des protéines)

Transfère l’information génétique du noyau vers les ribosomes du cytoplasme

Par quelle polymérase est-ce que l’ARNm est synthétisé?

Quand est-ce que l’ARNm est formé?

• Synthétisé par la polymérase II

• Formé lors de la transcription

Quelle modification subit l’ARNm après la transcription?

• Ajout d’une coiffe 5’

• Epissage

• Ajout d’une queue poly(A) 3’

Qu’est-ce qu’un promoteur et à quoi elle sert?

C’est une séquence particulière indiquant à l’ARN polymérase II où commence la transcription avec les facteurs nécessaire.

Exemple de promoteurs

• Boite TATA : séquence riche en T et A reconnu par le facteur TBP

• Boite CAAT : augmente l’efficacité de la transcription

• Elements GC : Régule l’intensité de la transcription

• Site d’initiation +1 : Endroit où commence la synthèse d’ARN

Rôle du facteur TFIID

C’est un complexe d’initiation de base pour le démarrage de la trancription :

Se lie à la boite TATA permettant à d’autres facteurs de recruter l’ARN polymérase II sur le promoteur

Mécanisme d’élongation de la transcription

• l’ARN polymérase II ouvre la double hélice sans l’aide d’hélicase

• l’ARNm progresse le long du brin matrice de 3’ à 5’ mais les nucléotides s’assemblent de 5’ à 3’ créant une hélice hybride ADN-ARN transitoire 

Est-ce qu’il est possible que la transcription se fasse sur 2 bases complémentaires au même endroit ?

Très très rare car cela signifie qu’il y ait un promoteur pile au bon endroit entre 2 bases complémentaires.

Formation de la liaison phosphodiester par l’ARN polymérase :

ARN polymérase ajoute les ribonucléotides avec une liaison phosphodiester entre le OH 3’ le prochain ribonucléotide dans la direction 5’ à 3’

Relation entre le brin

• codant

• matrice

• transcript

La séquence transcript est identique au codant à l’exception de T→ U

Le site +1 est le point du début de la transcription

Les 3 étapes du pré-ARN à l’ARNm mature

• Ajout d’une coiffe 5’

• Polyadénylation en 3’

• Epissage

Qu’est-ce qui constitue la coiffe 5’ et sa fonction ?

• Ajout du 7-méthylguanosine reliant une liaison 5’ du triphosphate au 5’ du ribonucléotide.

• Le ribonucléotide est méthylé en 2’

• Protège de la dégradation 

• Sert de signal de reconnaissance pour le ribosome dans la traduction

Stabilise de l’ARNm et sa reconaissance

Mécanisme d’ajout de la coiffe 5’

• Phosphohydrolase : On enlève un phosphate à l’extrémité 5’ du pré-ARNm

• Guanylyl transférase : GTP perd 2 phosphates et devient un GMP qui fait une liaison 5’-5’ triphosphate P +PP = PPP

• Méthyltransférase : ajout de groupe méthyles sur la guanine en 7’ et parfois sur le premier ribose en 2'

Polyadénylation en 3’

• Stabilise l’ARNm

• Marque la fin de la transcription

Identifiable avec le motif AAUAAA suivi d’un site de clivage 15-30 nucléotides après.

Après le clivage, il y aura une polymérisation d’adénine à l’extrémité 3’ demandant de l’ATP

Epissage

Retirement des introns pour ne garder que les exons. Les exons sont assemblés pour former l’ARNm mature.

• Réalisé par le spliceosome

Augmente la diversité des protéines car peut choisir que certains exons à d’autres.

Séquence pour l’épissage

• début d’intron : GU fin d’intron : AG

• Point d’embranchement des 2 parties de l’intro : A formant un lasso

• Nécessite des petits ARN nucléaires (ARNsn) comme U1 et U2 formant le spliceosome

Mécanisme de l’épissage du ARNm

2 réactions de transestérification :

• le 2’OH de l’adénine (point de branchement A) se lie au phosphate (groupe donneur GU en 5’)

• Puis le 3’OH de l’exon 1 attaque le groupe phosphate (site accepteur AG en 3’). Ce qui relie les exons ensemble et dégage l’intron.

Structure d’un ARNm

• coiffe en 5’

• queue en poly(A) 3’

• Régions 5’UTR et 3’UTR encadrent le codon de départ et d’arrivée.

Donne le nom des épissage alternatifs sur l’image : 

Forme des isoformes protéiques

• Saut d’exon

• Site d’épissage alternatif en 5’

• Site d’épissage alternatif en 3’

• Exons mutuellement exclusifs

• Rétention d’exon.

Exemple de l’IgM pour l’épissage alternatif

L’épissage alternatif permet de fournir des fonctions divers à une protéine

E.g. IgM selon les exons retenu et les polyA, il peut devenir membranaire ou libérer dans la cellule (sécrétée)

Code génétique

3 bases = 1 codon = 1 acide aminé

Plusieurs codons pour 1 aa

Codon START : AUG

Codon STOP : UAA, UAG, UGA

Le décalage dans la lecture des bases

Change complétement la lecture des codons.

3 possibilités de lecture différentes

ARN de transfert :

• Chaque acide aminé est lié à un ARNt avec l’aminoacyl-ARNt synthétase avec une liaison riche en énergie

Dégéresence et flexibilité du code génétique :

• La base du premier ARN de transfert (coté 5’) est souvent modifié et vu que la lecture se fait du sens 3’ à 5’ pour le codon, certains codons vont pour le même acide aminé

Résulats : Un ARNt peut reconnaitre plusieurs codons synonyme car elle est déterminé par le premiere base de son anticodon contre la troisième pour le codon.

Environ 40 ARNt pour 61 codons différents car 3 codons STOP