Biologie moléculaire I génétique chez un individu impliquent Introduction générale principalement trois types molécules: DNA, RNA et protéines. En fait ces deux processus Les êtres vivants ont besoin de se pérenniser. Ainsi, dans chaque espèce biologique, les individus (des plus simples biologiques correspondent en réalité à des transferts de l’information génétique d’une molécule à une autre. Chapitre I. Généralités structurales des génome. L’ensemble des RNA transcrits du acides nucléiques génome constitue le transcriptome. Certains types particuliers de RNA sont traduits en Introduction Chez tous les êtres vivants connus, il en existe deux types d’acides nucléiques, l'acide désoxyribonucléique ou ADN, et l'acide comme les virus au plus complexes tels que les animaux et plantes supérieurs) sont dotés On distingue plusieurs modalités de ribonucléique ou RNA. DNA et RNA sont de d’aptitude de se reproduire; c’est-à-dire un transfert de l’information d’une molécule à longs polymères linéaires (ou circulaires pour individu donnant naissance à une descendance une autre: le DNA) de nucléotides, unis par des liaisons qui lui ressemble, du moins en termes DNA →DNA qui correspond à la réplication d’appartenance à la même espèce. La Deux chaînes de DNA ou deux segments ou duplication (parent vers la descendance) génération d’un individu ressemblant à son RNA→RNA qui correspond à la réplication parent implique la transmission des caractères ou transcription (chez les virus) (parent vers génétiques du parent à sa descendance. Ces la descendance ou expression) caractères sont stockés dans les molécules DNA→RNA qui correspond à transcription sièges de l’information génétique (DNA ou (expression) RNA, dans le cas des virus à RNA). Pour être RNA→ protéines correspond à traduction transmis du parent à la descendance, cette (expression information doit être copiée le plus fidèlement RNA→DNA possible, en sorte que le descendant ait la même information génétique que son géniteur. Aussi, pour apprécier la ressemblance du parent et descendance cette information génétique doit s’exprimer. Il se dégage donc à ce niveau deux processus biologiques majeurs: transmission de l’information génétique d’un qui correspond à la rétrotranscription Dans le cadre de ce cours nous nous attarderons sur la réplication (DNA→DNA) et la transcription (DNA→RNA). De fait le cours s’articulera autour de trois chapitres: Chapitre I. Généralités structurales des acides nucléiques. et l’expression de cette information génétique. Au niveau moléculaire, la transmission d’une chaîne de RNA sont susceptibles de s’associer grâce à des appariements de leurs bases par des liaisons hydrogène de type biologique est appelé protéome. I- Nucléotides Les nucléotides sont les monomères des acides nucléiques. Ces nucléotides sont formés à partir de trois molécules simples: l’acide phosphorique (H3PO4), des oses à 5 carbones (pentoses) et des bases azotées (purines ou pyrimidines). Watson-Crick, ce dont il résulte une structure 1- Molécules simples a- Acide phosphorique secondaire et une structure tertiaire adaptées Le phosphate inorganique est un ion stable aux fonctions, la formé à partir de l’acide phosphorique H3PO4. nucléiques. On l’écrit souvent Pi. Des esters de phosphate L’information génétique est stockée dans la peuvent se former entre un phosphate et un séquence ou succession des bases azotées des groupement hydroxyle libre (alcool, énol, chaînes polynucléotidiques. phénol...). La condensation d’un phosphate et duplication et des éventuellement, acides à Dans le DNA, une séquence ou d’un autre acide, par exemple un autre succession des bases azotées dans une chaîne phosphate, donne un anhydride. Il y a aussi des polynucléotidique peut constituer une unité anhydrides capable de coder pour la synthèse d’un RNA carboxyliques par exemple. mixtes avec les acides biologiquement actif. Cette unité est qualifiée de gène. Dans une molécule du DNA des individu (virus, procaryotes et eucaryote) à sa descendance phosphodiesters. protéines dont l’ensemble chez un individu Chapitre II. Réplication du DNA gènes peuvent se chevaucher. L’ensemble des Chapitre III. Transcription du RNA DNA- gènes d’un individu biologique constitue le dépendante. de l’information génétique d’un individu à sa descendance et l’expression de l’information 1 2 - C2- Les bases azotées Les bases azotées sont des molécules Les bases pyrimidiques sont au aromatiques dont le noyau est soit une purine nombre de 3: la cytosine, l’uracile et la (bases puriques), soit une pyrimidine (bases thymine. Les pyrimidiques). aromatique hexagonal de 4 carbones et 2 C1- Purine et pyrimidine bases azotées - des Les bases puriques noyau pyrimidine dont le carbone 4 est acides Les bases puriques sont au nombre de 2: substitué par une fonction amine et le dont tous les hydroxyles sont orientés à nucléiques appartiennent à deux classes de l’adénine et la guanine. Les purines ont un carbone 2 par une fonction cétone. L’uracile droite (représentation de Fisher). Dans les molécules selon le noyau aromatique qui en double noyau aromatique comportant à est constituée d’un noyau pyrimidine dont acides ribonucléiques (RNA), il est cyclisé en constitue le squelette. Le noyau pyrimidine gauche un cycle hexagonal de 4 carbones et 2 les carbones 2 et 4 portent des fonctions ribofuranose: anomère β spécifiquement. est le plus simple: c’est un noyau aromatique azotes et à droite un cycle pentagonal de 3 cétone. La thymine est aussi constituée d’un Le désoxyribose, composant des acides à six atomes, quatre carbones et deux azotes; carbones le noyau pyrimidine dont les carbones 2 et 4 désoxyribonucléiques (DNA) est dérivé du les deux azotes en position méta (n° 1 et 3). précédent) et 2 azotes. L’adénine est portent des fonctions cétone, mais dont le ribose par une réduction de la fonction alcool Le noyau purine est constitué de deux constituée d’un noyau purine dont le carbone carbone 5 est substitué par un méthyl. secondaire du carbone n°2. Le désoxyribose noyaux hétérocycliques accolés, un de six 6 est substitué par une fonction amine. Elle confère à cet acide nucléique une plus grande atomes et l’autre de cinq atomes, ayant deux est la seule des bases nucléiques dont la stabilité propre à sa fonction de conservation carbones en commun au milieu. Par rapport à formule ne contient pas d’atome d’oxygène. de l’information génétique. ces carbones communs, les azotes occupent La guanine est constituée d’un noyau purine des positions symétriques (n° 1 et 3 à gauche, dont le carbone 2 est substitué par une n° 7 et 9 à droite). Les différentes bases fonction amine et le carbone 6 par une rencontrées dans les acides nucléiques en fonction cétone. Le ribose est un pentose de la série D, Les pyrimidines ont un noyau azotes. La cytosine est constituée d’un C- Bases azotées b- Ribose et désoxyribose Les bases pryrimidiques (dont 2 communs avec dérivent selon les substituants que portent les atomes de ces noyaux. De nombreux 2- Nucléosides médicaments appartiennent aussi à ces deux a) Les nucléosides Les nucléosides sont constitués d’un classes de bases azotées. pentose, 3 le D-ribofuranose dans les 4 ribonucléosides ou le 2-désoxy-D- plan défini par les quatre autres atomes du ribofuranose dans les désoxyribonucléosides, cycle, du même côté que l’atome C-5’ uni à une purine telle que l’adénine (A) ou la (configuration endo) ou du côté opposé guanine (G), ou une pyrimidine telle que la (configuration exo). cytosine (C), l’uracile (U) ou la thymine (T), Les purines et les pyrimidines sont grâce à une liaison β-glycosidique établie des molécules hétérocycliques légèrement entre l’atome d’azote N-9 des purines ou N-1 basiques et très conjuguées des résonances des pyrimidines et le carbone C-1’ du entre les atomes de leur cycle donnent à la pentose. plupart des liaisons un caractère de double Chez les êtres vivants, on identifie liaison partielle ce dont il résulte que les ribonucléosides, purines sont des molécules presque planes l’adénosine, la guanosine, la cytidine et avec cependant une très légère distorsion et l’uridine, et quatre désoxyribonucléosides, la les désoxyadénosine, la désoxyguanosine, la rigoureusement désoxycytidine et la thymidine où le préfixe conséquence de la résonance est leur forte désoxy est généralement omis parce que dans absorption dans l’ultraviolet, à 260 nm la cellule la thymine est toujours unie au environ. Dans les nucléosides puriques, désoxyribose. seules deux conformations de la liaison essentiellement quatre Le cycle du ribofuranose peut se présenter sous quatre conformations pyrimidines des planes. molécules Une autre glycosodique sont stériquement permises, syn et anti; les nucléosides pyrimidiques se possibles : C-2’ endo, C-2’ exo, C-3’ endo et présentent généralement C-3’ exo; dans tous les cas, l’un des deux configuration anti. dans la atomes de carbone, C-2’ ou C-3’, est hors du Figure 1. Nucléosides et nucléotides désoxyribonucléosides 5’ mono-, di- ou triphosphate, abrégés en NMP, NDP, NTP, b) Nucléotides Les nucléotides sont des nucléosides phosphorylés. Les nucléotides cellulaires sont les ribonucléosides et les dNMP, dNDP et dNTP, respectivement (d pour désoxy). Les groupes phosphate sont repérés par les lettres α, β et γ. Le ribose ou 5 6 le 2-désoxyribose et le phosphate α sont unis la synthèse des phospholipides. Des adénylique, dTMP ou acide Les acides nucléiques sont formés par par une liaison ester DG°’ = – 10 kJ mol –1 nucléotides adényliques sont des constituants désoxythymidylique, etc... une polycondensation de nucléotides AMP, et les phosphates α, β et γ par deux liaisons de cofacteurs enzymatiques, tels que le Les nucléosides polyphosphates sont des CMP, GMP et UMP pour les acides anhydride d’acide phosphorique DG°’ = – 30 NAD+, le NADP+, le FAD et le CoA. Enfin, diphosphates: ADP ou GDP... ou encore des ribonucléiques, dAMP, dCMP, dGMP et kJ.mol . Les principaux ribonucléotides l’ATP, le GTP, le CTP et l’UTP sont les triphosphates, les plus riches en énergie: ATP dTMP pour les acides désoxyribonucléiques. cellulaires sont l’adénosine, le guanosine-, le substrats ou GTP ; etc... cytidine-et 5’-monophosphate, ribonucléiques (RNA), tandis que le dATP, abrégés en AMP, GMP, CMP et UMP, le dGTP, le dCTP et le TTP sont les substrats respectivement ; l’adénosine-, le guanosine-, dans le cytidine- et l’uridine 5’-diphosphate, ou désoxyribonucléique (DNA). Les cellules ADP, GDP, CDP et UDP ; l’adénosine, le possèdent aussi des nucléotides cycliques tels guanosine-, le cytidine- et l’uridine 5’- que triphosphate, ou ATP, GTP, CTP et UTP. cyclique ou cAMP) et le guanosine 3’,5’- Les phosphate (GMP cyclique ou cGMP) qui sont précédés de la lettre d, sauf pour les interviennent du dérivés de la thymidine étant donné que dans métabolisme. –1 l’uridine- désoxyribonucléotides correspondant dans la la synthèse des acides synthèse l’adénosine de l’acide 3’,5’-phosphate dans la Tableau I. Nomenclature des bases azotées, nucléosides et nucléotides. (AMP régulation la cellule la thymine n’est unie qu’au c) Nomenclature des unités nucléotiques Les bases azotées sont désoxyribose. Les ribonucléosides et les désoxyribonucléosides 5’-di- ou triphosphate sont des acides relativement forts dont les groupes phosphoryle se dissocient en libérant trois ou quatre protons, respectivement. Les anions forment des complexes stables avec les cations divalents tels que Mg2+ et Ca2+. conventionnellement énergétique dans la plupart des processus cellulaires, le GTP est une source d’énergie essentielle dans la synthèse des protéines, l’UDP-glucose est l’intermédiaire activé dans le métabolisme du galactose et dans la synthèse des polyosides, tout comme le CDP- par la couleur verte, la guanine par G et la Chaque base peut entrer dans la structure de deux nucléosides, selon que le sucre est un Chaque nucléoside peut être lié à un, deux ou trois phosphates. On les désigne par guanosine conventionnels: monophosphate, GMP CDP pour pour cytidine diphosphate, ATP pour adénosine désigne ribonucléotides des sont les RNA désoxyribonucléotides celles et des du DNA. Dans les RNA et dans le DNA, les une liaison où le groupe 5’-phosphate de l’un estérifie le groupe 3’-hydroxyle de l’autre. L’acide phosphorique en 5’ engage donc deux de ses fonctions acide dans une liaison dite, pour cette par nucléotides les raison, nucléosides monophosphates: AMP ou acide demeurant libre; au pH physiologique, cette dernière est complètement ribonucléotides ou de désoxyribonucléotides au moyen de liaisons unités phosphodiester, sa troisième fonction acide triphosphate, etc... On Des nucléotides s’unissent les uns aux autres par ribose ou un désoxyribose. sigles 3- Les liaisons phosphodiesters structurales couleur jaune, etc... des de une initiale et par une couleur: l’adénine par A et Les nucléotides jouent des rôles centraux dans le métabolisme: l’ATP est l’unité désignées ionisée et de ce type présentent une extrémité 5’ où un groupe 5’-phosphate à deux de ses fonctions acide libres et une extrémité 3’ où un groupe 3’ hydroxyle est libre. Ainsi, une chaîne polynucléotidique, tout comme une chaîne polypeptique, présente une polarité. Par convention, on écrit et lit toujours une chaîne polynucléotidique dans le sens 5’ P→3’ OH; ACG et GCA correspondent donc à des composés différents. Au sein des cellules, les charges négatives des acides nucléiques sont habituellement neutralisées par des interactions avec des ions chargée négativement. Les enchaînements diacylglycérol est l’intermédiaire activé dans 7 8 métalliques tels que Mg2+ ou des protéines qui contiennent de nombreux résidus Une liaison hydrogène est une liaison de un nucléotide à thymine (ou à uracile dans un basiques, tels que ceux de l’arginine ou de faible énergie entre deux atomes attirés RNA) et un nucléotide à guanine avec un la l’un vers l’autre pour des raisons nucléotide à cytosine. lysine, et sont donc chargées l’un A-T sorte qu’un nucléotide à adénine se lie avec 4- Liaison hydrogène positivement. Les bases puriques et les électrostatiques bases pyrimidiques sont susceptibles de électrons donc nucléophile et l’autre étant riche en s’empiler parallèlement les unes sur les n’ayant que les protons de son noyau -21 kJ • On désigne cette liaison sous le terme d’hybridation. donc électrophile. autres en raison d’une combinaison de forces de van der Waals et d’interactions • Ainsi l’atome d’hydrogène, dont l’unique dipolaires. électron est par nécessité dans l’orbitale qui unit cet atome au reste de la molécule, ne C-G – 63 kJ peut qu’être électrophile et comme tel attiré par les atomes ayant des doublets électroniques libres. • Les atomes d’azote et surtout d’oxygène possèdent respectivement deux et quatre électrons de leur couche périphérique qui ne participent pas aux orbitales des liaisons covalentes de la molécule. Ceci leur confère • L’hybridation adénine-thymine est moins un caractère nucléophile qui leur permet stable (2 liaisons hydrogène, -21 kJ) que d’exercer une attraction sur les atomes celle entre guanine et cytosine. électrophiles voisins, en particulier les • L’hybridation guanine-cytosine est plus atomes stable (3 liaisons hydrogène, -63 kJ) que d’hydrogène: cette attraction constitue une liaison hydrogène. celle entre adénine et thymine. • Lorsque les orbitales qui unissent d’un côté l’atome d’hydrogène à la molécule de gauche et de l’autre côté les doublets électroniques libres avec l’atome nucléophile sont dans le même axe, la liaison hydrogène est plus Figure 2. enchaînement des nucléotides Lorsqu’un acide nucléique est en solution les 5- Hybridation des bases azotées Figure 3. brins appariés forte. molécules forment des liaisons hydrogènes associant, les nucléotides deux par deux, de 9 IIDNA Une chaîne (ou brin) de DNA est un polymère linéaire de désoxyribonucléotides unis par des liaisons phosphodiester; les 10 bases azotées y sont l’adénine (A), la guanine faut que l’ordre dans lequel ils sont liés (G), la cytosine (C) et la thymine (T). Erwin ensemble soit complémentaire de la chaîne Chargaff a déterminé que dans le DNA d’une opposée. cellule donnée, A et T sont en quantités La chaleur peut dissocier les deux chaînes: équimoléculaires, qu’il en est de même pour c’est la fusion du DNA. Cette fusion est G et C et que le rapport des purines aux réversible: pyrimidines est égal à 1. s’hybrider à nouveau. La double hélice a un les deux chaînes peuvent S’appuyant sur ces données et sur les pas (la hauteur correspondante à un tour de diagrammes de diffraction de rayons X de l’hélice) de 3,4 nm c’est à dire qu’il y a fibres de DNA obtenus par Rosalind Franklin environ 10 paires de nucléotides pour chaque et Maurice Wilkins, James Watson et Francis tour d’hélice. Crick ont proposé un modèle de DNA des La structure en double hélice du DNA cellules suggère comment l’information génétique est eucaryotes en double hélice droite où deux stockée et répliquée. Le squelette ose- chaînes l’une phosphate délimite des sillons; ces derniers autour de l’autre avec, à l’intérieur, un sont de deux types caractérisés par leur appariement spécifique au moyen de liaisons largeur: le grand sillon, de 12 Å de large, et hydrogène et le petit sillon, de 6 Å de large. La largeur pyrimidiques A-T et G-C qui sont presque différente des sillons reflète l’asymétrie de la perpendiculaires à l’axe de l’hélice, et, à liaison des paires de bases aux cycles des l’extérieur, la formation d’un squelette ose- désoxyriboses. Le petit sillon contient le O-2 phosphate. Ainsi (les bases azotées liées par d’une pyrimidine et le N-3 d’une purine les liaisons hydrogènes sont tournées vers d’une paire de bases; le grand sillon se situe l’intérieur, tandis que les riboses et les acides sur le côté opposé de la paire. Chaque sillon phosphoriques, hydrophiles sont tournés vers est bordé par les bases dont certains atomes l’extérieur) Une molécule de DNA (en sont potentiellement donneurs ou accepteurs double hélice) est formée de deux chaînes de liaisons hydrogène. Ces derniers sont cellules procaryotes antiparallèles des et des s’enroulent bases puriques Figure 4. structure du DNA Tableau II. Composition en bases du DNA de différentes origines Origine du DNA Bactériophage T7 Eschericha coli B Neurospora Drosophile Saumon Poule Rat Vache Homme III- A 26,0 23,8 23,0 30,7 28,0 28,0 28,6 27,3 29,3 Bases (%) G C 23,8 23,6 26,8 26,6 27,1 26,6 19,6 20,2 22,0 20,0 22,0 21,6 21,4 21,6 22,5 22,5 20,7 20,0 Formes tridimensionnelles alternatives du DNA (A+T)/(G+C) (A+G)/(T+C) %GC T 26,6 23,1 23,3 29,5 27,8 28,4 28,4 27,7 30,0 1,11 0,88 0,86 1,51 1,33 1,29 1,33 1,29 1,46 0,99 1,01 1,00 1,01 1,05 1,00 1,00 0,99 1,00 47,4 53,2 53,8 39,8 42,0 43,6 42,9 43,0 40,7 du DNA. Une analyse de cristaux d’un dodécamère synthétique a révélé que si la antiparallèles (c’est à dire que l’extrémité 5’ accessibles de l’extérieur et assurent la de l’une est du côté de l’extrémité 3’ de reconnaissance spécifique du DNA par les Le modèle décrit par Watson et Crick est structure d’ensemble correspond bien au l’autre) dont les nucléotides sont hybridés protéines; les dimensions du grand sillon le celui du DNA-B qui est la forme essentielle modèle de Watson et Crick, elle n’est pas deux à deux sur toute la longueur. Pour que rendent plus accessible que le petit sillon à du DNA dans les conditions physiologiques. uniforme tous les nucléotides puissent s’hybrider; il des interactions avec ces dernières. Les diagrammes de diffraction de rayons X déviations par rapport à la structure idéale sur lesquels il est fondé représentaient une décrite initialement. Entre autres, les paires disposition moyenne des résidus constituants de bases 11 et présente ne sont pas d’assez grandes rigoureusement 12 coplanaires mais se disposent comme les type C-3’ endo et non pas C-2’ endo ; le pales grand sillon y est étroit et très profond et le d’une hélice, ce qui augmente l’empilement (Figure 2.4A). Ces variations petit sillon très large et peu profond. IV- Acides ribonucléiques ou RNA le RNA ribosomique (rRNA), les RNA de Une chaîne (ou brin) de RNA est un transfert (tRNA), micro RNA (miRNA), polymère linéaire de ribonucléotides unis par telomerase RNA (teloRNA), small nucleolar locales sont largement fonction de la Des oligonucléotides courts de type des liaisons phosphodiester. Les bases y sont RNA (snoRNA), nucleous RNA (nRNA) séquence des bases. Les diagrammes de dCGCGCG, dont la séquence présente des l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) (srpRNA), signal recognition particle RNA diffraction de rayons X de fibres de DNA pyrimidines et des purines alternées, adoptent et l’uracile (U). Elle se distingue donc d’une (srpRNA), déshydratées ont révélé une forme différente une forme dite DNA-Z où l’hélice est gauche chaîne de DNA par l’ose, qui est le ribose et (tmRNA), primary RNA (pri-RNA), guide du DNA, dit DNA-A, qui apparaît lorsque et le squelette ose-phosphate en zigzag (d’où non pas le désoxyribose, et par l’une des RNA (gRNA), small nuclear RNA (snRNA), l’humidité est inférieure à 75 %. Tout comme le terme de DNA-Z) (Figure 2.4C). Le grand bases pyrimidiques, qui est l’uracile et non ett short interfering RNA (siRNA), ribozymze le DNA-B, le DNA-A est une double hélice sillon y est plat et le petit sillon très étroit et pas la thymine. Contrairement au DNA, une (catalytic RNA). droite de brins antiparallèles unis par des profond. Le rôle biologique du Z-DNA n’est molécule de RNA procaryote ou eucaryote Les mRNA constituent les matrices à appariements de base de type Watson-Crick; pas encore connu. Les caractéristiques des est habituellement sous la forme simple brin partir desquelles sont traduites les protéines; cependant cette hélice est plus large et plus DNA-A, -B et -Z sont résumées dans le dont des segments, éventuellement étendus, chez E. Coli, un mRNA, dont la longueur courte que l’hélice B et les bases sont tableau ci-dessous. peuvent présenter des appariements de bases moyenne est d’environ 1,2 kilobase, peut être G-C et A-U. produit par un gène ou un groupe de gènes, inclinées de 19° par rapport à la perpendiculaire à l’axe de l’hélice; de plus, la conformation des désoxyriboses est alors du Tableau III. Comparaison des DNA A, B et Z Type d’hélice Forme Diamètre de l’hélice (Å) Sens de l’hélice Pas de l’hélice (Å) Paires bases par tour d’hélice Inclinaison des paires de bases par rapport à la normale à l’axe de l’hélice Conformation de la liaison glycosidique Conformation de l’ose A Large ≈ 26 Droite 25,3 11 ≈ 20 B Intermédiaire ≈ 20 Droite 35,4 10,5 ≈6 Z Etroite ≈ 18 Gauche 45,6 12 ≈7 Anti Anti C-3' endo C-2' endo Grand sillon Étroit et profond Très large et peu profond Large et profond Étroit et assez profond Anti pour les pyrimidines, syn pour les purines C-2' endo pour les pyrimidines C-3' endo pour les purines Plat Petit sillon Tableau IV. Topologie du DNA de différentes origines Source Simple brin (s) ou double brin (D) Virus Simen 40 D Virus X-φ174 S Bactériophage M13 S Adénovirus AD-2 D Virus Epstein-Barr D Bactériophage T2 D Eschéricha coli D Drosophile D *b = base, pb = paire de base transfer messenger RNA Il semble que le monde à DNA actuel tandis que chez les Eucaryotes, à chaque ait été précédé par un monde à RNA, ce mRNA correspond le plus souvent un gène dernier se présentant alors comme le distinct. Étant donné que les protéines sont détenteur à la fois d’une information construites à partir de 20 aminoacides mais génétique et de propriétés fonctionnelles, qu’il n’y a que 4 bases, un groupe de 3 bases, catalytiques entre autres. Chez certains Virus, appelé codon, est nécessaire pour coder pour le RNA constitue le matériel génétique; il y un aminoacide. Les mRNA se présentent assure sa réplication en dirigeant lui-même donc comme une succession de codons mais une RNA polymérase. Dans toutes les ils contiennent aussi des signaux de départ et cellules procaryotes ou eucaryotes actuelles, des signaux stop pour la synthèse des les RNA constituent le transcriptome; ils y protéines. Les rRNA sont les constituants sont synthétisés par des RNA polymérases, essentiels des ribosomes où ils ont un rôle enzymes qui transcrivent les instructions structural et une fonction catalytique lors de données par une matrice de DNA; les RNA la synthèse des protéines. Chez E. Coli, il y a sont donc la copie d’une région du DNA trois types de rRNA dénommés, en raison de avec la correspondance des bases A-U, T-A, leur coefficient de sédimentation, 23S, 16S et G-C et C-G. 5S. Chez les Eucaryotes, les rRNA ont des Très étroit et profond Circulaire ou linéaire circulaire Circulaire Circulaire linéaire Circulaire linéaire Circulaire «linéaire» Taille * 5243 pb 5386 b 6407 b 35 937 pb 172 282 Pb 1,7x105 Pb 4,7x106 pb 7 6,6x10 pb 13 Les cellules contiennent plusieurs masses plus importantes et leurs coefficients types de RNA: les RNA messagers (mRNA), de sédimentation sont de 28S, 18S et 5S. Les 14 rRNA présentent une structure secondaire et pseudouracile-cytosine), la boucle DHU aminoacide une structure tertiaire où apparaissent de (contenant plusieurs résidus dihydro-uracile) correctement pour participer à la formation nombreuses régions et la boucle de l’anticodon qui porte un site d’une courtes en duplex spécifique résultant d’appariements de bases. Les tRNA transfèrent des essentiel constitué par sont formées les liaisons peptidiques grâce complémentaire de trois bases, appelée auxquelles sont élaborées les protéines. Ils codon, sur le mRNA. Tous les tRNA jouent le rôle de molécules adaptatrices entre contiennent, à l’extrémité 3’ de leur chaîne le mRNA et le site de synthèse des protéines. dite bras accepteur, un site d’attachement Il y a au moins un type de tRNA pour chacun pour un aminoacide constitué par la même des 20 aminoacides et le transfert s’effectue séquence trinucléotidique terminale pCpCpA selon une séquence imposée par le mRNA. en simple brin; le carboxyle de l’aminoacide Les acides est estérifié par l’hydroxyle en 3’ ou 2’ du à 93 ribose adénylique terminal grâce à une ribonucléotides seulement. Leur extrémité 5’ réaction catalysée par une aminoacyl-tRNA est phosphorylée, habituellement pG, tandis synthétase que leur extrémité 3’ présente un groupe OH présentent libre. Ils contiennent de 10 à 15 % de tridimensionnelle native en forme de L. Une nucléosides rares : dihydrouridine, N1- telle conformation est due à la formation de méthylguanosine, deux segments perpendiculaires en double ribonucléiques des petits constitués de 73 N2-diméthylguanosine, dernier reconnaît spécifique. aussi une Tous une les et à la présence d’interactions par liaisons la présence de bases inhabituelles, souvent hydrogène entre les bases des régions non méthylées, qui apparaissent après la synthèse hélicoïdales. L’extrémité pCpCpA contenant de la chaîne polypeptidique à la suite de le site d’attachement de l’aminoacide est l’action de divers enzymes. située à l’extrémité souple du L tandis que la leurs boucle de l’anticodon est à l’autre extrémité, séquences nucléotidiques. Tous les tRNA ce qui expose les trois bases de l’anticodon et sont susceptibles d’adopter une structure les secondaire, complémentaires Les tRNA dite différent en feuille par de trèfle, rend accessibles du aux trois codon. Ainsi, l’architecture de la molécule de tRNA est entre bases complémentaires et trois boucles: adaptée à la fonction d’adaptateur de ce la dernier: l’extrémité flexible liée à un TYC (de ribothymine- Figure 5. structure du tRN bases caractérisée par quatre zones d’appariement boucle un codon approprié du mRNA. que conformation hélice d’environ dix paires de bases chacun entre tandis l’anticodon est disponible pour reconnaître tRNA beaucoup pseudo-uridine, positionner séquence d’autres; ces nucléosides sont caractérisés par inosine, peptidique se séquence de trois bases, appelée anticodon; ce sont liaison peut une aminoacides activés vers les ribosomes où tRNA activé 15 16 identiques chacune formée d’un brin parental et distinguer aisément différents ADN, les auteurs d’un brin néoformé. Chapitre II. REPLICATION DU DNA Sur la base de cette possibilité de ont construit le protocole suivant: des Bactéries DNA parental La structure en double hélice d’une molécule cultivées pendant de nombreuses générations en 15 du DNA a imposé des questions sur modèle de présence de La nécessité de division mitotique chez les dédoublement de la molécule du DNA. La (après lavage) dans un milieu de culture normal, individus biologiques voudrait qu’à l’issu de réponse à ces questionnements devait intégrer cette ait les caractéristiques structurales (deux brins en qualitativement et quantitativement le même vis-à-vis, complémentaires par appariement de patrimoine génétique (DNA) bases de nucléotides Introduction division, chaque cellule fille que la cellule A-T et G-C, anti- mère. Cette exigence insinue que le DNA parallèles…). Deux cas de figures majeurs se chromosomique de la cellule mère est dédoublé présentaient: au départ (dans la cellule mère) avant division du DNA est qualifiée de contenant des sels d’azote 14 N. La culture est poursuivie pendant un temps tel que trois générations puissent se dérouler (soit environ 90 Deuxième génération min, à 37°C). Au cours de cette période de chasse, des échantillons de cellules sont Figure 7. modèle de réplication semi-conservatif. prélevés à des moments successifs, leur ADN est extrait et analysé sur gradient de CsCl. Le a- Le modèle conservatif cellulaire proprement dite. Cette phase du dédoublement Première génération N, sont rapidement transférées Ce modèle implique qu’un seul des brins de la molécule du DNA est copié deux fois ou c- Mise en évidence du modèle de réplication du DNA résultat des centrifugations est présenté dans la figure (ci-dessous). Diverses populations de alors une fois et le brin néoformé est à son tour L’expérience conduite par MESELSON et molécules d’ADN apparaissent au cours du moléculaire. La réplication est donc la synthèse copié. A terme, on obtient deux molécules de STAHL est la suivante: une souche de temps, après le transfert: – 0 min (mise en d’acide DNA identiques: Escherichia coli est cultivée pendant de culture sur le milieu normal): une seule bande - une formée de deux nouveaux brins ou DNA nombreuses générations dans un milieu de d’ADN lourd. culture contenant des sels d’azote (NH4+ ou – 15 min (génération 0,5) : deux bandes NO3–) très enrichis en 15N. Toutes les molécules équivalentes en taille : ADN lourd et ADN de azotées de ces cellules, et en particulier leur densité intermédiaire : d = 1,717. ADN, portent donc en majorité des atomes – 30 min (génération 1) : une seule bande de réplication ou duplication désoxyribonucléique en biologie (DNA) qui reproduit exactement le génome d’une cellule au cours du cycle cellulaire afin de préparer la division cellulaire. En fait, au cours de la vie de (néoformée) - l’autre molécule formée de deux brins du la cellule (cycle cellulaire, d’une division DNA parental. mitotique à la suivante), le DNA doit être DNA parental 15 dédoublé pour que chaque cellule fille reçoive d’azote un génome complet dans son noyau. Cette mis en solution dans du CsCl concentré (6 M); – 45 min (génération 1,5) : deux bandes dont synthèse se produit à la phase S (au milieu du au cours de cette opération, le chromosome l’une correspond à de l’ADN léger et l’autre à bactérien est en général cassé en plusieurs de l’ADN de densité intermédiaire ; la première centaines bande est plus petite que la seconde. Première génération cycle cellulaire). Cette partie de notre cours traitera donc des Deuxième génération évènements (mécanismes) moléculaires associés à la réplication du DNA dans les cellules procaryotes et eucaryotes. Figure 6. modèle réplication conservatif. b- Modèle semi-conservatif I- Mécanismes de réplications Ce modèle signifie que chacun des brins 1-Modèle de réplication: conservatif ou semi- de la molécule du DNA parental est copié de conservatif. sorte qu’à terme on ait deux molécules de DNA 17 N. Après purification, cet ADN est de morceaux. La technique densité intermédiaire. d’ultracentrifugation en gradient de densité – 60 min (génération 2) : même observation, montre que cet ADN s’équilibre à une position mais les deux bandes sont de taille équivalente. correspondant à une densité de 1,724 g.cm–3 – 90 min (génération 3) : même observation, (ADN lourd), alors qu’un ADN témoin de mais la bande légère est environ trois fois plus même origine biologique aurait une densité de abondante 1,710 g.cm–3 (ADN léger). l’expérience, on constate que ce dernier profil à que l’autre. Si l’on poursuit deux bandes n’est plus modifié ; la bande 18 tend existent le long des molécules-filles, c’est-à-dire - Enzymes: chez E. coli (bactérie) cinq types deux cores (principal ou clé) αεθ qui possèdent simplement peu à peu à disparaître au profit de que les brins de départ peuvent être fragmentés de DNA polymérase interviennent dans la l’activité polymérase due à la sous-unité α et la bande d’ADN léger, qui s’accroît. d’ADN de densité intermédiaire longitudinalement et non pas conservés d’un réplication du DNA: l’activité exonucléase de relecture due à la sous- La principale conclusion est qu’il n’existe bout à l’autre, comme dans le système semi- la DNA polymérase I. La DNA polymérase I unité ε. Les deux cores sont liés l’un à l’autre que trois catégories distinctes d’ADN ; il n’y a conservatif ; on devrait donc observer une (une chaîne polypeptidique unique de 103 kDa) par un complexe, dit complexe γ, constitué de pas de continuité dans les densités au cours du variation continue de la densité de l’ADN au n’est pas l’enzyme responsable de la synthèse cinq sous-unités de quatre types différents temps, pas cours du temps, allant régulièrement de «lourd du DNA, mais elle effectue diverse tâches lors τ2γδδ’. Enfin, la polymérase est complétée par progressivement d’une espèce d’ADN à une vers léger». Dans cette expérience, l’existence de la réplication, de la réparation ou des deux paires de sous-unités β qui forment un autre (chaque bande apparaît ou disparaît sur des molécules de densité intermédiaire dès la recombinaisons du DNA. Avec son activité anneau à l’extrémité de chaque core (Figure) ; place). Ce phénomène est interprété ainsi: génération 1 permet d’éliminer le modèle polymérisatrice ajoute ces anneaux entourent les brins de DNA et l’ADN de densité intermédiaire qui apparaît au conservatif, tandis que l’existence de molécules successivement (dans 5’→3’) des nucléotides assurent la processivité en glissant le long de début de l’expérience est constitué de deux entièrement légères, apparaissant à la génération au brin du DNA. Cette enzyme a aussi une ces derniers. sous-unités, l’une lourde (ancienne) et l’autre 2, et se maintenant par la suite, permet activité exonucléase (correctrice) 3’→5’ qui légère (néosynthétisée dans le milieu 14N) ; d’éliminer le modèle dispersif. permet à l’enzyme d’éliminer, à partir de c’est-à-dire qu’on ne passe 5’→3’ elle c’est une molécule «hybride» qui a nécessité, l’extrémité 3’ d’un brin, un nucléotide erroné. pour être fabriquée, la séparation complète et Elle est aussi capable, par son activité définitive des deux sous-unités de la molécule exonucléase 5’ d’éliminer les amorces RNA et lourde initiale. Le même processus se répète à combler le vide grâce à son activité polymérase toutes les générations :chaque molécule double- 5’→3’. En absence de l’activité correctrice (de brin est constituée à partir d’une sous-unité la DNA polymérase I) ancienne et d’une sous-unité nouvellement (mutations) de réplication est de 1 x 10-6; la synthétisée. Ce type de réplication est dit semi- présence de cette activité ramène le taux conservatif car chacun des brins de la d’erreur à 1 x 10-9 (1000 fois moins). La DNA molécule-mère d’ADN se retrouve intégralement dans les molécules-filles. Ces polymérase I a également Figure 8. réplication semi-conservative. exonucléase expériences ont permis d’éliminer deux autres hypothèses concernant la réplication de l’ADN: le taux d’erreurs 5’→3’ une activité intervenant dans la Figure 9. Structure de la DNA polymérase III. réparation du DNA lors de la réplication. 2- Vue moléculaire de la réplication la synthèse de toutes DNA polymérase II. Cette enzyme a une le modèle conservatif et le modèle dispersif. Comme les Le premier prévoit que la molécule-mère lourde macromolécules biologique dans les cellules exonucléasique correctrice 3’→5’. se retrouve intégralement dans l’une des procaryotes ou eucaryotes, la réplication du DNA molécules-filles (l’autre étant complètement DNA se déroule en trois étapes: initiation, responsable de la synthèse du DNA chez E. néosynthétisée) et qu’elle persiste à chaque élongation et terminaison. Coli; d’une masse d’environ 800 kDa, elle est génération; il n’y a donc jamais de molécule de activité polymérisatrice 5’→3’ et une activité polymérase III. C’est - Autres protéines l’enzyme constituée de 10 types différents de sous-unités. densité intermédiaire dans ce modèle. Le second 2.1. Chez les procaryotes (E. coli) Deux sous-unités θ s’associent chacune à une prévoit que des segments de molécules hybrides a- protéines impliquées et leurs fonctions sous-unité α et à une sous-unité ε pour former 19 DNA polymérase IV et V interviennent dans la réparation du DNA. Protéine DnaA reconnaît et se fixe à une séquence spécifique à l’origine de la réplication puis dénature (rompt les liaisons hydrogènes) à une région spécifique à l’origine de la réplication. 20 hexamère, processus nécessite de l’ATP. La région ouverte matrice avant que la réplication ne soit entoure, avec l’aide d’une protéine DnaC ou œil de réplication doit être assez grande terminée. Celle du brin retardé, qui s’effectue (hélicase), chaque brin de DNA et se comporte pour la DnaB puisse y accéder. Puis, l’hexamère par fragments (les fragments d’Okazaki) est alors en hélicase qui déroule le DNA et crée la de la protéine dénommée DnaB entoure, avec plus complexe. La formation d’une boucle dans fourche de réplication. l’aide d’une protéine DnaC, chaque brin de la matrice du brin retardé met ce dernier en protéines SSB (single-stranded DNA-binding DNA et se comporte alors en hélicase qui position pour une polymérisation 5’→3’. protein) se fixent sur les brins séparés de DNA déroule le DNA et crée la fourche de La matrice du brin retardé en forme de et empêchent toute renaturation et toute réplication. La DnaB sépare les brins dans le boucle passe alors à travers le site polymérase digestion par les endonucléases de restriction. sens 5’→3’. Une autre hélicase sépare les brins d’une sous-unité de la polymérase III dimérique Topoisomérase (I ou II) ou DNA-gyrase, dans le sens 3’→5’. Ensuite, des protéines SSB dans le même sens que la matrice du brin élimine Protéine DnaB les (hélicase), supertours un le (de single-stranded DNA-binding protein) se avancé dans l’autre sous-unité. La DNA déroulement du DNA. Primase ou protéine formés par fixent sur les brins séparés de DNA et polymérase III quitte la matrice du brin retardé DnaG synthétise des amorces d’une dizaine de empêchent toute renaturation et hydrolyse par après avoir ajouté 1 000 nucléotides environ. les endonucléases; de plus, une topoisomérase, Figure 10. séquences conservées de l’Ori C. Une nouvelle boucle est alors formée et la la DNA-gyrase, élimine les supertours formés b. Elongation primase synthétise une nouvelle amorce ainsi de 2.2. Etapes (évènements moléculaires) de la par le déroulement du DNA. Ce dernier est alors L’élongation l’addition suite. Les amorces des fragments d’Okazaki et réplication prêt et une amorce ribonucléotidique (d’une séquentielle des désoxiribonucléotides (par ceux du brin continu ont éliminées par l’activité dizaine de nucléotides) peut être synthétisée par complémentarité des bases dictée par la matrice) 5’ exonucléasique de la DNA polymérase I (ou Chez E. Coli, la réplication commence à une RNA polymérase dénommée primase ou à partir de l’extrémité 3’ de l’amorce et dans par la RNAse H). Les discontinuités entre les l’origine de réplication qui est un site unique du protéine DnaG. ribonucléotides. a. Initiation correspond à sens 5’→3’. La phase d’élongation de la fragments sont ensuite comblées par la DNA Les protéines qui interviennent dans réplication comporte deux opérations distinctes, polymérase I et enfin la DNA ligase réunit les cette étape d’initiation forment le complexe simultanément et coordonnées qui s’effectuent fragments. conservées chez les Bactéries: quatre unités d’initiation, au niveau au niveau de la fourche de réplication: répétitives de 9 pb et un réseau de séquences de orisome. DNA de 245 pb, dénommé locus Ori C. Ce site contient des séquences consensus très encore appelé primosome ou la synthèse du brin avancé et celle du brin 13 pb en tandems riches en AT. Une dizaine Les deux synthèses commencent après que les différents participent à la phase d’initiation de la deux brins du DNA aient été séparés et qu’une réplication. L’événement initial fondamental est amorce la plusieurs ribonucléotides ait été synthétisée par la primase molécules d’une protéine dénommée protéine (protéine DnaG). Puis, la DNA polymérase III DnaA sur les quatre unités répétitives de 9 pb. ajoute les désoxynucléotides au fur et à mesure La fixation spécifique des protéines DnaA du déroulement du DNA par l’hélicase et de modifie la conformation du DNA et provoque l’élimination des supertours par la DNA gyrase. une séparation localisée des deux brins dans la La synthèse du brin direct s’effectue de façon région des unités répétitives de 13 pb; ce continue, la polymérase ne quittant pas la d’un protéines retardé. d’enzymes fixation de complexe et de 21 de RNA d’une dizaine de Figure 11. mécanisme catalytique de la DNA polymérase III. 22 diminue au fur et à mesure que l’animal peut donc par complémentarité des bases, terminaison. devient adulte. s’hybrider avec les télomères. Chez eucaryotes il existe 5 DNA polymérases: Tout comme avec les procaryotes, il existe Sous la forme simple brin, les télomères alpha, bêta, gamma, deta et epsilon. Les DNA dans les origines de réplication des DNA recrutent la télomérase dont la composant RNA polymérase alpha, deta et epsilon participe à la eucaryotes assure à la fois la fonction d’amorce et de réplication du chromosome. reconnues par le primosome qui tous matrice (séquences complémentaire du DNA simple brin du côté 3’. en trois - étapes: initiation, élongation et DNA polymérase alpha. Faite de 4 sous- unités. Une sous-unité de 180 kDa a une activité des séquences spécifiques et primosome) ne sont pas pour DNA Les extrémités chromosomes les sous-unités 3’→5’ alors que les DNA polymérases alpha de Télomères et télomérase la levure appelées DNA polymérase I ont cette Les chromosomes eucaryotes sont linéaires. activité. Leurs extrémités appelées télomères comportent La DNA polymérases deta (125 et 48 qui se trouvent de cycle l’extrémité du brin retardé, un segment terminal situé à l’extrémité 3’ du brin restant à la fin de nombreuses copies d’une séquence de 20 pb 3’→5’. la réplication sous la forme d’un simple brin. A dénommée séquence Ter où elle est captée et la - impliquée dans A la fin de la réplication du DNA circulaire, les fragments de DNA deux - DNA entrelacées. Elles sont séparées par l’action des responsable topoisomérases II qui provoquent une cassure mitochondrial. la réparation de réplication suivante, à le partir gamma serait la courts correspond sera plus court que son homologue réplication du est DNA dont les effets ne qu’être défavorable. compenser eucaryotes ce déficit, possèdent un les cellules mécanisme Etapes de la réplication enzymatique basé sur une DNA polymérase Initiation spéciale, nommée télomérase. 2.3. Chez les Eucaryotes La réplication est initiée à plusieurs La télomérase est un complexe constitué d’une La réplication chez les eucaryotes est analogue à origines de réplication. Chez les animaux, protéine et d’un RAN. Ce RNA possède une celle des procaryotes, c’est-à-dire qu’elle se fait ce séquence nombre d’origines de réplication qui est 1,5 fois la copie complémentaire de la séquence du télomère. Il 23 ainsi chromosome progressive d’information génétique en résulte Pour doubles brins dans un des chromosomes et font aux seront de et de génération en génération, une perte polymérases la bêta présents cycle DNA polymérases epsilon, n’a pas polymérases dupliquées en - DNA gènes des répétitions de courtes séquences (tandems) kDa) n’a pas d’activité primase mais a l’activité La des protégés contre un défaut de réplication. d’activité primase mais l’activité exonucléase passer par cette cassure l’autre chromosome. autres complémentaire. - restent les procaryotes. maintenir circulaire atteint une région contenant de DNA par Elle est analogue à l’élongation chez les à incomplètement du synthèse interviendrait exonucléase 3’→5’. filles la polymérases du brin télomérique du brin Chez E. Coli, la fourche de réplication du DNA molécules synthèse Elongation de mammifères n’ont pas d’activité exonucléase réplication s’arrête. une activité primase. La quatrième (72 kDa) ensemble. Les DNA polymérases alpha isolés c. Terminaison démarrer Le nouveau DNA peut donc servir de matrice encore caractérisés. polymérasique. Deux (50 et 60 kDa) ont une Figure 12. Fourche de réplication. pour Figure 13. Mécanisme de réplication des télomères Remarque La synthèse du brin retardé du DNA ne peut pas se faire lorsque la DNA polymérase atteint l’extrémité 3’ du brin modèle, faute de place pour une amorce complémentaire. S’il n’y avait pas de mécanisme particulier, à chaque réplication le DNA du chromosome serait raccourci. • Le télomère ou séquence du DNA à l’extrémité des chromosomes humains est une séquence 5’TTAGGG-3’ répétée quelques centaines de fois avant le 3’OH final. • La télomérase est une DNA polymérase qui peut continuer la synthèse d’un DNA simple brin. Cette enzyme comprend un RNA de 450 nucléotides dont l’extrémité 5’ terminale est 5’24 CUAACCCUAAC... Cette extrémité sert de modèle pour l’enzyme en vue de la synthèse de quelques unités de la répétition TTAGGG. Après cette synthèse l’enzyme glisse le long du brin de DNA et recommence de nouvelles unités. • L’extrémité 3’ du brin modèle ainsi allongée peut servir à la pose d’une amorce nouvelle: l’extrémité 3’-OH de cette amorce sert alors de point de départ pour la DNA polymérase δpour synthétiser l’autre brin. par deux traits qui les opposent de manière séquence consensus de six nucléotides (dite de plupart des gènes (sinon tous !) codant les fondamentale à ceux des Eucaryotes: SHINE-DALGARNO: enzymes 1) la plupart d’entre eux sont organisés en unités intervient comme un signal dans la fixation de biosynthèse de ces acides aminés, et comportent structurales et fonctionnelles très compactes la petite sous-unité du ribosome, lors de l’étape respectivement cinq et neuf gènes successifs. appelées opérons; de démarrage de la traduction. Cette séquence L’intérêt de ce regroupement est évident 2) ils ne possèdent pratiquement que des est responsable du fait que la petite sous-unité si on raisonne en termes de contrôle coordonné séquences «utiles» pour la synthèse des ne se fixe pas n’importe où, le long du mRNA, de l’ensemble des gènes associés à une même protéines, c’est-à-dire qu’ils sont à peu près et en particulier ne commence pas la traduction fonction. Avec une seule séquence promotrice Terminaison uniquement constitués des parties codantes, au niveau d’un codon AUG quelconque, inclus (et une seule protéine régulatrice), la Bactérie Il existe peu d’information sur la terminaison de situées entre les codons de démarrage et de dans la séquence codante (car dans une protéine contrôle d’un seul coup la synthèse de plusieurs la réplication chez les eucaryotes. L’existence terminaison de la traduction. La figure 15 il y a d’autres méthionines que celle du début !); protéines, à travers la fabrication d’un seul d’une zone de terminaison a été observée. illustre la différence d’organisation des gènes de – du côté opposé, en 3’ OH, on trouve une mRNA. Ce moyen de contrôle est très protéines chez les Procaryotes et les Eucaryotes. courte séquence non codante, dite de queue (ou économique et dans la ligne de tout ce qui sera Chapitre III. Transcription Un opéron est une succession de gènes, codant trailer), située après le dernier codon stop du dit plus tard au sujet de la stratégie évolutive des Introduction chacun une chaîne polypeptidique, séparés les dernier gène; Bactéries. La transcription correspond à la synthèse d’un uns des autres par une très faible distance entre – entre les deux se situent les phases codantes L’opéron le plus classique, car le premier RNA à partir d’une matrice DNA ou RNA. le codon de terminaison de l’un et le codon de des différents gènes, constituées de triplets analysé, est l’opéron lactose, qui comporte trois Chez la plupart des êtres vivants, le DNA stocke démarrage du suivant (1-2 nucléotides, jusqu’à ayant un sens, commençant toutes par AUG, et gènes codant des protéines intervenant dans l’information génétique mais l’expression de 20-30, au maximum). toutes terminées par un UAA, UAG ou UGA. l’utilisation de ce sucre par E. coli. cette dernière nécessite qu’elle soit transférée au La principale caractéristique d’un opéron est Les courts segments non traduits et situés entre RNA qui seul peut la faire passer dans la qu’il est transcrit en un seul mRNA polygénique les gènes sont nommés segments intergéniques 2. Gènes eucaryotiques structure des protéines lors des réactions de allant d’un bout à l’autre de la structure. Il (voir figure); ils peuvent porter, s’ils sont assez Leur caractéristique majeure est qu’ils sont polymérisation des aminoacides dont il assure existe un seul promoteur, situé au début de longs, une séquence de fixation des ribosomes. constitués d’une succession de séquences tout à la fois l’ordre d’enchaînement grâce aux l’opéron, en amont du point de départ de la Il y a donc très peu de séquences non codantes codantes et non codantes d’ADN, encadrée par RNA messagers et aux RNA de transfert ainsi transcription, du côté 5’ de l’unique mRNA dans un tel ARN messager. De façon très des séquences de démarrage de la transcription que l’essentiel de la catalyse grâce au RNA transcrit. À l’autre extrémité de l’opéron, on générale, les séquences de tête et de queue non (et de régulation) en 5’ du transcrit et de ribosomique. Indépendamment du type de RNA, trouve traduites des mRNA (procaryotiques ou séquences de terminaison en 3’. Ces gènes ont comme la biosynthèse du DNA, la transcription terminaison de la transcription. eucaryotiques) portent des signaux de contrôle donc une structure discontinue, contrairement à se déroule en trois étapes: démarrage ou Dans le détail, un mRNA polygénique bactérien de la traduction, permettant de moduler leur celle initiation, allongement et terminaison. est donc constitué ainsi : durée de vie et leur niveau d’utilisation. Une Procaryotes, chez qui la phase codante est – du côté 5’ phosphate (5’ P), une courte autre caractéristique, commune à tous les continue aussi bien au niveau du DNA que du chromosomique séquence non codante est comprise entre le opérons, est de rassembler des gènes intervenant RNA; on parle de gènes morcelés, ou en 1- Procaryotes premier nucléotide transcrit et le codon AUG de dans un même domaine métabolique. On peut mosaïque. Les séquences codantes du DNA, La disposition et l’organisation des gènes de début de traduction du premier gène. Cette citer, par exemple, l’opéron tryptophane ou dont le message génétique seul sera exprimé en protéines chez les Bactéries sont caractérisées séquence de tête (ou leader) contient une bien l’opéron histidine, qui regroupent la termes de protéines, sont ici appelées les exons, I- Organisation des gènes du DNA évidemment un seul signal de 25 AGGAGG), qui de correspondant la aux quasi-totalité des chaînes gènes de de 26 tandis que les séquences non codantes, intercalées entre les précédentes et souvent très longues, sont nommées les introns. Le segment du DNA correspondant à l’ensemble de ces séquences est transcrit en une seule molécule, entre les signaux de démarrage et de terminaison: c’est le transcrit primaire, appelé ici RNA pré-messager. Cette molécule peut être beaucoup plus longue que le mRNA cytoplasmique (jusqu’à 100 fois, dans certains cas !), et il est évident que ce transcrit primaire devra être considérablement raccourci, remanié, avant de donner un mRNA mature et fonctionnel. Figure 14. Organisation générale d’un ARNm bactérien polygénique Transcription des gènes 1- Procaryotes 1-1. Enzymes Les Bactéries ne possèdent qu’une seule RNA polymérase pour transcrire les trois familles de gènes (mRNA, tRNA et rRNA) de la chaîne β s’est montrée sensible à certains phagiques, spécifiques d’un opéron ou de antibiotiques tels rifamycines plusieurs opérons agissant de façon positive, (rifampicine notamment) que les inhibent soit négative; il est donc possible que la l’initiation de la transcription en agissant avant complexité de la RNA polymérase bactérienne la liaison soit due aux interactions nécessaires avec ces phosphodiester, ou les streptomicines qui divers promoteurs et ces différents facteurs de inhibent l’élongation. régulation plutôt qu’aux besoins de l’activité formation de la qui première catalytique proprement dite. d) 1 chaîne ’ (M.M = 155 000) rencontrés dans leurs génomes. L’enzyme On pense que cette chaîne, la plus complète ou holoenzyme est un gros complexe dont la masse moléculaire est de 450 kDa, constitué de cinq polypeptides. basique, intervient dans la fixation au template, 1-2. car l’addition in vitro de l’héparine, un Le promoteur universel des Procaryotes polyanion qui se fixe à la sous-unité β’, bloque (commun à tous leurs gènes) est constitué par au facteur sigma (σ), l’enzyme est capable la transcription (l’héparine entre en compétition une séquence de DNA couvrant environ 40 de reconnaître le long de l’ADN des avec le DNA pour la fixation de l’enzyme). paires de nucléotides en amont du premier a) 1 facteur σ (M.M = 70 000). Grâce nucléotide transcrit, noté +1. séquences situées en amont des segments à L’analyse de plusieurs centaines de gènes de E. Remarques transcrire, appelées séquences promotrices Figure 15. Comparaison de l’organisation des gènes de protéines chez les Procaryotes et les Eucaryotes. (1) Les premiers ont une organisation polygénique et une structure continue, que l’on retrouve intégralement dans le mRNA polygénique qui en est issu; ce dernier code ici 4 protéines différentes. (2) Les seconds ont une organisation monogénique, mais discontinue (structure en mosaïque, avec des introns et des exons), de sorte que le mRNA final qui est produit, dérivant des seuls exons et codant une protéine unique, ne comporte qu’une partie (parfois mineure) de la séquence de l’ADN. Le signal AATAAA, est propre aux Eucaryotes. PO: promoteur/opérateur; P : promoteur; T: terminateur. Promoteur (ou promoteurs), pour lesquelles elle a une a) possèdent coli (et d’autres espèces) a mis en évidence forte affinité. Le rôle des promoteurs est plusieurs RNA polymérases qui diffèrent par deux blocs de six paires de bases, évolutivement double: positionner leur localisation, leur structure, leurs propriétés très conservés, situés entre les nucléotides -7 et précisément la polymérase par rapport à la et le type de RNA dont elles catalysent la -12 (TATAAT), et entre – 30 et – 35 première base de la séquence d’ADN à synthèse. (TTGACA). La première séquence citée est transcrire et ils déterminent le choix du brin b) Certains phages codent pour les RNA parfois appelée Pribnow box, du nom de son à recopier. monomériques de taille beaucoup plus réduite découvreur; très riche en paires de bases A-T (M.M = 110 000 dans le cas des RNA (boîte TATA ou TATA box en anglais), elle polymérases des phages T3 et T7), catalysant la constitue une zone facilement dénaturable (voir synthèse de RNA à une vitesse supérieure (200 figure). C’est sans doute cette propriété qui est nucléotides incorporés par seconde à 37 °C) à le signal reconnu par l’enzyme, celle-ci devant celle ils permettent b) 2 chaînes de (M.M = 40 000). Cette sous- unité semble intervenir dans la reconnaissance des promoteurs car, lorsque E. coli est infecté par le phage T4, une arginine de la chaîne α subit une ADP-ribosilation et cette modification est accompagnée d’une diminution de l’affinité pour les promoteurs précédemment reconnus par l’holoenzyme. c) 1 chaîne (M.M = 150 000). On pense que cette sous-unité est impliquée dans la fixation des nucléotides triphosphate. En effet, dans les expériences de reconstitution, l’origine 27 Les de cellules eucaryotes d’E. coli (40 commencer par ouvrir la molécule du DNA Tandis que l’enzyme les avant de la transcrire. Lorsque des mutations polymérases phagiques ne reconnaissent que affectent l’une ou l’autre de ces deux séquences quelques promoteurs sur le DNA du phage (et modifient le consensus), l’efficacité du l’enzyme nucléotides/seconde). la promoteur est considérablement diminuée, alors production de plus d’un millier de RNA qu’elle n’est pas perturbée par des mutations se différents, et son activité est modulée par de produisant ailleurs. nombreux bactérienne facteurs doit tant catalyser bactériens que 28 Les étapes de la transcription 1- Initiation Dans cette étape il y a premièrement la reconnaissance ensuite fixation de la RNA polymérase, holoenzyme à une région la Le facteur sigma agit comme un facteur de démarrage de la transcription et il doit être perdu par l’enzyme, puis remplacé par des facteurs d’élongation, pour que celle-ci puisse continuer à recopier le DNA. molécule bicaténaire hélicoïdale du DNA dont Figure 16. Schéma de la région promotrice d’un opéron bactérien La boîte de Pribnow est située en amont (– 10) du premier nucléotide transcrit (+ 1), qui est très souvent un A. Le promoteur et l’opérateur se chevauchent partiellement (cas de l’opéron lactose), ou parfois totalement. Dans le cas présenté ici, une partie de l’opérateur est transcrite et incluse dans la région leader de l’ARNm. Remarque Pour être active, toute RNA polymérase doit se fait partie le promoteur. Cette zone de fixation (ou couvert) de l’holoenzyme est un fragment de 100 paires de bases s’étendant de 70 pb environ avant le site de début de la transcription (– 70) à 30 pb environ après ce site (+ 30); la région promotrice doit donc se situer entre – 70 et + 30. On obtient d’abord. Par la suite, il y a ouverture localisée des deux brins engendrant 2- Elongation Une fois les premiers ribonucléotides(90 nucléotides) polymérisés (formant avec le brin de DNA matriciel, un court hybride DNARNA), l’enzyme minimum ou core enzyme va se déplacer le long du DNA en séparant les deux brins. Ceci assure la poursuite de l’incorporation des ribonucléotides, cependant qu’à l’arrière le Figure 18. Mécanisme d’incorporation des ribonucléotides par la RNA polymérase. Remarques a) Le rôle du facteur sigma s’achève après fixer au promoteur, qui dirige la transcription une courte région monocaténaire qui servira de des gènes adjacents. matrice pour l’appariement des ribonucléotides: La comparaison des séquences de nombreux complexe promoteurs bactériens a révélé la présence de monocaténaire. Il s’ensuit alors la sélection du polymérase. Le complexe enzymatique restant deux courts motifs communs, ou séquences (ou des) premier (s) ribonucléotides de la chaîne est appelé enzyme minimum ou core enzyme consensus, susceptibles d’entrer en interaction de RNA. (qui veut dire enzyme fondamental). Le facteur ouvert RNA polymérase-DNA RNA néosynthétisé est déplacé du brin de DNA matriciel permettant ainsi à l’hélice du DNA de se reconstituer (figure). la polymérisation des 90 premiers nucléotides. Le facteur sigma se détache alors de la RNA Le premier nucléotide introduit (souvent sigma détaché de l’holoenzyme va s’associer 35, une adénine) doit donc être solidement associé avec une nouvelle enzyme minimum et assurer (5’)TTGACA(3’). Un troisième élément de aux complexe DNA-RNA polymérase pour le démarrage d’une nouvelle synthèse. reconnaissance riche en AT, dénommé élément servir de point départ à la polymérisation. Cette UP (upstream promoter) apparaît fréquemment est caractérisée par une série d’essais avortés b) entre – 40 et – 60 dans les promoteurs de qui consistent en la synthèse de courts erreurs certains gènes très exprimés. L’importance fragments de RNA (moins de 10 nucléotides) incorrect en catalysant la réaction inverse à la fonctionnelle diffère immédiatement libérés. La RNA polymérase considérablement selon leur capacité à se lier étroitement épaulée par le facteur sigma reste clivage du fragment de RNA qui vient d’être plus ou moins fortement à la sous-unité σ. Des cependant liée au DNA et reprend plusieurs fois synthétisé et qui contient le nucléotide erroné. gènes pourvus forts sont l’initiation. Ce n’est que lorsque le nouvel RNA transcrits fréquemment; en revanche, ceux qui atteint 10 nucléotides que le complexe ternaire c) possèdent des promoteurs faibles sont peu DNA-RNA-RNA polymérase devient stable et de la chaîne polyribonucléotidique en se transcrits. que la transcription peut alors continuer. C’est déplaçant de la gauche vers la droite sur le DNA la phase d’élongation. à une vitesse de 50 à 90 nucléotides/s, ce qui avec la sous-unité σ: la séquence – 10, (5’)TATAAT(3’), et des la séquence promoteurs de promoteurs – Figure 17. Progression de l’élongation La RNA polymérase peut corriger les d’introduction d’un ribonucléotide première. L’enzyme peut également effectuer le La RNA polymérase assure l’élongation permet le déroulement transitoire d’environ 17 29 30 Les terminateurs Rhô-indépendant appelés pb du DNA et l’élongation du brin de RNA par l’addition successive d’unités également terminateurs intrinsèques, sont modifications telles que des méthylations (où des RNA cellulaires. Elle catalyse la synthèse donnera T), des désaminations (où AMP des RNA nucléaire hétérogènes (hnRNA) qui ribonucléotidiques à son extrémité 3’-hydroxyle constitués de deux séquences répétées inversées donnera IMP) sont les précurseurs des mRNA, transcrit les dans le sens 5’→3’; la RNA polymérase est (palindromes) d’environ 20 nucléotides séparées - gènes qui pour snoRNA et certains snRNA. donc un enzyme processif. Un seul brin de la par une région riche en bases Adénine et thymine. modifications matrice de DNA, dit brin transcrit ou matriciel Quand cette séquence est transcrite en RNA, elle procaryotes. D’ailleurs chez les procaryotes, la Présente dans le nucléoplame, elle catalyse la ou encore anti-sens (–), est copié dans le sens forme un appariement intra-brin en épingle de traduction démarre (en 5’ du mRNA) avant synthèse des rRNA 5S, tRNA, certains mRNA 3’→5’, la sélection des nucléotides étant assurée cheveux. Cette structure favorise le décrochage même que la transcription (en 3’ du mRNA) ne et d’autres petits RNA. par un appariement de bases de type Watson- de la RNA polymérase, du DNA et du RNA, à la soit terminée. Il donc peu de possibilité de Crick, avec l’insertion de résidus uracile U dans condition que le terminateur soit suivi sur le brin modifier les transcrits du RNA avant la le RNA en regard des résidus adénine A de la transcrit d’une séquence riche en adénine. En traduction. Chez les procaryotes le mRNA est matrice de DNA. Le RNA transcrit a donc une effet, l’appariement A-U entre DNA et RNA se formé directement dans le cytoplasme, il toutes séquence identique à celle du brin non transcrit trouvera n’existe pas de compartiments séparés noyau- oligomériques. Elles sont formées deux grandes de la matrice, dit brin codant ou non matriciel l’appariement G-C. cytoplasme. sous-unités plus facilement dissocié que ou encore sens (+), mais avec des résidus U Les terminateurs Rhô-dépendant nécessitent dans le RNA à la place des résidus T dans le la présence du facteur rhô, une protéine DNA. Pour un gène particulier, le brin codant spécifique dotée d’une activité ATPase qu’elle peut être situé sur l’un ou l’autre des deux brins utilise pour dissocier la RNA polymérase et d’un chromosome donné. Par convention, les l’hybride final DNA-RNA. séquences régulatrices qui contrôlent la transcription libère une molécule de RNA appelée transcrit primaire. d) Pendant la réplication +1 toute l’information génétique du DNA est copiée. La transcription ne copie qu’une partie -35 à un gène ou groupe de gènes. l’arrêt de la transcription est signalé par des terminateurs. Chez les bactéries, les terminateurs sont de deux types suivant qu’ils fonctionnent en présence ou non du facteur d’arrêt ρ (rhô). du mRNA code c) RNA polymérase III ou RNA C Structure des RNA polymérases eucaryotes De masse moléculaire de l’ordre de 600 000, Transcription chez les eucaryotes La transcription des cellules eucaryotes se déroule dans le noyau. Certains des RNA transcrits migrent du noyau au cytoplasme après RNA de 220 000 polymérases à 125 000 sont Da, sous-unités de taille plus faible (90 000 à 10 000 Da). Le nombre de sous-unités (une qunzaine) constitutives d’une RNA polymérase eucaryote est à celui du RNA procaryote. procaryotes (qui n’ont qu’un seul type RNA Promoteurs eucaryotes polymérase), les eucaryotes ont trois types de transcription eucaryote est similaire à celle des procaryotes. -10 ces dépendamment de l’enzyme, d’une dizaine de Les informations les plus avancées sur les RNA polymérases. De manière générale la Terminateur Rho-indépendant promoteurs eucaryotes sont celles des promoteurs de la RNA polymérase II. Ces promoteurs sont localisés en amont et en aval 5’ CCCAGCCCGCCTAATGAGCGGGCTTTTTTTTT 3’ 3’ GGGTCGGGCGGATTACTCGCCCGAAAAAAAA 5’ Modifications post-transcriptionnelles Terminaison Lorsque le dernier ribonucléotide est incorporé, appelées transcrit de l’information génétique du DNA correspondant séquences du leur maturation dans le noyau. Contrairement aux Quelque soit le mécanisme utilisé, l’arrêt de la transcription appartiennent au brin codant. mRNA. Il n’existe pratiquement pas de - RNA polymérases eucaryotes a) RNA polymérase I ou RNA A Localisée dans le nucléole, cette RNA rRNA. La transcription d’un gène de d’environ 60 % des RNA cellulaires. Elle modifié pour donner un rRNA final catalyse la synthèse des rRNA (5,8, 18 et - tRNA. Un gène de tRNA donne un qui subira: des clivages, des 28S) b) RNA polymérase II ou RNA B additions (par exemple, les trois nucléotides Cette localisée dans le nucléoplasme est CCA seront ajoutés à l’extrémité 3’), des responsable de la synthèse d’environ 30 % 31 de: - BRE ou TF IIB Recognition Element (en - DPE ou Downstream Promoter Element (en -35) qui est reconnu par TFIIB polymérase est responsable de la synthèse rRNA donne un précurseur qui devra être précurseur du site d’initiation de la transcription. Il s’agit +40) qui est reconnu par TFIID - Boîte TATA ou TATA box (en -25) qui reconnu par la TBP (TATA Box Binding protein) 32 Inr ou initiator Element (en +1) qui est polymérase II. Cet ensemble (facteurs plus la clivage et polyadénylation (l’élimination des Clivage et polyadénylation reconnu par TFIID. RNA polymérase II) lié au DNA forme le introns, peut avoir lieu avant ou après le clivage Le transcrit primaire est tout d’abord clivé par De plus, de nombreux promoteurs contiennent complexe de pré-démarrage au site de la boîte et la polyadénylation). Toutes ces modifications une endonucléase spécifique qui est l’un des une CAAT box et parfois une GC box, TATA. s’effectuent au sein du noyau. constituants d’un gros complexe enzymatique - localisées entre – 40 et – 150. associé à l’extrémité C-terminale de Pol II. Contrairement aux séquences – 10 et – 35 Les facteurs transcription Formation de la coiffe à l’extrémité 5’ L’endonucléase reconnaît la séquence très promoteurs Les facteurs de transcription de Pol II, connus Bien avant d’être terminé, le transcrit primaire conservée (5’) AAUAAA (3’) et clive le directement la RNA polymérase et son facteur sous sont constitué alors de 20 à 30 nucléotides est transcrit à un niveau où une poly(A) polymérase de liaison δ, la TATA box, la CAAT box, la GC individuellement dénommés TFIIA, TFIIB, modifié à son extrémité 5’ qui acquiert une ajoute 80 à 250 résidus adénylate à l’extrémité box, ainsi que les autres facteurs cis éventuels, TFIID, TFIIE, TFIIF et TFIIH. coiffe (cap). Après hydrolyse de l’un des trois 3’, au cours d’une réaction où l’ATP est le phosphates fixés à son extrémité 5’, le mRNA donneur. La queue poly(A) et les protéines naissant attaque le phosphate α d’une molécule susceptibles de s’y associer protègent les mRNA d’une destruction enzymatique rapide. des procaryotes qui fixent le nom collectif de TFII, sont tout d’abord reconnus par des protéines autres que Pol II, les facteurs de transcription Maturation des RNA ou Modifications post qui initient l’assemblage d’un complexe de transcriptionnelles de GTP pour former la liaison inhabituelle 5’-5’ transcription actif. La plupart des molécules de RNA des Bactéries triphosphate. En outre, d’autres modifications et pratiquement toutes les molécules de RNA peuvent se produire telles que les méthylations Elimination des introns Complexe d’initiation de la transcription des Eucaryotes synthétisées d’après un brin de l’OH en 2’ des riboses situés sur les deux Lorsqu’ils Ce complexe est fait de facteurs sont synthétisés, les transcrits généraux matriciel de DNA, ou transcrits primaires, sont premier nucléotides de l’extrémité 5’ du primaires nucléaires sont constitués de régions (TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF et TFIIH) l’objet d’une maturation. En particulier, nombre transcrit primaire. L’addition de la coiffe est codantes, ou exons, et de régions non codantes, de la transcription (généraux, parce qu’ils de gènes contiennent des séquences qui sont réalisée agissant ou introns. Ces derniers sont éliminés et les s’assemblent sur tous les promoteurs utilisés par transcrites par les RNA polymérases puis successivement: une phosphatase, une guanyl exons réunis pour former une séquence continue la RNA polymérase II) et facteurs additionnels éliminées par un processus d’excisionépissage. transférase et méthyl transférase. définissant un polypeptide fonctionnel au cours organisés en complexes médiateurs. De plus, des modifications peuvent être Le processus d’initiation commence avec la apportées aux extrémités 5’ ou 3’. Les réactions Remarque: importance biologique de la coiffe réalisé liaison de TFIID (une de ses composantes qui assurent la maturation du RNA ne sont pas La coiffe signale l’extrémité 5’ des mRNA des transestérification dont le déroulement et la appelée TBP pour TATA Box Binding Protein) catalysées eucaryote ce qui aide les cellules à distinguer les catalyse sont en fait extrêmement complexes. Les sites d’épissage des précurseurs des mRNA uniquement par des protéines par trois enzymes d’un processus excision-épissage (splicing) grâce à deux réactions de à une courte séquence du DNA double brin enzymatiques; le RNA lui-même peut intervenir mRNA des autres molécules de RNA. riche en T et A connue sous le nom de TATA dans le processus. Ce sont les mRNA des Les des sont très précisément définis et l’épissage lui- box situé à 25 nucléotides en amont du site de Eucaryotes ainsi que les tRNA des bactéries et phosphatases et des endonucléases et stimulent même s’effectue au sein de spliceosomes. Les l’initiation de la transcription. des Eucaryotes qui subissent la maturation la leur traduction. sites d’épissage sont marqués par des séquences La liaison de TBP produit une distorsion plus importante. La coiffe intervient dans l’initiation de la situées aux extrémités des introns. importante du DNA au niveau de la TATA box. traduction. En effet, la petite sous-unité du Chez tous les Eucaryotes, la séquence des bases Les séquences de DNA de part et d’autre de Maturation des mRNA des eucaryotes ribosome se fixe tout d’abord à l’extrémité 5’ d’un intron commence par GU et se termine par cette La maturation de la plupart des pré-mRNA des d’une de mRNA, aidée par la reconnaissance de (Py)nNCAG où (Py) est un segment d’une permettant l’assemblage séquentiel des autres Eucaryotes la coiffe. dizaine de bases pyrimidiques suivi d’une base facteurs (TFIIA, TFIIB…) et de la RNA formation de la coiffe, élimination des introns, distorsion se trouvent rapprochées comporte plusieurs étapes: 33 coiffes protègent les mRNA quelconque. Chez les Vertébrés, le site 34 d’épissage 5’ se situe entre AG et GUAAGU, le génétiques telles que certaines thalassémies où site d’épissage 3’ entre CAG et GU Les introns sont synthétisées des hémoglobines anormales. ont aussi un site interne, appelé site de branchement, qui intervient dans la formation du lasso. Les spliceosomes sont de très gros ensembles dynamiques de 60S environ, constitués, outre du précurseur du mRNA à traiter, de snRNP (souvent prononcées «snurps») et d’autres protéines appelées facteurs d’épissage. Les snRNP (de small nuclea ribonucleoprotein particules) sont des complexes qui associent à des protéines spécifiques des RNA de moins de 300 nucléotides, les snRNA (de small nuclear RNA) dont certains d’entre eux, appelés U1, U2, U4, U5 et U6, sont essentiels pour l’épissage. L’excision-épissage est réalisé grâce à deux réactions successives de transestérification. L’U1-snRNA, qui contient une séquence complémentaire du site d’épissage 5’ de l’intron, s’apparie à ce dernier. L’U2-snRNA s’apparie au site de branchement de telle façon qu’un résidu A nucléophile soit mis en position d’attaquer par son hydroxyle en 2’ le phosphate du résidu G situé à l’extrémité 5’ de l’intron et donc de réaliser une première transestérification qui conduit à la formation d’un lasso (lariat) par l’intermédiaire d’une liaison 2’,5’- phosphodiester. Lors d’une deuxième réaction de transestérification, l’hydroxyle en 3’ de l’exon libre attaque la liaison phosphodiester de la deuxième jonction intron-exon, ce qui réalise la jonction entre les deux exons et libère l’intron porteur du lasso. Des anomalies dans l’excision des introns peuvent être à l’origine de maladies 35
