Brin d`ARN
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EXPRESSION DU PATRIMOINE GENETIQUE : LA TRANSCRIPTION DE L’ADN INTRODUCTION - DÉFINITION Rappel : définition moléculaire du gène 5’ A B ARNm ARNr 3’ C ARNt Protéine fonctionnelle Flux de l ’information génétique : ADN Définition de la transcription Segment d’ADN (gène) ARN transcription Protéine traduction Brin d’ARN (séquence complémentaire de l’ADN) ARN messager, de transfert et ribosomial Réplication (ADN copié entièrement)≠ Transcription (copie d ’un fragment) Régulation de la transcription : présence sur l ’ADN de séquences régulatrices Transcrit primaire ARN mature Modifications post-transcriptionnelles Concept d ’ARN messager (F. Jacob et J. Monod 1961, Nobel en 1965) ADN protéines ARNm ARNm ribosomes L’ARN Acides ribonucléiques caractérisés : • par l’ose : le ribose • par les bases : Adénine (A) , Uracile (U) (remplace Thymine), Cytosine (C), et Guanine (G) • Une seule chaîne de nucléotides beaucoup plus courte que celle de l’ADN • Règles d’appariement : A U et C G On peut les observer : soit entre 2 molécules d’ARN différentes soit dans une même molécule dans une région repliée. Les différents ARN Plusieurs types d’ ARN dans les cellules, 3 principaux: • ARNr ( ribosomiques ) ~ 71% • ARNt ( de transfert ) ~ 16% • ARNm ( messager ) ~ 2-3 % Les ARNr et les r protéines Ribosomes : complexes composés de protéines et d’ARN, nécessaires à la synthèse des protéines Présents chez eucaryotes et procaryotes Ils sont constitués de 2 sous unités: une petite qui « lit » l’ARNm et une grosse qui associe les acides aminés pour former la protéine correspondante L’ARN de transfert : ARNt Ils véhiculent les acides aminés du cytoplasme vers le lieu de la synthèse protéique: les ribosomes, et assurent la correspondance entre l’information génétique contenue dans l’ARNm et les acides aminés (AAs) de la protéine codée par cet ARNm. Structure d’un ARNt: forme de trèfle, ~100 nucléotides, contient un site de fixation d’acides aminés en 3’ et un site anticodon spécifique de l’AA qu’il transporte (ici phénylalanine). Sablonnière et al., Omniscience 2010 L’ARN messager Il porte une partie de l’information génétique contenue au niveau de l’ADN jusqu’aux ribosomes. La durée de vie des ARNm est très courte ( qq minutes à qq jours ) Structure: Il est formé d’une seule chaîne de nucléotides La séquence des bases constitue un code qui sert à transporter le message. Chaque groupe de 3 nucléotides sur l’ARNm forme un codon qui codera un AA particulier au niveau du ribosome. Mécanisme général de la transcription Réaction de biosynthèse de l ’ARN ARN + ribonucléotides triphosphate ARN + PPi (énergie) ARN polymérase - matrice - précurseurs (ATP, GTP, CTP, UTP) - Mg 2+ Molecular Biology of the Cell, Alberts 2011 Complémentarité des bases ADN matriciel A T G C ARN produit U A C G Promoteur de procaryotes 5’ - 35 -10 TTGACA TATAAT 5’ GGCCAATCT Boîte CCAAT Départ de l’ARN 3’ Boite de Pribnow Promoteur d ’eucaryotes - 110 +1 CGGCGG - 40 Boîte GC - 25 +1 TATAAAA Départ de l’ARN Boîte TATA L’ARN polymérase reconnaît une séquence en 5’ du gène: le promoteur qui contient des motifs particuliers, c’est l’Initiation. La fixation du complexe ARN polymérase entraine l’ouverture de la double hélice. L’élongation se fait dans le sens 5’ vers 3’ . 3’ ARN Brin matrice : brin - ADN Brin non matrice : brin codant = brin + ARN polymérase ADN dépendante Chez E.coli (390 000 Da) Association transitoire Cœur de l ’enzyme ß ß’ w a s70 a Cellules eucaryotes ARN polymérase I (Pol I) : ARN r ARN polymérase II (Pol II) : ARN m ARN polymérase III (Pol III) : ARN t Déroulement de la transcription Initiation ARN polymérase s70 5’ 3’ -1 +1 3’ 5’ Synthèse de l’ARN promoteur ADN db ARNm 3’ 5’ Gène A 3’ 5’ ARNm 5’ Gène B 3’ ARNm 3’ 5’ Gène C 3’ 5’ Élongation ARN polymérase Brin codant ou brin « + » Boucle de transcription 3’ Brin matrice ou brin « - » 3’ 5’ 5’ 3’ Hybride ADN-ARN 5’ ARN Direction de la transcription La lecture du brin matrice par l’ARN polymérase s’accompagne de l’ouverture de la double hélice d’ADN et est suivie par le réappariement des 2 brins d’ADN ADN Terminaison Séquences « terminateurs » riches en GC sur l’ADN matrice (Procaryotes) Appariement des bases dans l ’ARN C U C U G G A C G C C G 5’ UAAUCCCACA C U G C G G C AUUUU(3 ’OH) Structure en “épingle à cheveux” Rupture de l ’hybride ADN-ARN Autre mécanisme : protéine Rho qui détache l’ARN polymérase de l’ADN matrice Eucaryotes: séquence AAUAAA sur l'ARN synthétisé Exon: EXpressed regiON Intron: INTRagenic regiON Modifications post-transcriptionnelles et régulation de la transcription Maturation des ARN Modification des extrémités Extrémité 5 ’ : addition du chapeau ou coiffe “ Cap” 7 méthylguanosine Servent à protéger le pré-ARN H Extrémité 3 ’ : queue poly (A) ARN nouvellement synthétisé Poly (A) polymérase 3’ Terminaison Epissage 5’ ADN exon 1 3’ intron A exon 2 intron B intron A exon 2 intron B exon 3 3’ 5’ transcription Pré ARNm = transcrit primaire exon 1 exon 3 épissage ARN mature exon A exon B exon C 3 E Ex : gène de l ’ovalbumine A 1 B 2 C D 4 5 F6 G 7 7700 pb transcription A 1 B 2 C 7 introns 1 2 3 3 D 4 E 5 F6 Épissage, polyadénylation 4 5 6 coiffe 1872 nucléotides 7 AAAA(A)n G 7 L’épissage est réalisé par le spliceosome un complexe formé de protéines et d’ARN. La maturation des ARNm eucaryotes consiste en l’excision des introns et l’épissage des exons.
