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8.3 : Transcription eucaryote - Biologie

8.3 : Transcription eucaryote - Biologie


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La transcription chez les eucaryotes est plus compliquée, mais suit les mêmes idées générales. Cela fait aussi d'autres non traduit ARN tels que les ARNt et une variété de petits ARN nucléaires. Toutes les ARN polymérases eucaryotes sont composées de deux grandes sous-unités, à peu près analogues aux sous-unités β et ' de l'ARN procaryote, mais au lieu de seulement trois ou quatre autres sous-unités, il existe plus d'une douzaine de plus petites sous-unités des holoenzymes eucaryotes ARN polymérase.

L'initiation de la transcription est également beaucoup plus compliquée. Non seulement il existe une grande variété de promoteurs reconnus par RNAP II, mais RNAP I et RNAP III reconnaissent tous deux des promoteurs ayant des caractéristiques structurelles particulières.

Les ARN polymérases eucaryotes ont été nommées I, II et III en fonction de leur ordre d'élution à partir de la purification par chromatographie d'échange d'ions. Ils se distinguent également partiellement par leur sensibilité à l'-amanitine et aux champignons toxiques de la famille des amatoxines. RNAP I (et RNAP procaryote) est insensible à ces toxines, RNAP III est quelque peu sensible (K ~10-6 M), et RNAP II est très sensible (K ~10-8 M). Ces toxines agissent en se liant à un site dans la fente ARN-ADN et en interférant avec la translocation de l'ARN. C'est-à-dire qu'il n'y a aucun problème à importer un nucléotide ou à l'attacher au nouvel ARN, mais le brin d'ARN ne peut pas se déplacer à travers le site actif et permettre l'ajout du nucléotide suivant.

L'un des promoteurs eucaryotes RNAP II les plus courants est la boîte TATA, du nom du motif hautement conservé qui la définit. Bien qu'elle ressemble à la boîte de Pribnow chez les procaryotes, elle est généralement située plus en amont du site de départ, et sa position est beaucoup plus variable. Alors que la boîte de Pribnow est située à -10, la boîte TATA peut être située plus près de -30 +/- 4. De plus, plutôt qu'un simple facteur sigma pour reconnaître le promoteur en conjonction avec l'enzyme centrale de la polymérase, le promoteur eucaryote est reconnu par un complexe multi-sous-unité appelé facteur de transcription IID (TFIID). Le TFIID est composé de la protéine de liaison à la TATA (TBP) et de plusieurs facteurs associés à la TBP (TAF).

Cette liaison du promoteur par TFIID se produit indépendamment de l'ARN polymérase II, et en fait, RNAP II ne s'attachera pas à TFIID à ce moment. Une fois que le TFIID a lié la boîte TATA, deux autres facteurs de transcription, TFIIA et TFIIB, se fixent au TFIID ainsi qu'à l'ADN voisin, stabilisant le complexe. TFIIF s'attache à TFIID et TFIIB pour permettre l'amarrage de l'ARN polymérase II. Le complexe n'est toujours pas prêt à commencer la transcription : deux autres facteurs sont nécessaires. TFIIE se lie à TFIIF et RNAP II, et enfin, TFIIH se fixe à RNAP II, fournissant une activité hélicase nécessaire pour séparer les deux brins d'ADN et permettre à la polymérase de lire l'un d'entre eux. Le TFIIH possède également une autre activité enzymatique importante : il s'agit également d'une sérine kinase qui phosphoryle le domaine carboxy-terminal (CTD) de l'ARN polymérase II. Il existe plusieurs sérines dans le CTD, et comme elles sont phosphorylées séquentiellement, le CTD s'étend comme une queue (chargée négativement) et aide à favoriser la séparation entre le RNAP II et le TFIID/promoteur.

L'allongement du brin d'ARN chez les eucaryotes est très similaire à celui des procaryotes avec la différence évidente que la transcription se produit dans le noyau plutôt que dans le cytoplasme. Ainsi, chez les procaryotes, l'ARN peut être utilisé pour la traduction de protéines même s'il est toujours en cours de transcription à partir de l'ADN ! Chez les eucaryotes, la situation est nettement plus complexe : il existe un certain nombre d'événements post-transcriptionnels (coiffage terminal 5', polyadénylation 3' et souvent épissage de l'ARN) qui doivent se produire avant que l'ARN ne soit prêt à être transporté hors du noyau. et rendu disponible pour la traduction dans le cytoplasme.

La terminaison de la transcription eucaryote n'est pas bien décrite au moment d'écrire ces lignes. RNAP I semble nécessiter un facteur de terminaison de liaison à l'ADN, qui n'est pas analogue au facteur Rho procaryote, qui est une protéine de liaison à l'ARN. RNAP III termine la transcription sans aucun facteur externe, et cette terminaison se produit généralement après l'ajout d'une série de résidus uridine. Cependant, il ne semble pas utiliser la structure de boucle en épingle à cheveux trouvée dans la transcription bactérienne rho-indépendante. La terminaison des transcrits RNAP II codant pour la protéine est liée à un complexe enzymatique qui clive également une partie de l'extrémité 3 'de l'ARN et ajoute une queue poly-A. Cependant, il n'est pas clair comment le complexe de polyadénylation est impliqué dans la détermination du point de terminaison de la transcription, qui peut être plus de 1000 nucléotides au-delà du site poly-A (par exemple le gène de la β-globine dans Mus musculus). À la fin et à la libération de l'ARNR II et de l'ADN matrice, l'ARN est connu comme le transcrit primaire, mais doit subir un traitement post-transcriptionnel avant qu'il ne devienne un ARN messager (ARNm) mature prêt à être exporté vers le cytoplasme et utilisé pour diriger la traduction .


Transcription en eucaryotes | La génétique

La transcription a été définie de diverses manières. Quelques définitions de la transcription sont données ici. La synthèse d'ARN à partir d'un simple brin d'une molécule d'ADN en présence d'une enzyme ARN polymérase est appelée transcription. En d'autres termes, le processus de formation d'une molécule d'ARN messager utilisant une molécule d'ADN comme matrice est appelé transcription.

Les principaux points liés à la transcription chez les eucaryotes sont brièvement discutés ci-dessous :

L'ARN est synthétisé à partir d'une matrice d'ADN. L'ARN est transformé en ARN messager [ARNm], qui est ensuite utilisé pour la synthèse d'une protéine. L'ARN ainsi synthétisé est appelé ARN messager (ARNm), car il transporte un message génétique de l'ADN vers la machinerie de synthèse des protéines de la cellule.

La principale différence entre la séquence d'ARN et d'ADN est la présence de U, ou d'uracile dans l'ARN au lieu du T, de la thymine de l'ADN.

L'ARN est synthétisé à partir d'un simple brin ou d'une matrice d'une molécule d'ADN. Le tronçon d'ADN qui est transcrit en une molécule d'ARN est appelé unité de transcription. Une unité de transcription code la séquence qui est traduite en protéine. Il dirige et régule également la synthèse des protéines.

Le brin d'ADN qui est utilisé dans la synthèse d'ARN est appelé brin matrice car il fournit la matrice pour ordonner la séquence de nucléotides dans un transcrit d'ARN. Le brin d'ADN qui ne participe pas à la synthèse de l'ADN est appelé brin codant, car sa séquence nucléotidique est la même que celle du transcrit d'ARN nouvellement créé.

Le processus de transcription est catalysé par l'enzyme spécifique appelée ARN polymérase. La séquence d'ADN est copiée enzymatiquement par l'ARN polymérase pour produire un brin d'ARN nucléotidique complémentaire. Chez les eucaryotes, il existe trois classes d'ARN polymérases : I, II et III qui sont impliquées dans la transcription de tous les gènes protéiques.

4. Informations génétiques copiées :

Dans ce processus, l'information génétique codée dans l'ADN est copiée dans une molécule d'ARN. L'information génétique est transcrite ou copiée, de l'ADN à l'ARN. En d'autres termes, il en résulte le transfert d'informations génétiques de l'ADN vers l'ARN.

L'expression d'un gène se compose de deux étapes principales, à savoir, la transcription et la traduction. Ainsi, la transcription est la première étape du processus de régulation génique ou de synthèse protéique.

6. Direction de la synthèse :

Comme dans la réplication de l'ADN, l'ARN est synthétisé dans le sens 5′ -> 3′. Le brin matrice d'ADN est lu 3′ –> 5′ par l'ARN polymérase et le nouveau brin d'ARN est synthétisé dans le sens 5′ -> 3′. L'ARN polymérase se lie à l'extrémité 3 & 8242 d'un gène (promoteur) sur le brin de matrice d'ADN et se déplace vers l'extrémité 5 & 8242.

La séquence régulatrice qui se trouve avant, ou 5′, de la séquence codante est appelée région non traduite 5′ (5′ UTR), et la séquence trouvée après, ou 3′, de la séquence codante est appelée 3&# 8242 région non traduite (3 & 8242 UTR). La transcription a certains mécanismes de relecture, mais ils sont moins nombreux et moins efficaces que les contrôles pour copier l'ADN. Par conséquent, la transcription a une fidélité de copie inférieure à la réplication de l'ADN.

Mécanisme de transcription chez les eucaryotes:

Le mécanisme de transcription se compose de cinq étapes principales, à savoir :

Ceux-ci sont brièvement discutés comme suit :

1. Pré-initiation:

L'initiation de la transcription ne nécessite pas d'amorce pour démarrer. L'ARN polymérase se lie simplement à l'ADN et, avec d'autres cofacteurs, déroule l'ADN pour créer une bulle d'initiation afin que l'ARN polymérase ait accès à la matrice d'ADN simple brin. Cependant, l'ARN polymérase nécessite une séquence de type promoteur.

Promoteurs proximaux (noyaux) :

Les promoteurs TATA se trouvent à environ -30 pb du site de démarrage de la transcription. Tous les gènes n'ont pas de promoteurs de boîte TATA et il existe également des promoteurs sans TATA. La séquence consensus du promoteur TATA est TATA(A/T)A(A/T).

Chez les eucaryotes et les archées, l'initiation de la transcription est beaucoup plus complexe. La principale différence est que les polymérases eucaryotes ne reconnaissent pas directement leurs séquences de promoteur central. Chez les eucaryotes, une collection de protéines appelées facteurs de transcription médient la liaison de l'ARN polymérase et l'initiation de la transcription.

Ce n'est qu'après fixation de certains facteurs de transcription au promoteur que l'ARN polymérase s'y lie. L'assemblage complet des facteurs de transcription et de l'ARN polymérase se lie au promoteur, appelé complexe d'initiation de la transcription. L'initiation commence dès l'ouverture du complexe et la formation de la première liaison phosphodiester. C'est la fin de l'Initiation.

L'ARN Pol II ne contient pas de sous-unité similaire au facteur procaryote, qui peut reconnaître le promoteur et dérouler la double hélice d'ADN. Chez les eucaryotes, ces deux fonctions sont assurées par un ensemble de protéines appelées facteurs généraux de transcription.

L'ARN Pol II est associé à six facteurs de transcription généraux, désignés par TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF et TFIIH, où “TF” signifie “transcription factor” et “II” pour l'ARN Pol II.

TFIID se compose de TBP (TATA-box binding protein) et de TAF (facteurs associés à TBP). Le rôle du TBP est de lier le promoteur central. Les TAF peuvent aider le TBP dans ce processus. Dans les cellules humaines, les TAF sont formés de 12 sous-unités. L'un d'eux, TAF250 (avec un poids moléculaire de 250 kD), possède l'activité histone acétyltransférase, qui peut soulager la liaison entre l'ADN et les histones dans le nucléosome.

Le facteur de transcription qui catalyse la fusion de l'ADN est le TFIIH. Cependant, avant que TFIIH puisse dérouler l'ADN, l'ARN Pol II et au moins cinq facteurs de transcription généraux (TFIIA n'est pas absolument nécessaire) doivent former un complexe de pré-initiation (PIC).

3. Autorisation du promoteur:

Une fois la première liaison synthétisée, l'ARN polymérase doit éliminer le promoteur. Pendant ce temps, il y a une tendance à libérer le transcrit d'ARN et à produire des transcrits tronqués. C'est ce qu'on appelle l'initiation avortée et est commune pour les eucaryotes et les procaryotes.

Une fois que le transcrit atteint environ 23 nucléotides, il ne glisse plus et un allongement peut se produire. Il s'agit d'un processus dépendant de l'ATP. La clairance du promoteur coïncide également avec la phosphorylation de la sérine 5 sur le domaine carboxy terminal qui est phosphorylé par TFIIH.

Pour la synthèse d'ARN, un brin d'ADN appelé brin matrice ou brin non codant est utilisé comme matrice. Au fur et à mesure que la transcription progresse, l'ARN polymérase traverse le brin matrice et utilise la complémentarité d'appariement de bases avec la matrice d'ADN pour créer une copie d'ARN.

Bien que l'ARN polyméras traverse le brin modèle de 3′ -> 5′, le brin codant (non-modèle) est généralement utilisé comme point de référence, de sorte que la transcription est censée aller de 5′ -> 3′.

Cela produit une molécule d'ARN à partir de 5′ -> 3′, une copie exacte du brin codant (sauf que les thymines sont remplacées par des uraciles et que les nucléotides sont composés d'un sucre ribose (5-carbone) où l'ADN contient du désoxyribose ( un atome d'oxygène en moins) dans son squelette sucre-phosphate).

Une fois le complexe de pré-initiation [PIC] assemblé au niveau du promoteur, TFIIH peut utiliser son activité hélicase pour dérouler l'ADN. Cela nécessite de l'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP. La fusion de l'ADN commence à partir d'environ -10 pb.

Ensuite, RNA Pol II utilise des nucléosides triphosphates (NTP) pour synthétiser un transcrit d'ARN. Au cours de l'allongement de l'ARN, le TFIIF reste attaché à l'ARN polymérase, mais tous les autres facteurs de transcription se sont dissociés du PIC.

Le domaine carboxy-terminal (CTD) de la plus grande sous-unité de l'ARN Pol II est critique pour l'élongation. Dans la phase d'initiation, le CTD est non phosphorylé, mais pendant l'élongation, il doit être phosphorylé. Ce domaine contient de nombreux résidus proline, sérine et thréonine.

Dans la transcription eucaryote, le mécanisme de terminaison n'est pas très clair. En d'autres termes, il n'est pas bien compris. Cela implique le clivage du nouveau transcrit, suivi d'un ajout indépendant de la matrice d'As à sa nouvelle extrémité 3 & 8242, dans un processus appelé polyadénylation.

Les gènes de protéines eucaryotes contiennent un signal poIy-A situé en aval du dernier exon. Ce signal est utilisé pour ajouter une série de résidus d'adénylate pendant le traitement de l'ARN. La transcription se termine souvent à 0,5-2 kb en aval du signal poly-A.

Usines de transcription chez les eucaryotes :

Les unités de transcription actives qui sont regroupées dans le noyau, dans des sites discrets, sont appelées ‘usines de transcription’. De tels sites pourraient être visualisés après avoir permis aux polymérases engagées d'étendre leurs transcrits dans des précurseurs marqués (Br-UTP ou Br-U) et immunomarquage de l'ARN naissant marqué.

Les usines de transcription peuvent également être localisées par hybridation in situ en fluorescence, ou marquées par des anticorps dirigés contre des polymérases. Il y a

10 000 usines dans le nucléoplasme d'une cellule HeLa, parmi lesquelles se trouvent

8 000 usines de polymérase II et

2000 usines de polymérase III. Chaque usine de polymérase II contient

Comme la plupart des unités de transcription actives sont associées à une seule polymérase, chaque usine sera associée à

8 unités de transcription différentes. Ces unités peuvent être associées via des promoteurs et/ou des amplificateurs, avec des boucles formant un « nuage » autour de l'usine.

Transcription inversée chez les eucaryotes:

La synthèse d'ADN à partir d'une molécule d'ARN en présence d'une enzyme transcriptase inverse est appelée transcription inverse. La transcription inverse a été signalée pour la première fois par Temin et Baltimore en 1970 pour laquelle ils ont reçu le prix Nobel en 1975. La transcription inverse est également connue sous le nom de téminisme. Certains virus (comme le VIH, la cause du SIDA), ont la capacité de transcrire l'ARN en ADN.

Dans certaines cellules eucaryotes, on trouve une enzyme ayant une activité de transcription inverse. C'est ce qu'on appelle la télomérase. La télomérase est une transcriptase inverse qui allonge les extrémités des chromosomes linéaires. La télomérase porte une matrice d'ARN à partir de laquelle elle synthétise une séquence répétitive d'ADN, ou ADN « junk ». Cette séquence répétée d'ADN "junk" est importante car chaque fois qu'un chromosome linéaire est dupliqué, sa longueur est raccourcie.

Avec l'ADN "junk" aux extrémités des chromosomes, le raccourcissement élimine certaines séquences répétées ou indésirables, plutôt que la séquence d'ADN codant pour la protéine qui est plus éloignée des extrémités des chromosomes.

La télomérase est souvent activée dans les cellules cancéreuses pour permettre aux cellules cancéreuses de dupliquer leurs génomes sans perdre d'importantes séquences d'ADN codant pour les protéines. L'activation de la télomérase peut faire partie du processus qui permet aux cellules cancéreuses de devenir immortelles.

Rôle des facteurs de transcription chez les eucaryotes:

Chez les eucaryotes, l'association entre l'ADN et les histones empêche l'accès de la polymérase et des facteurs de transcription généraux au promoteur. L'acétylation des histones catalysée par les HAT peut soulager la liaison entre l'ADN et les histones. Bien qu'une sous-unité de TFIID (TAF250 chez l'homme) possède l'activité HAT, la participation d'autres HAT peut rendre la transcription plus efficace. Les règles suivantes s'appliquent à la plupart (mais pas à tous).

(i) La liaison d'activateurs à l'élément activateur recrute des HAT pour soulager l'association entre les histones et l'ADN, améliorant ainsi la transcription.

(ii) La liaison des répresseurs à l'élément silencieux recrute des histones désacétylases (notées HD ou HDAC) pour resserrer l'association entre les histones et l'ADN.


Initiation

Les promoteurs eucaryotes qui nous intéressent le plus sont similaires aux promoteurs procaryotes en ce qu'ils contiennent une boîte TATA (Figure 1). Cependant, l'initiation de la transcription est beaucoup plus complexe chez les eucaryotes que chez les procaryotes. Contrairement à l'ARN polymérase procaryote qui peut se lier à une matrice d'ADN par elle-même, les eucaryotes ont besoin de plusieurs autres protéines, appelées facteurs de transcription, pour se lier d'abord à la région promotrice et ensuite aider à recruter la polymérase appropriée.

Figure 1 La structure généralisée d'un promoteur eucaryote et de facteurs de transcription.

De plus, il existe trois ARN polymérases différentes chez les eucaryotes, chacune composée de 10 sous-unités ou plus. Chaque ARN polymérase eucaryote nécessite également un ensemble distinct de facteurs de transcription pour l'amener à la matrice d'ADN.

ARN polymérase I est situé dans le nucléole, une sous-structure nucléaire spécialisée dans laquelle l'ARN ribosomique (ARNr) est transcrit, traité et assemblé en ribosomes. Les molécules d'ARNr sont considérées comme des ARN structuraux car elles ont un rôle cellulaire mais ne sont pas traduites en protéines. Les ARNr sont des composants du ribosome et sont essentiels au processus de traduction. L'ARN polymérase I synthétise la plupart des ARNr.

ARN polymérase II est situé dans le noyau et synthétise tous les pré-ARNm nucléaires codant pour les protéines. Les pré-ARNm eucaryotes subissent un traitement important après la transcription mais avant la traduction. Pour plus de clarté, le terme « ARNm » ne sera utilisé que pour décrire les molécules matures et traitées qui sont prêtes à être traduites. L'ARN polymérase II est responsable de la transcription de l'écrasante majorité des gènes eucaryotes.

ARN polymérase III est également situé dans le noyau. Cette polymérase transcrit une variété d'ARN structurels, y compris les pré-ARN de transfert (pré-ARNt) et les petits pré-ARN nucléaires. Les ARNt ont un rôle critique dans la traduction, ils servent de molécules adaptatrices entre la matrice d'ARNm et la chaîne polypeptidique en croissance. Les petits ARN nucléaires ont une variété de fonctions, y compris « l'épissage » des pré-ARNm et la régulation des facteurs de transcription.

Chacun des types d'ARN polymérase reconnaît une séquence promotrice différente et nécessite des facteurs de transcription différents.


ARNm eucaryote

Crédit : Kelvinsong (CC-BY-3.0)
Les gènes eucaryotes peuvent souvent contenir introns (séquences non codantes) qui sont épissés de la exons (séquences codantes). Cette complexité permet une plus grande variété de produits géniques. Les ARNm eucaryotes matures contiennent une 5′-méthyl-guanine suivie d'une séquence leader non traduite ( 5′-UTR ), les séquences codantes ( CD ), une région 3′-non traduite ( 3′-UTR ) et une longue étendue d'Adénines (queue polyA).


L'expression est plus facilement mesurée avec l'ARN car la manipulation des acides nucléiques est assez simple avec 4 nucléotides différents. Chez les eucaryotes, l'intermédiaire d'ARN messager (ARNm) qui est transcrit à partir de l'ADN contient une queue polyA qui est utilisée pour séparer ces messages d'autres types d'ARN abondants dans les cellules (comme l'ARN ribosomique). Grâce à l'utilisation d'une enzyme appelée transcriptase inverse (RT) et des amorces composées de désoxy-thymidines ( oligo-dT ou dT18), l'ARNm peut être converti en un seul brin d'ADN complémentaire à l'ARNm. Cet ADN complémentaire est appelé ADNc . L'ADNc est très stable par rapport à l'ARNm hautement labile et est utilisé pour le traitement ultérieur.

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Résumé de la section

La transcription chez les eucaryotes implique l'un des trois types de polymérases, selon le gène à transcrire. L'ARN polymérase II transcrit tous les gènes codant pour les protéines, tandis que l'ARN polymérase I transcrit les gènes d'ARNr et l'ARN polymérase III transcrit les gènes d'ARNr, d'ARNt et de petits ARN nucléaires. L'initiation de la transcription chez les eucaryotes implique la liaison de plusieurs facteurs de transcription à des séquences de promoteurs complexes qui sont généralement situées en amont du gène à copier. L'ARNm est synthétisé dans la direction 5' à 3', et le complexe FACT se déplace et réassemble les nucléosomes au fur et à mesure que la polymérase passe. Alors que les ARN polymérases I et III terminent la transcription par des méthodes dépendantes des protéines ou de l'ARN en épingle à cheveux, l'ARN polymérase II transcrit pour 1 000 nucléotides ou plus au-delà de la matrice du gène et clive l'excès au cours du traitement pré-ARNm.

Question d'autocontrôle supplémentaire

1. Un scientifique colle un promoteur eucaryote devant un gène bactérien et insère le gène dans un chromosome bactérien. Vous attendriez-vous à ce que la bactérie transcrive le gène ?


Structures de promoteur pour les ARN polymérases I et III

Chez les eucaryotes, les éléments promoteurs conservés diffèrent pour les gènes transcrits par les ARN polymérases I, II et III. L'ARN polymérase I transcrit les gènes qui ont deux séquences promotrices riches en GC dans la région -45 à +20. Ces séquences seules sont suffisantes pour que l'initiation de la transcription se produise, mais des promoteurs avec des séquences supplémentaires dans la région de -180 à -105 en amont du site d'initiation amélioreront davantage l'initiation. Les gènes qui sont transcrits par l'ARN polymérase III ont des promoteurs en amont ou des promoteurs qui se produisent dans les gènes eux-mêmes.


Élongation et terminaison eucaryotes

Après la formation du complexe de pré-initiation, la polymérase est libérée des autres facteurs de transcription et l'élongation peut se dérouler comme chez les procaryotes, la polymérase synthétisant le pré-ARNm dans la direction 5' à 3'. Comme discuté précédemment, l'ARN polymérase II transcrit la majeure partie des gènes eucaryotes, donc cette section se concentrera sur la façon dont cette polymérase accomplit l'allongement et la terminaison.

Bien que le processus enzymatique d'allongement soit essentiellement le même chez les eucaryotes et les procaryotes, la matrice d'ADN est plus complexe. Lorsque les cellules eucaryotes ne se divisent pas, leurs gènes existent sous la forme d'une masse diffuse d'ADN et de protéines appelées chromatine. L'ADN est étroitement emballé autour de protéines d'histone chargées à des intervalles répétés. Ces complexes ADN-histones, collectivement appelés nucléosomes, sont régulièrement espacés et comprennent 146 nucléotides d'ADN enroulés autour de huit histones comme un fil autour d'une bobine.

Pour que la synthèse des polynucléotides se produise, la machinerie de transcription doit écarter les histones chaque fois qu'elle rencontre un nucléosome. Ceci est accompli par un complexe protéique spécial appelé FACT, qui signifie « facilite la transcription de la chromatine ». Ce complexe éloigne les histones de la matrice d'ADN lorsque la polymérase se déplace le long de celle-ci. Une fois le pré-ARNm synthétisé, le complexe FACT remplace les histones pour recréer les nucléosomes.

La terminaison de la transcription est différente pour les différentes polymérases. Contrairement aux procaryotes, l'élongation par l'ARN polymérase II chez les eucaryotes a lieu de 1 000 à 2 000 nucléotides au-delà de la fin du gène à transcrire. Cette queue de pré-ARNm est ensuite éliminée par clivage pendant le traitement de l'ARNm. D'autre part, les ARN polymérases I et III nécessitent des signaux de terminaison. Les gènes transcrits par l'ARN polymérase I contiennent une séquence spécifique de 18 nucléotides qui est reconnue par une protéine de terminaison. Le processus de terminaison dans l'ARN polymérase III implique une épingle à cheveux d'ARNm similaire à la terminaison rho-indépendante de la transcription chez les procaryotes.


Transcription eucaryote

Transcription chez les eucaryotes : un bref aperçu
La transcription est le processus par lequel l'ARN simple brin est synthétisé par l'ADN double brin. La transcription chez les eucaryotes et les procaryotes présente de nombreuses similitudes tout en montrant à la fois leurs caractéristiques individuelles en raison des différences d'organisation. L'ARN polymérase (RNAP ou RNA Pol) est différente chez les procaryotes et les eucaryotes. La transcription couplée est observée chez les procaryotes mais pas chez les eucaryotes. Chez les eucaryotes, le pré-ARN doit être épissé en premier pour être traduit.
Dans la transcription eucaryote, la synthèse de l'ARN se produit dans le sens 3'→5'. L'extrémité 3' est plus réactive en raison du groupe hydroxyde. L'extrémité 5' contenant des groupes phosphate quant à elle, n'est pas très réactive lorsqu'il s'agit d'ajouter de nouveaux nucléotides. Chez les eucaryotes, l'ensemble du génome n'est pas transcrit en une seule fois. Seule une partie du génome est transcrite, ce qui constitue également la première étape principale de la régulation génétique.
Les eucaryotes ont cinq polymérases nucléaires :
• ARN polymérase I : elle produit de l'ARNr (23S, 5,8S et 18S) qui sont les principaux composants d'un ribosome. Cela produit également du pré-ARNr dans les levures.
• ARN Polymerase II : Aide à la production d'ARNm (ARN messager), de snRNA (petit ARN nucléaire), de miARN. C'est le type le plus étudié et nécessite plusieurs facteurs de transcription pour sa liaison
• ARN polymérase III : synthétise l'ARNt (ARN de transfert), l'ARNr 5S et d'autres petits ARN nécessaires dans le cytosol et le noyau.
• ARN polymérase IV : synthétise les siRNA (petits ARN interférents) dans les plantes.
• ARN Polymérase V : C'est la polymérase la moins étudiée et synthétise l'hétérochromatine dirigée par les siARN chez les plantes.
La transcription eucaryote peut être grossièrement divisée en 4 étapes :
• Pré-initiation
• Initiation
• Allongement
• Résiliation
La transcription est un processus élaboré que les cellules utilisent pour copier l'information génétique stockée dans l'ADN en ARN. Ce pré-ARN est modifié en ARNm avant d'être transcrit en protéines. La transcription est la première étape pour utiliser l'information génétique dans une cellule. Les eucaryotes et les procaryotes utilisent ce processus, les phases de base restant les mêmes. Cependant, la transcription eucaryote est plus complexe, indiquant les changements que la transcription a subis vers la perfection au cours de l'évolution.


ARNm eucaryote

Crédit : Kelvinsong (CC-BY-3.0)
Les gènes eucaryotes peuvent souvent contenir introns (séquences non codantes) qui sont épissés de la exons (séquences codantes). Cette complexité permet une plus grande variété de produits géniques. Les ARNm eucaryotes matures contiennent une 5&prime-méthyl-guanine suivie d'une séquence leader non traduite ( 5&prime-UTR ), les séquences codantes ( CD ), une région 3&prime non traduite ( 3&prime-UTR ) et une longue étendue d'Adénines (queue polyA).


L'expression est plus facilement mesurée avec l'ARN car la manipulation des acides nucléiques est assez simple avec 4 nucléotides différents. Chez les eucaryotes, l'intermédiaire d'ARN messager (ARNm) qui est transcrit à partir de l'ADN contient une queue polyA qui est utilisée pour séparer ces messages d'autres types d'ARN abondants dans les cellules (comme l'ARN ribosomique). Grâce à l'utilisation d'une enzyme appelée transcriptase inverse (RT) et des amorces composées de désoxy-thymidines ( oligo-dT ou dT18), l'ARNm peut être converti en un seul brin d'ADN complémentaire à l'ARNm. Cet ADN complémentaire est appelé ADNc . L'ADNc est très stable par rapport à l'ARNm hautement labile et est utilisé pour le traitement ultérieur.


Procaryote vs Transcription eucaryote

La transcription est un processus par lequel l'information génétique présente dans l'ADN est copiée dans une molécule intermédiaire (ARN). La séquence dans l'ARN est complémentaire de celle du gène qui est transcrit et ainsi l'ARN conserve la même information que le gène lui-même. La transcription est un processus universel dans la parole vivante et elle se produit à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes. Même si le processus global de transcription est similaire chez les procaryotes et les eucaryotes, il existe des différences fondamentales entre ces groupes.

Cet article résume les similitudes et les différences globales entre la transcription procaryote et eucaryote d'une manière détaillée mais simple.

Similitudes entre la transcription procaryote et eucaryote

1. Dans les deux groupes, l'ADN agit comme matrice pour la synthèse d'ARN
2. Dans les deux groupes, la transcription produit une molécule d'ARN
3. La composition chimique du transcrit est similaire dans les deux groupes

4. La transcription est facilitée par l'enzyme ARN polymérase dans les deux groupes

5. Dans les deux groupes, un brin du duplex d'ADN agit comme matrice

Différence entre transcription procaryote et eucaryote


Voir la vidéo: Cell Biology. DNA Transcription (Février 2023).