LA TRANSCRIPTION

La premiere étapes dans la synthèse des protéines est une étapes de transcription pendant laquelle des segments d'ADN formant des "unités de transcription " servent de modèle à

des tARN (ARN petits =ARN polymérase I)
des mARN (ARN messager = ARN polymérase II elle codent les protéines ) .
des rARN (ARN ribosomique =ARN polymérase III)

vidéo
http://fr.youtube.com/watch?v=vJSmZ3DsntU

Nous allons étudier la transcription de l' ARNm :

L'ARN polymérase est associés a des facteurs protéique d'initiation provoque l'ouverture localise de la double hélice.


Elles fixe en amont de la zone a transcrire dans une région qui constitue le promoteur.
l'interaction entre l' ARN et son promoteur est très complexe .
L'arn polymérase II ne peut pas reconnaître la séquence de son promoteur .Ce sont d'autre protéine appelé facteur de transcription qui se fixe au promoteur et qui guide l'ARN polymérase II vers le début du gène qu'il doit transcrire .
La séquence du promoteur de la plupart des gènes eucaryote qui codent pour les ARNm contient une région riche en AT à environ 25 nucléotides en amont du site de début de la transcription..
Une courte séquence poly nucléotides ( comportant en particulier une série tata et une série caat ) permet l' orientation de la polymérase de l' ADN par rapport a l' un des deux brins de la molécules d' ADN . Sur un fragment d'ADN donné , un seul brin peut servir de matrice pour la transcription , un seul brin peut servir de matrice pour la transcription , un seul brin est informatif.

un gène est constitué d’une séquence régulatrice suivi d’une région codante. Au niveau de la région régulatrice, nous avons la TATA box située à quelques dizaines de nucléotides en amont du site +1 (START of transcription)
Cette TATA box se lie a une protéine que l'on appelle facteur de transcription :
1) Le facteur de transcription TFIID se fixe en premier sur la boite TATA( la TF2B la reconnaît et se fixe sur la boite tata , elle est constitué de plusieurs sous unités:
- la TBP ( " tata binding protéine " reconnaît la séquence ).
elle propose une courbure de l' ADN .
- la TAF " protein activatrice " transcription activactor factor 2) Les facteurs de transcription:
- la TFIIA rejoint le complexe d' amorçage et éjecte le inhibiteur de transcription
- la TFIIB vient se positionner.
Ces derniers s’associent au complexe c'est a dire qu'elles se fixent auTFIID et à la région du promoteur .
3) L’arrivée de TFIIE se fixe en dernier sur le complexe permettant ainsi la phosphorylation de la queue de la molécule d’ARN polymérase II .
4) La TFIIF est une protéine qui guide la polymérase II vers le début du gène à transcrire.
5) Une fois phosphorylée la molécule d’ARN polymérase II peut réaliser la lecture du brin matrice de l’ADN dans le sens 3’~5’ pour synthétiser le brin d’ARN par complémentarité des bases de nucléotide : G-C A-U T-A C-G.
le complexe formé entre la boite TATA , le TFIID , les autres facteurs de transcription et l'ARN polymérase II est connu sous le nom de complexe de pré initiation de la transcription.
remarque: il sont nommé TFII car il s' agit d' une protéine de transcription qui codent pour ARN polymérase II.

vidéo
http://fr.youtube.com/watch?v=mQClpqDBlSs

Les promoteur de nombreux gènes comportent une boite tata d'autre b'en n'ont pas . Ces gènes qui sont dépourvu de boite TATA codent pour des protéines généralement pour des protéines nécessaires dans toutes les cellules; ils sont appelés gène domestiques. le promoteur de ces dernier ont un promoteur qui a la séquence GGGGCGGGGC appelé boite GC ,une protéine dénommé sp1 se fixe a la boite GC et peut recruter pour l' ADN la TBP ,même la boite TATA n'est plus pour se fixer.
Dans d'autre cas la transcription commence lorsque le domaine de l'ARN terminale est phosphorylé . Cette région est très riche en serine et en thréonine qui ont tout les deux un gropuement OH dans leurs chaînes. Lorsqu'il sont phosphorylé , l'ARN polymérase se libère du complexe de pré initiation et procède a la transcription de l'ADN en ARNm.
L'ADN polymérase se déplace de 3' vers 5' sur le brin informatif une vingtaine de nucléotide après la boite tata, la transcription débute sous le contrôle de la transcriptase, des ribonucléotides vienne de se placer en face des dexoribonucléotides de telle manière qu' une guanine soit toujours placé en face d' une cytosine et inversement pour la cytosine soit placé devant une guanine . Et l' adénine en face de la thymine et inversement pour la thymine.
Chaque nouveau nucléotide incorporé possède un groupe triphosphate en position 5' ; lors de l' accrochage de ce nucléotide un pyrophosphate (groupe de deux phosphate ) est éliminé et l' extrémité 5' du nucléotide se lie par une liaison diester phosphate (O-P-O) à l' extrémité hydroxyle 3'.

la croissance de l'ADN se fait de 3' a 5'.
Il se forme de façon temporaire un fragment "hybride" ARN/ADN puis la portion d'ADN néoformé se détache de sa matrice cependant les 2 brins d' ADN se réassocient . A l' extrémité du gène , la polymérase rencontre une séquence de base particulières qui constituent un signal de terminaison . la transcription est alors interrompue l' enzyme libère le brin d' Arn néoformé et quitte l' ARN.

La maturation des ARNm
L'épissage

Au cours de la transcription, l'ARN polymérase II synthétise un transcrit primaire, continu, colinéaire du gène complet. Le transcrit cytoplasmique, généralement plus court, ne contient que les séquences dites exoniques. Avant de sortir du noyau, le transcrit doit subir une étape de maturation qui consiste à éliminer les séquences intervenantes (ou introns) et à “rabouter” les exons pour former le transcrit mature. Cette opération est appelée “épissage” .Le “raboutage” des exons, après excision des introns, concerne généralement des exons appartenant au même transcrit primaire (“cis-splicing”). Il a été toutefois décrit, chez quelques organismes (par exemple un trypanosome et un nématode), un épissage d'exons provenant de transcrits primaires différents (“trans-splicing”) et donnant donc un ARNm mosaïque.

Les modifications des extrémités L'une des premières modifications du pré-ARNm est l'ajout d'une “coiffe” ou “chapeau” à son extrémité 5'.
En effet, cette coiffe (7-méthylguanosine) se met en place dès le début de la transcription, avant que les 30 premiers nucléotides ne soient assemblés.
L'ARNm n'aura donc plus une extrémité 5' phosphate libre. Le rôle de la coiffe est double. D'une part, elle protège cette région contre les nucléases et phosphatases et, d'autre part, elle favorise la fixation du complexe d'initiation de la traduction, jouant de ce fait un rôle important dans la lecture du message.
L'extrémité 3' des ARNm va également subir des modifications. Cette extrémité n'est pas le résultat direct de la terminaison de la transcription, elle est le résultat d'une coupure qui se produit dans le prémessager environ une vingtaine de nucléotides au-delà d'une séquence spécifique (AAUAAA) appelée signal de polyadénylation.
Après cette coupure, l'extrémité de l'ARN est modifiée par l'addition de 50 à 300 adénines qui forment une queue poly(A). Cette étape requiert une endonucléase pour couper l'ARN et une poly(A) polymérase pour synthétiser la queue poly(A) présente chez la plupart des ARNm des eucaryotes, mais qui n'existe pas dans le gène.
Cependant, certains messagers, tel que les ARNm des histones, ne subissent pas cette modification. Dans leur cas, la formation de leur extrémité 3' dépend d'une structure secondaire (structure en épingle à cheveux) formée dans cette région.

Les modifications post-transcriptionelles (" Editing ")

Outre les opérations de maturation, quasi systématiques, qui viennent d'être évoquées, d'autres modifications post-transcriptionnelles des ARNm ont également été décrites dans la littérature. Ainsi, "l'editing", ou correction de l'ARN, concerne tout traitement d'un transcrit (addition, suppression, substitution d'un ou plusieurs nucléotides) autre que l'épissage, aboutissant à un ARNm dont la séquence diffère de celle du brin d'ADN sens.
Ces modifications peuvent avoir une incidence considérable sur l'expression des gènes. Par exemple, chez l'Homme, le remplacement de C par U modifie la séquence de certains ARNm de l'apolipoprotéine B et provoque l'apparition d'un codon stop prématuré. De ce fait, la protéine synthétisée à partir des ARNm “modifiés” sera environ deux fois plus courte. Un même gène peut donc donner naissance à deux ARNm différents, traduits en apoB100 dans le foie ou en apoB48 dans l'intestin (Greeve et al 1993). La structure des transcrits matures et leur sortie du noyauConsécutivement à ces différentes étapes, l'ARNm mature d'un eucaryote est composé de séquences exoniques et contient trois parties (figure 5) : une région 5' non traduite portant une coiffe, une région traduite débutant par un codon d'initiation de la traduction AUG et se terminant par un codon stop, et une région 3' non traduite se terminant par une queue poly(A). Chez les eucaryotes, la transcription et la traduction se déroulent dans deux compartiments différents puisque la première a lieu dans le noyau et la seconde dans le cytoplasme.
La continuité entre le noyau et le cytoplasme est assurée par les pores nucléaires. Ces structures multiprotéiques, ancrées dans la membrane, se comportent comme des sites de transport actif permettant les échanges macromoléculaires entre le noyau et le cytoplasme. Il semble de plus en plus évident que cette étape de transport pourrait être limitante pour l'expression génétique, au moins pour certains gènes.
De manière inattendue, de nombreuses études effectuées dans différents modèles expérimentaux indiquent que les événements nucléaires (transcription, épissage) ne peuvent être dissociés du devenir cytoplasmique des ARNm (stabilité, traduction).
Ces observations ont conduit Urlaub et al (1989) à proposer un modèle dans lequel le transport depuis le noyau vers le cytoplasme et l'épissage des ARNm sont couplés à leur traduction.
source
http://www.inra.fr/productions-animales/an2000/hsgenetique/num20h/hs03.htm
http://fr.youtube.com/watch?v=mQClpqDBlSs
livre
biologie moléculaire