4- Maturation des ARN Flashcards
Décrit la maturation des ARNm chez les procaryotes
ARNm ne nécessitent pas d’être maturés, parce que tout se fait dans le cytoplasme, il n’y a pas de noyau
En quoi consiste la maturation de pré-ARNm (chez les eucaryotes)?
1- Addition de la coiffe en 5’ (dès que l’ARN synthétisé par l’ARN polymérase atteint environ 25 nucléotides de longueur).
2- Épissage des introns.
3- Polyadénylation.
Transcription et maturation des ARN se fait dans le noyau. La traduction se fait dans le cytoplasme
Que fait l’ARN polymérase autre que la transcription?
Recrute via sa queue phosphorylée des protéines impliquées dans la maturation de l’ARN en voie de synthèse (co-transcriptionnel).
Quand se fait l’addition de la coiffe?
Quand l’ARN synthétisé par l’ARN polymérase atteint 25 nucléotides.
(Addition de la coiffe se fait en 5’)
De quoi est composé la coiffe
7-méthyl-guanosine.
Comment se fait l’ajout de la coiffe
Par la Capping Enzyme (CE) au bout 5’.
Liaison 5’ vers 5’ inhabituelle (par 3 phosphates) au début de l’ARN résulte en un ARN plus résistant aux nucléases qui digèrent 5’-3’.
Fonctions de la coiffe
1- Stabilité (protection contre exonucléases (enzyme qui élimine des nucléotides) du cytoplasme).
2- Facilite l’export de l’ARNm vers le cytoplasme.
3- Stimule la traduction par les ribosomes.
Comment se fait l’addition de la séquence poly(A)?
D’abord , elle se fait en 3’.
- Les facteurs de clivage portés par la queue phosphorylée de l’ARN polymérase sont transférées sur la séquence AUAAA qui sert de signal au clivage et addition de la queue poly-A.
- Recrutement de la poly-A polymérase (PAP) au bout 3’ de l’ARN.
- Clivage de l’ARN (environ 15 nucléotides après la séquence AUAAA) par la poly-A polymérase (PAP).
- Ajout de poly-A par la poly-A polymérase (PAP**).
- Recrutement de protéines liant le poly-A qui assurent la stabilité de la queue de poly-A (PABP: poly A binding proteins).
Quels sont les facteurs de clivage
CPSF: clevage/polyadenylation specificity factor.
CstF: cleavage stimulation factor.
À quoi sert l’addition de la queue poly-A? (longueur : 200-250 A)
1) Augmente la stabilité de l’ARNm en protégeant le bout 3’ (même s’il y a dégradation progressive de la queue dans le cytoplasme).
2) Facilite l’exportation de l’ARNm vers le cytoplasme.
3) Favorise la traduction en identifiant les molécules d’ARNm matures prêtes à être traduites.
Que contiennent souvent les premiers et derniers exons?
Traditionnellement, les exons sont les séquences codantes de l’ARNm après l’élimination des introns. Or, les premiers et derniers exons contiennent souvent :
- Des séquences non-condantes en 5’ et 3’(*respectivement) dites 5’ UTR et 3’ UTR.
UTR : Untranslated region.
ON DIT AINSI QUE LA VASTE MAJORITÉ DES GÈNES EUCARYOTES CONTIENNENT DES SÉQUENCES CODANTES INTERROMPUES.
Qu’est-ce que l’épissage de l’ARN?
Processus par lequel les introns sont excisés et les exons reliés entre eux pour donner naissance à l’ARNm mature.
Que peuvent causer des failles dans l’épissage à cause des mutations dans les pré-ARNm (gènes)?
De nombreuses pathologies humaines comme : cancers, maladies neuromusculaires, thalassémie, maladies neurodégénératives, etc.
Que font les séquences spécifiques pour exciser un intron?
Premièrement, des séquences spécifiques sont nécessaires pour exciser un intron
Fonctionnement :
Les séquences spécifiques identifient les jonctions 5’ et 3’ des introns et sont reconnues par des petites ribonucléoprotéines nucléaires (snRNP) qui assistent la coupure de l’ARN aux jonctions intron-exon et relient les exons entre eux de façon covalente.
SnRNPs (pronounced « snurps ») : small nuclear ribonucleic particles. Participent à la coupure du pré-ARN et relient les exons entre eux de façon COVALENTE.
Où se trouve le point de branchement d’un intron?
Environ 30 nucléotides avant la fin de l’intron (donc 30 nucléotides avant le début de l’exon).
CURAYY : (A obligatoire).
A OBLIGATOIRE, CAR C’EST L’ADÉNINE QUI ATTAQUE L’EXTRÉMITÉ 5’ DE L’INTRON AU POINT D’ÉPISSAGE AFIN DE LE COUPER ET PAR LA SUITE FORMER UN LASSO POUR QU’IL SE DÉGRADE (expliquer plus tard dans les flashcards).
Qu’est-ce que le site donneur?
Site donneur : passage de l’exon à l’intron.
*FIN DE L’EXON : AG
DÉBUT DE L’INTRON : GURAGU
Qu’est-ce que le site receveur (accepteur)?
Site Receveur : passage intron à exon.
FIN D’UN INTRON : YYYYYYYYYYYNCAG.
Décrit le processus général de l’épissage
1) L’adénine (A) du point de branchement de l’intron attaque l’extrémité 5’ de l’intron au point d’épissage, et coupe le squelette sucre-phosphate.
2) L’extrémité 5’ coupée de l’intron se lie de façon covalente au 2’OH du ribose de l’adénine pour former une structure branchée en forme de lasso.
3) L’extrémité 3’-OH libre de l’exon 1 réagit avec le 5’ de l’exon 2, reliant les 2 exons ensemble pour former une séquence codante continue et libérant l’intron sous forme de lasso qui sera ensuite dégradé.
Décrit le rôle des snRNP
1) U1 snRNP possédant de l’ARN complémentaire aux séquences d’ARN se lie à la jonction exon1/intron. U2 snRNP se lie aussi par complémentarité à la séquence entourant le branch site.
2) Recrutement des snRNP U4/U6 et U5. U5snRNP force l’association de U1 et U2 amène l’adénine de la séquence CURAYY.Structure favorable pour la formation du lasso mais pas de lien convalent encore entre les exons.
3a) Relâchement de U1 et U4. l’Adénine du site de branchement attaque le G en 5’ de l’intron, formation du lasso.
3b) L’extrémité 3’OH de l’exon 1 attaque le premier nucléotide (G) de l’exon 2 en hydrolysant le lien phosphodiester entre l’intron et l’exon 2. Ligation de l’exon 1 et l’exon 2.
3c) Les snRNP sont libérés pour être recyclés tandis que les introns sont dégradés dans le noyau.
Comment s’explique la diversité des protéines si nous avons seulement 30 000 gènes?
La diversité des protéines s’explique par épissage alternatif (tissu-spécifique).
L’épissage alternatif permet aux eucaryotes d’augmenter le potentiel de codage de leur génome.
Qu’est-ce que l’épissage alternatif?
ÉPISSAGE ALTERNATIF :
Un transcrit primaire peut être épissé différement selon le type cellulaire.
Durant épissage alternatif, on peut avoir élimination ou inclusion de certains exons produisant différents ARNm qui seront traduits en différentes protéines (ayant des modules identiques et différents).
Les formes d’épissages alternatifs varient selon le tissu, d’où l’appellation DIVERSITÉ TISSU-SPÉCIFIQUE.
Donne un exemple d’épissage alternatif
L’alpha-tropomyosine est une protéine super-enroulée qui contrôle la contraction dans les cellules musculaires régulant les interactions entre actine et myosine.
Dans les cellules non-musculaires, elle a des rôles dans la régulation du cytosquelette.
LE SCHÉMA CI-DESSOUS DÉMONTRE COMMENT UNE DIFFÉRENCE D’ÉPISSAGE DONNE UNE PROTÉINE SPÉCIFIQUE À UN TISSU OU UN AUTRE ALORS QU’ILS SONT TOUS PRODUITS À PARTIR DU MÊME GÈNE.
Qu’est-ce que la régulation positive?
Activateur de l’épissage mène à l’exclusion d’un intron dans l’ARNm mature.
Qu’est-ce que la régulation négative?
Répresseur de l’épissage inclus un intron dans l’ARNm mature.
Pourquoi seuls les ARNm matures sortent du noyau
Seuls les ARNm maturés correctement peuvent sortir du noyau puisque …
Le complexe de pores nucléaires reconnait et exporte seulement les ARNm ayant terminé leur maturation.
Un ensemble de protéines signale que la maturation est correcte et prêt à l’exportation: protéine de liaison à la poly-A (PABP), protéine de liaison à la coiffe (cap-binding protein) et un complexe de protéines qui se lie à la jonction d’exons (EJC) et qui se déposent après excision des introns.
3 protéines qui signalent que l’ARNm est mature et prêt à l’exportation :
1) PABP.
2) CBP.
3) EJC.
Quelles sont les étapes dans la maturation des ARNm chez les procaryotes et les eucaryotes?
Eucaryotes (« vrai noyau») :
- L’informatin des gènes et morcelée (exons-introns). Les ARN primaires (pré-ARNm) doivent être maturés par modifications en ARNm (addition de la coiffe en 5’/épissage/polyadénylation) et transportés dans le cytoplasme pour la traduction en protéine.
- La transcription et la maturation des ARN se font dans le noyau. En suite, la traduction se fait dans le cytoplasme.
Procaryotes (« avant le noyau ») :
- L’information des gènes est contigüe et les ARNm ne nécessitent pas d’être maturés.
- L’ADN bactérien est directement en contact avec le cytoplasme où se font à la fois la transcription et la traduction.
- L’ARN synthétisé est tout de suite en contact avec les ribosomes qui effectuent la traduction (donc dans le cytoplasme, comme chez les eucaryotes).
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