cours 5 Flashcards
Les modifications épigénétiques de la chromatine contrôlent la transcription, et sont caractérisés par quatre principes fondamentaux
- une marque épigénétique doit altérer la chromatine, sans changer la séquence de nucléotides de l’ADN;
- une marque épigénétique doit être transmise fidèlement d’une cellule à toutes ses descendantes - cette caractéristique garantit que la différenciation est irréversible;
- ces marques doivent être effacées dans les cellules de l’embryon précoce (pendant les 4 premiers jours post-conception, soit avant le stade de blastocyste; notez que les gènes sujets à une empreinte parentale constituent une exception à cette règle);
- après le stade blastocyste (avec la différenciation des cellules de la morule en bouton embryonnaire et en trophoblaste) les cellules de l’embryon recommencent à marquer leur chromatine, selon leurs voies de différenciation.
Les marques épigénétiques peuvent se faire à quatre niveaux
- méthylation des cytosines de l’ADN
- altérations des histones
- protéines polycomb (Pc) et trithorax (TTX)
- structure des nucléosomes.
La méthylation des cytosines et les altérations des histones ont un impact local, alors que les protéines Pc et TTX contrôlent de longs segments d’ADN comportant plusieurs gènes.
étape de méthylation d’un nouveau brin
Les deux brins d’ADN méthylés sont dénaturés en ADN simple-brin (ssDNA).
La DNA-pol transforme chacun des brins de ssDNA en dsDNA; notez que le brin original est méthylé, et que le brin neuf ne l’est pas.
Le DNMT est intimement lié à la machinerie de synthèse de l’ADN: dès qu’il reconnaît une cytosine méthylée sur un brin, il méthyle la cytosine sur le brin complémentaire
Il a été démontré que les siRNAs, les lncRNAs (long non-coding RNAs) jouent un rôle primordial dans
le contrôle épigénétique de l’embryogenèse, de la différenciation cellulaire, de la transcription et de la carcinogenèse
contrôle pré transcriptionnel
L’ARN double-brin (dsRNA - double stranded RNA) peut inhiber la transcription des gènes, puisqu’il se lie à la séquence d’ADN complémentaire où il recrute l’enzyme Met1 qui méthyle les CG adjacents.
La cascade dsRNA / Met1 agit comme un véritable mécanisme épigénétique: la méthylation des CG est transmise de la cellule marquée à toutes ses descendantes – cette méthylation inhibe la transcription des gènes et constitue un contrôle pré-transcriptionnel.
contrôle posttranscriptionnel
contrôle de la transcription via les ARN qui modulent la transcription via la machinerie de traduction (le contrôle post-transcriptionnel).
role du Junk DNA
Le concept de “junk DNA” doit être revu sous un oeil nouveau: environ 80% du génome humain
est transcrit en ARN, qui pourrait possiblement moduler la transcription, alors que seulement 3% de
notre génome est traduit en protéines. Ce n’est donc que tout récemment que nous avons commencé à
comprendre l’impact physiologique qu’ont les ncRNAs, et leur impact physiopathologique.
voie des miRNA
Les miRNAs sont des segments de dsRNA générés dans le nucléoplasme qui sont transportés dans le cytoplasme, où ils sont reconnus par l’enzyme Dicer. Dicer les coupe en courts segments de dsRNA de 18-25 nt: les siRNA (short inhibitory RNA). Ces segments sont ensuite transférés à RISC: lorsque le complexe RISC-ssARN (ARN simple-brin) reconnaît une séquence d’ARN complémentaire, il la clive (voir diagramme ci-bas); cette destruction de l’ARNm empêche donc la traduction de cet ARN en protéine (il s’agit donc d’un contrôle post-transcriptionnel).
Le génome humain pourrait générer plus de 50 000 miRNA différents, qui moduleraient les ARNm et la synthèse de milliers de gènes, voire de tout le génome.
voie des endo-siRNA et pi RNA
Dans la voie endo-siRNA, les siRNAs sont générés à partir de longs segments de dsRNA qui sont directement liés et coupés en siRNAs par Dicer8
piRNA: dicer pas requi, peuvent agir via cascade épigénétique, role dans empreinte parentale, 25 à 32nt
Les voies endo-siRNA et piRNA sont mentionnées afin que vous connaissiez leur existence et que vous sachiez qu’il s’agit de mécanismes épigénétiques de contrôle de la transcription, sans autre détail..
voie des lncRNAs
Par définition, les lncRNAs sont plus longs que 200 nt et n’ont que peu ou pas de potentiel de traduction en protéines; les humains expriment plus de 50 000 lncRNAs9 et leur mécanismes d’action demeurent incompris. Ils peuvent moduler le code d’histones et la chromatine. (H19 et XIST sont deux lncRNA, et ils modulent respectivement IGF2 et l’inactivation du X).
Les lncRNAs se lient à des mRNA; cette liaison peut soit augmenter la demi-vie de ces mRNA (leur permettant de produire plus de protéines par transcrit de mRNA), soit activer leur dégradation (ce qui constitue une forme d’inhibition post-transcriptionnelle).
Les lncRNA ont un rôle primordial dans le développement embryonnaire et l’organogenèse. Il est intéressant de noter que lors de l’évolution des espèces, la complexité des organes augmente proportionnellement avec l’augmentation du nombre et des différents lncRNAs retrouvés dans ces organes: il semble que les lncRNAs permettent de générer une plus grande diversité de cellules et une plus grande complexité de tissus pendant l’embryogenèse.
