Épissage de l'ARN Flashcards
Quelles sont les 3 maturations possible de l’ARN?
Ajout de la coiffe 5’
Polyadénylation
Épissage
Parmi les 3 maturations possible, laquelle est la plus complexe?
L’épissage
C’est hautement spécialisé et demande +++ de protéines
Vrai ou Faux: il y a des introns et des exons tant chez les procaryotes que les eucaryotes?
Faux,
Chez les procaryotes, la séquence codante est continue (donc pas d’intron)
Chez les eucaryotes, les exons (séquence condante) sont entrecoupés par des introns (épissage nécessaire
Vrai ou Faux: des exons représentent TOUJOURS des régions codantes
Faux,
Les exons représentent toute région maintenu dans l’ARN mature quelle soit codante ou non
Qu’est-ce que l’épissage?
Processus par lequel on va enlever les introns et coller tous les exons ensemble
Vrai ou Faux: le nb d’introns/gène dépend de la compléxité de l’organisme
Vrai,
Plus un organisme est complexe plus il y aura un grand nb d’introns/gène
ex: chez l’humain il y a en moyenne
6-7 introns/gène
Que pouvez-vous dire sur la taille des introns ?
leur taille est a peu près comme celle des ribosomes c’est-à-dire assez grosse
Pour comparer avec un exon = 150 bases. Un intron peut avoir jusqu’à 800 000 bases
Vrai ou Faux: l’épissage peut se faire durant la transcription?
Faux, l’ARN pol ne peut faire la différence entre un intron et un exon. Les introns sont donc inclus dans le pré-ARNm
Vrai ou Faux: l’épissage peut se faire durant la traduction
Faux,
la traduction se fait en continue et ne peut différencier les introns des exons
Quand faire l’épissage et pourquoi?
Entre la transcription et la traduction
Une fois que l’ARN est traduit on ne peut plus corriger les erreurs/enlever les introns
Comment nomme-t-on la jonction intron et exon 5’?
Site d’épissage 5’ (donneur)
Séquence souvent GU
Comment nomme-t-on la jonction intron et exon 3’?
Site d’épissage 3’ (receveur)
Séquence AG
Quel est le nom du site qui est suivi d’une séquence riche en pyrimidines?
Le site de branchement
Vrai ou Faux: en plus d’être suivie par une séquence riche en pyrimidines, le site de branchement contient une A dans une séquence précise
Vrai
(YNYURAY)
Comment sont les 2 réactions permettant l’épissage?
Ce sont 2 réactions de trans-estérifications succesives
Résumer la première étape de trans-estérification
Le 2’OH de l’A au site de branchemennt fait une attaque nucléophile du phosphate de la G du site donneur (site d’épissage 5’)
Le 5’ libéré de l’intron se lie au A du site de branchement = jonction triple (lasseau)
Résumer la deuxième étape de trans-estérification
Le 3’OH de l’exon 5’ (site d’épissage 5’) fait une attaque nucléophile du phosphate de la G du site receveur
Jonction de l’exon 5’ avec l’exon 3’
Intron est rapidement dégradé
Qu’est-ce que l’épissage en trans?
Lorsque les 2 exons rapprochés proviennent de 2 pré-ARNm distincts
Normalement, la jonction 3’ de l’exon#1 avec la jonction 5’ de l’exon#2 se fait sur un seul et même pré-ARNm
Qu’est-ce que le spliceosome?
C’est la machinerie biochimique de l’épissage
Décrire le spliceosome
- complexe d’environ 150 protéines et 5 ARN
- taille semblable au ribosome
- demande bcp d’énergie pour faire l’épissage (hydrolyse de l’ATP)
Décrire les 5 ARN faisant partie du spliceosome
- 5 petits ARN nucléaires qu’on nomme des snRNA (de 100 à 300 nt chacun )
U1
U2
U4
U5
U6
Sont majoritairement complexés avec des protéines
Comment nomme-t-on le complexe snRNA + protéines?
snRNP ou
petites ribonucléoprotéines nucléaires
Quels sont les rôles des snRNP?
- reconnaitre le site d’épissage 5’ (donneur) et le site de branchement
- rapprocher le site d’épissage 5’ et le site de branchement
- catalyser les réactions de clivage et de ligation de l’ARN via des interactions ARN-ARN, ARN-protéine et protéine-protéine
Résumer l’étape 1 de l’épissage
Formation du complexe E (ou complexe précoce)
- le site d’épissage 5’ est reconnu par le snRNP U1
- une sous-unité de U2AF (65) se lie au site poly Y et l’autre sous-unité (35) se lie au site d’épissage 3’ (donneur)
- la sous- unité U2AF65 recrute BBP au site de branchement
Résumer l’étape 2 de l’épissage
Formation du complexe A
- La snRNP U2 se lie au site de branchement aidé par U2AF (ce qui déloge BBP)
- Le A est non-apparié à U2 et devient disponible pour réagir avec le site d’épissage 5’ (première rxn de trans-estérification)
Résumer l’étape 3 de l’épissage
Formation du complexe B
- la tri-snRNP (U4-U5-U6) se lie au pré-ARNm et à U1-U2
- U4 et U6 se lient à leur séquence complémentaire
-U5 est lié par des interactions protéine-protéine
-U6 prend la place de U1 au site d’épissage 5’ (donneur). Ils ont les 2 une grande affinité, mais puisque U6 à une affinité avec les autres composantes c’est lui qui gagne
Résumer l’étape 4 de l’épissage
Formation du complexe C
- U4 est libéré du complexe ce qui permet à U6 d’interagir avec U2 (le site d’épissage 5’ et le site de branchement sont juxtaposés)
- U5 facilite la liaison du site d’épissage 5’ (donneur) avec le site d’épissage 3’ (receveur)
- libération de l’intron sous forme de lasso
Qu’est-ce que des introns auto-épissants?
Ce sont des introns qui n’ont pas nécessairement besoin de protéines pour faire leur épissage
Ils peuvent s’auto-épisser sans ARN externe ou protéines
Vrai ou Faux: l’épissage est plutôt commun dans les cellules eucaryotes
Faux, l’épissage est rare.
Résumer le mécanisme des introns auto-épissants
L’intron lui même se replie en une configuration précise au sein du pré-ARNm et auto-catalyse la réaction d’épissage (il forme des boucles et rapproche les sites comme dans l’épissage)
Vrai ou Faux: l’épissage est assez fiable?
Vrai
U1 et U6 se lient tout deux au site d’épissage 5’ (site receveur) il est donc peu probable qu’une séquence incorrecte soit reconnue par les 2
Quel problème peut-être soulevé avec le mécanisme d’épissage ?
La longueur moyenne de l’exon est de 150 nt
La longueur moyenne de l’intron = 30000 nt à 800 000
La machinerie doit identifier des exons parmi une multitude d’introns (des erreurs peuvent se produire mais ce sera une protéine non fonctionnelle donc pas un trop gros danger)
Quelles sont les différentes erreurs de l’épissage?
1) saute de sites d’épissage
- la machinerie se trompe et ne voit pas un site receveur donc va inclure des introns dans les exons
2) sélection d’un pseudo-site
- les sites d’épissages sont relativement petits et peuvent aléatoirement être retrouvés dans la séquence exonique. La machinerie reconnait un site d’épissage mais c’est un pseudo-site
Quelles sont les 2 façons de prévenie les erreurs lors de l’épissage?
1) Les pré-ARNm sont épissés au cours de la transcription
ARN pol transporte donc des protéines jouant un rôle dans l’épissage. L’épissage commence dès que les sites sortent (recrutement rapide des sites d’épissages). L’assemblage du spliceosome se fait dans l’ordre que l’ARN est transcrit
2) Les protéines SR aident à la reconnaissance des sites d’épissage
Ces protéines vont se lier à des amplificateurs d’épissage exoniques et recruter U2AF au site 3’ et U1 au site 5’
Qu’est-ce que le spliceosome mineur (AT-AC)
-épissage avec une autre forme de spliceosome (c’est rare)
U11= U1
U12 = U2
U4 et U6 sont différents
U5 restent identiques
Les séquences de reconnaissance aux extrémités des introns sont différentes (AU en 5’ et AC en 3’)
Étapes identiques au spliceosome plus commun
Que permet l’épissage alternatif?
Il permet d’optimiser le génome en produisant plusieurs différentes protéines pour 1 seul pré-ARNm
Comment nomme-t-on les différentes protéines générées à partir d’un seul et même pre-ARn?
Des isoformes
Qu’est-ce des isoformes?
Chaque ARNm mature ( qui va donner différentes protéines) généré à partir du même ARN pré- mature
Combien d’ARNm peut générer le gène Slo chez l’humain?
Des centaines
Combien d’ARNm peut générer le gène DScam de la drosophile?
Des milliers d’ARNm
Résumer le fonctionnement de la Troponine T
C’est un exemple d’épissage alternatif
Génère 2 ARNm alternatifs contenant 4 exons chacuns
Les 2 ARNm ont en commun 3 exons (1,2,5) et 1 exon unique ( le 3 ou le 4)
Quels sont les différents types d’épissages alternatifs?
Exon éliminé (ex: troponine T)
Exon allongé (on prend un site donneur plus loin)
Intron retenu (1 intron est retenu dans l’exon donc exprimé)
Épissage trans alternatif
Qu’est-ce que l’encombrement stérique?
La présence d’une ARN + protéine (U1, U2, U3) peut empêcher d’autre ARN + protéine de se lier au site et de permettre un bon épissage
Il manque de place = encombrement stérique
Vrai ou Faux: un spliceosome peut enlever un intron contenant une combinaison de site mineur/majeur
Faux,
L’intron sera enlevé par combinaison de sites d’épissage mineur et majeur (la partie AU sera enlevé avec AC, la partie GU avec AG)
Quels sont les sites majeurs?
GU-AG
Quels sont les sites mineurs?
AU-AC
Quels sont les amplificateurs exoniques ou introniques d’épissage?
Les protéines R
permettent de recruter les protéines au niveau d’un site d’épissage proche
Quels sont les répresseurs exoniques ou introniques d’épissage?
La famille des hnRNP
Elle inhibe le slicing
A un site de liaison à l’ARN et encombre le site de liaison des protéines de la machinerie d’épissage
Donnez un exemple de protéines hnRNP qui inhibe le slicing?
La protéine HRP36 qui inhibe l’inclusion de variantes de l’exon 6 dans le pré-ARNm de DScam
Résumer le fonctionnement de hnRNP1
C’est un répresseur d’épissage qui agit de 2 façons
1) deux hnRNP1 se lient à l’extrémité de 2 exons et masquent l’intron (spliceosome ne peut pas se lier car l’intron est masqué)
2) 1 hnRNP1 se lie au site poly Y
l’autre se lie par un système coopératif (spliceosome ne peut pas se lier car il y a encombrement)
À quoi sert l’édition de l’ARN?
Elle vient modifier la séquence d’un ARN après sa transcription et avant sa traduction lorsque l’ARN est mature
Quels sont les 2 mécanismes impliqués dans l’édition de l’ARN?
1) désamination d’A ou de C
2) insertion ou délétion d’U par un ARN guide
Vrai ou Faux, l’édition insère, enlève ou modifie des bases individuelles de l’ADN
Faux, c’est des bases individuelles de l’ARN
Résumer l’édition de l’ARN par désamination
- se fait dans certains tissus de manière contrôlée
- une enzyme enlève spécifiquement des groupes d’amines
- ex: apolipoprotéine-B (codon CAA désamination du C pour donner UAA = codon stop)
Vrai ou faux: le phénomène de désamination est aussi possible sur des cytosines ou des A
Vrai
C’est plutôt rare comme phénomène
ADAR= protéine
Les désaminases (ADAR) vont reconnaitre une séquence spécifiques ou une structure secondaire particulière de l’ARN et enlever un groupement amine
Résumer l’édition de l’ARN par insertion de U
- se produit dans les mitochondrie des trypanosomes
- ++++ de U sont insérés après la transcription (ARNm est mature et prêt à la traduction)
ex: insertion de 4U dans le gène coxII = décalle le cadre de lecture de -1, mais ça devient un bon cadre de lecture
Qu’est-ce que des ARN guides?
ARN qui servent à l’insertion de U dans l’ARN
Comportent 3 régions
1) extrémité 5’ (ancrage)
2) région d’édition
3) extrémité 3’ (région poly U)
Que se passe-t-il une fois l’épissage terminé?
L’ARN doit être transporté du noyau vers le cytoplasme pour qu’il puisse être traduit en protéine
Procédé non passif
Comment se fait la sélection des bons ARN à être transportés dans le cytoplasme?
les protéines SR favorisent le transport: elles restent associées à l’ARNm suite à l’épissage donc favorise son transport
les protéines snRNP inhibent le transport
L’exportation se fait via des pores de la membrane nucléaire donc tout ce qui est plus gros que 50kDa ne pourra pas passer
