Maturation de l'ARN Flashcards
Quel sont les rôles de l’ARNm?
- ARN messager
- Niveaux variables
- Décodés en protéines
Quel sont les modifications qui arrivent lorsque la pré-ARNm est transfromée et ARNm mature?
- Coiffe en 5’
- Polyadénylation en 3’
- Épissage (splicing)
Où à lieu la maturation de l’ARNm?
Dasn le noyau
Où à lieu la transcription de l’ARNm?
Dans le cytoplasme
Quelles sont les composantes d’un ARNm eucaryote?
- Coiffe 5’
- Région 5’ non-traduite (UTR)
- Codon d’initiation
- Séquence codante
- Codon de terminaison
- Région 3’ non-traduite (UTR)
- Queue poly-A
Quels sont les caractéristiques et rôle du 5’ UTR
- Débute au premier nucléotide transcrit et termine au codon d’initiation AUG
- Contient des éléments régulateurs de la traduction (activateurs et inhibiteurs)
Quels sont les caractéristiques et rôle du 3’ UTR
- Débute au premier nucléotide après le codon de terminaison et termine à la séquence poly(A)
- Peut contenir des éléments régulateurs de la stabilité de l’ARNm et/ou de la localisation de l’ARNm
Quels sont les rôles de la coiffe?
- Protège l’ARNm des exoribonucléases
- Augmente l’efficacité de la traduction de l’ARNm
- Augmente l’efficacité de l’épissage du premier intron
- Augmente l’efficacité de l’exportation de l’ARNm à l’extérieur du noyau
Quels sont les caractéristiques de la coiffe?
- 7-méthyl guanosine est ajoutée durant la transcription par les capping enzymes lorsque le pré-ARNm atteint une longueur d’environ 30 nts
- Lien 5’ à 5’ entre 2 groupes ribose (non habituel)
- Les groupes 2’OH des 2 premier riboses de la chaîne peuvent aussi être méthylés
Décrit l’assemblage de la coiffe en 5’
- 1er nycléotide synthétosé en 5’ de l’ARN
- Activité de l’ARN triphosphatase qui enlève le phosphate gamma
- Guanylyltransférase enlève les phosphates béta et gamma du GTP et transfert le GMP au phosphate béta de l’ARN
- Méthyltransférase ajoute un groupe méthyl en position 7 de la guanine
Décrit la formation de 2’-O-méthyl cap1 et cap2
- Méthylation des groupes 2’-hydroxyl du ribose du 1er nt de l’ARN par l’ARN méthyltransférase pour former cap1
- Dans certain case, méthylation du groupe 2’-hydroxyl du ribose du 2ième nucléotide de l’ARN pour former cap2
Quel est le rôle de la 2’-O-méthylation
Assiste la liaison de eIF4E (eukaryotic translation initiation factor 4E
Résume les enzymes de la coiffe (5’ M7G cap)?
- Ajoute de la coiffe en 5’ est couplé à la transcription
- Les enzymes de la maturation de l’ARNm en 5’ sont lié au domaine CTD de l,ARN pol. II pour agir de façon efficace sur le substrat; extrémité 5’ de l’ARN en synthèse
- Activités ARN trisphosphatases et guanylyltransférase se trouvent dans la même protéine chez certain eucaryotes ( humains) mais sont des protéines distincte chez d’autres (levure) eucaryotes
Quand se passe la polyadénylation de l’ARNm? Qu’est ce que c’est?
- Processus enzymatique post-transcriptionel (mais couplé avec la transcription et les protéines sont associées avec le domaine CTD de l’ARN pol. II)
- Addition de 20-25 adénosines à l’extrémité 3’ du pré-ARNm
Quels sont les rôles de la polyadénylation?
- Protège contre la dégradation par les exonucléases
- Augmente l’efficacité du transport de l’ARNm vers le cytoplasme
- Impliqué dans la terminaison de la transcription du pré-ARNm
- Augmente l’efficacité de la traduction
Comment s’effectue la polyadénylation de l’ARNm?
- Polyadénylation est déclanchée lorsque le pré-ARNm est clivé
- Adénosine monophosphates sont ajoutés séquentiellement par la PAP (polyadénylate polymerase)
- PABII protines qui se lient à la queue poly(A) en formation
- PAP arrête l’ajout de A lorsqu’elle ne peut plus se lier à CPSF à cause du grande nombre d’A
- ARN pol. II arrête la synthèse d’ARN immédiatement apràs la dissociation du complexe (CPSF/Cst/PAP)
Que fait CPSF?
Se lie au signal poly(A) situé 10-30nts avant le site de clivage
Que fait CstF?
Se lie à la séquence riche en GU situé après le site de clivage
Que fait CFI/CFII?
Clivage facteur protéique I/II
Comment la polyadénylation est-elle co-ordinée avec la transcription?
La machinerie de clivage/polyadénylation se déplace du site de liaison sur le CTD bers le pré-ARNm (au site spécifique AAUAAA)
Qu’est ce que l’épissage?
Processus de soustraction des introns et joindre les exons
Qu’est ce qu’un intron?
Séquence non-codante d’un gène qui est soustraite d’un ARN précurseur par épissage
Qu’est ce qu’un exon?
Segment d’un gène qui code pour une protéine (textbook)
Segment de l’ARN précurseur qui demeure dans l’ARN mature alors que les introns sont soustraits
Pourquoi la définition textbook d’un intron est elle inexacte?
Les introns sont aussi dans les régions UTR des gènes codantes pour des protéines
Les ARN non codant peuvent aussi contenir des introns
Les eucaryotes multicellulaires ont typiquement combien d’introns?
Plusieurs
Quels sont les rôles des introns?
- Augmente la diversité génétique via l’épissage
- Contient des éléments régulateurs qui influencent la transcription
- Épissage peut participer à l’expression (eg. protéines liées aux jonctions d’épissage peuvent aider à l’exportation de l’ARNm vers le cytoplamse)
- Les long introns peuvent contenir d’autres gènes (eg. gènes qui codent pour des ARN régulateurs
Comment les introns ont-ils été découverts?
Lorsqu’une molécule d’ARN déloge le brin d’ADN complémentaire au brin d’ADN matrice, il y a formation de loupe R
Lorsque les chercheurs ont tenté d’hybrider l’ARNm d’un gène d’adénovirus avec l’ADN du génome, ils ont trouvé que l’ADN était plus long que l’ARN: des segments d’ADN ne s’hybridaient pas à l’ARNm
Qu’est ce que l’auto-épissage?
Réaction d’épissage qui se produit pour les introns rares qui forment un ribozyme, remplissant les fonctions de spliceosome par l’ARN seul
Quels sont le strois types d’introns auto-épissables?
Groupes I, II et III
Comment s’effectue l’épissage pour les introns auto-épissables des groupes I et II?
Épissage similaire au spliceosome sans nécessiter aucune protéine
Quel est le mécanisme de l’auto-épissage?
Structure repliée de l’intron pour former des tige-boucle et réactions de trans esterification
Qu’est ce que l’épissage alternatif?
Processus par lequel les introns et exons (dans certains cas) d’un pré-ARNm donné sont soustraits pour générer plus d’un type de molécule d’ARNm
Quel est le mécanisme de l’épissage alternatif?
Épissage réalisé par le spliceosome
Décrit la structure du spliceosome
Structure massive dans laquelle cinq petites particules de ribonucléoprotéines nucléaires (snRNP) et un grand nombre de protéine auxilliaires coopèrent pour reconnaître ave précision les sites d’épissage et catalyser les deux étapes de la réaction d’épissage
Quel est la séquence du site d’épissage en 5’?
GU
Quel nucléotide représente le site d’embranchement de l’épissage alternatif?
A
Quelle est la séquence du site d’embranchement de l’épissage alternatif
YNYURAY
Y = pyrimidine
N = base
R = purine
Quel est la séquence du site d’épissage en 3’?
AG
Décrit les deux étapes de transesterification de la réaction d’épissage?
- Les groupes 2’OH du site d’embranchement (A) exerce une attaque nucléophile sur le groupe phosphoryl du G en 5’ du site d’épissage
- Le groupe 3’OH de l’exon en amont attaque le groupe phosphoryl en 3’ du site d’épissage
Décrit la structure du spliceosome
Large complexe catalytique contenant plusieurs protéines (environ 150) et ARN non-codant qui participent à l’épissage du pré-ARNm
Quels sont les petits ARN non-codants (snRNAs) du spliceosome
- U1
- U2
- U4
- U5
- U6
Quelle est la fonction des petits ARN non-codants (snRNAs) du spliceosome?
S’associent avec les protéines liant l’ARN pour former le complexe small nuclear binonycleic proteins (snRNPs)
Quels sont les noms des snRNPs du spliceosome?
- U1 snRNP
- U2 snRNP
- U4 snRNP
- U5 snRNP
- U6 snRNP
Quels snRNA sont des ribozymes?
U6 et U2, ce sont des ARN avec activité catalytique
Décrit les intéractons snARN/pré-ARNm
Au début de l’assemblage du spliceosome: U1 snRNA s’hybride à l,extrémité 5’ e l’intron
À la fin de l’assemblage du spliceosome: U6 snRNA se lie
U2 snRNA s’hybride avec la région du point d’embranchement en déloge la protéines BBP (branching point binding protein)
Les intéractions snARN/préARNm sont:
dynamiques
Quelles sont les étapes de l’assemblage du spliceosome?
- U1 snRNP se lie en 5’ de l’intron (au site d’épissage), BBP au site d’embranchement, protéine U2AF65 à la séquence riche en polypyrimidines et U2AF35 en 3’ du site d’épissage
- U2 snRNP se lie au site d’embranchement et déloge BBP (branchpoint binding protein)
- U4/U5/U6 tri-snRNP s’associe avec le complexe rapporchant les boust 3’ et 5’ de l’intron, U2AF65/35 se dissocie
- U1 snRNP se dissocie du complexe (FIN DE PRÉ-CATALYSE)
- Réorganisation des intéractions entre les snRNPs et dissociation de U4 snRNP du complexe
- 1ère transesterification: génère l’embrnchement de l’intron qui demeur attaché à l’exon en aval. Libère l’exon attaché en amont (bout 3’OH nucléophile)
- 2ième transesterfication joint les exons et libère les introns (forme de lasso)
Quels deux U snRNA s’hybride au stade précatalytique?
U4 et U6
Quels trois U snRNA sont hybridés durant la catalyse?
U4, U6 et U2
Quand les exons sont t’ils reconnus comme des unités?
Avant l’assemblage du spliceosome sur de longs introns
L’étape de définition des exons inclu quoi?
- Interaxctions entre les site d’épissage des exons et des séquence spéciales appelées “exonic splicing enhancers”
Qu’est ce qu’une protéine SR?
- Structue modulaire constituée d’une ou deux copies d’un motif de reconnaissance d’ARN (RRM) et d’un domaine C-terminale riche en résidus Ser et Arg alternés (domaine RS)
- Les RRM déterminent la spécificité de liaison à l’ARNm, tandis que le domaine RS médie les interactions protéine-protéine qui sont considérées comme essentielles pour le recrutement de l’appareil d’épissage et pour l’appariement des sites d’épissage
Pourquoi les séquences exons sont elles choisies?
Pour leur séquence codante particulière et pour la liaison de protéines régluatrices aux ESE
Comment les mécanisms de protéines SR sont ils couplés à la transcription?
Les protéines SR et autres facteurs d’épissage s’associent avec le CTD de l’ARN pol. II phosphorylé
Les exons sont incorporés dans ces complexes lorsqu’ils sont transcrits, ce qui facilite leur reconnaissance durant l’épissage
Quel est l’utilité de l’épissage alternatif?
Permet l’inclusion ou l’exclusion des régions particulières du pré-ARNm et typiquement génère des protéines différentes à partir d’un même gène
Aide à la diversité des protéines
Quel est l’équation représentant le nombre de variants d’épissage possible?
2^nombre d’exons internes
Quelles sont les conséquences de l’épissage alternatif?
Épissage alt. peut produire de long ou de cours variants d,ARNm en sautant un exon, en retenant un intron, ou en alternant l’usage des sites d’épissages donneur et accepteur
Au niveau de la protéine, la séquence d’a.a peut être altérée par la délétion ou l’insertion de domaines, de décalement (frame-shift) ou par des codons stop
Quel base est le résultat d’une déamination de C
U
Quel base est le résultat d’une déamination de G
I
