Fiche de révision : Maturation des ARN pré-messagers

📋 Plan du Cours

1. Étapes générales de maturation
2. Formation de la coiffe 5’
3. Épissage des pré-ARNm
4. Épissage alternatif et diversité
5. Polyadénylation et biogenèse

📖 1. Étapes générales de maturation

📝 Points essentiels

• 🔄 La maturation des pré-ARNm comprend trois étapes principales:

  1. Formation de la coiffe en 5’
  2. Épissage
  3. Polyadénylation en 3’

• La maturation des pré-ARNm est simultanée à leur synthèse par l’ARN polymérase II et l’épissage des introns peut donc être cotranscriptionnel.

💡 Astuce mémo

Coiffe 5’ → épissage → polyadénylation 3’

📖 2. Formation de la coiffe 5’

🔑 Notions clés & Définitions

• Coiffe 5’ : Une 7-méthylguanosine ajoutée au premier nucléotide de l’ARN par une liaison 5’-5’ triphosphate, selon la notation 7mGpppN.

★ À maîtriser

• 🔄 La formation de la coiffe suit trois étapes:

  1. Hydrolyse du premier triphosphate en biphosphate par une ARN 5’ triphosphatase
  2. Ajout de GMP par une guanylyltransférase via une liaison 5’-5’
  3. Méthylation de la position 7 du GMP par une méthyltransférase

• La coiffe 5’ protège l’extrémité 5’ des ARN contre la dégradation par les exonucléases 5’ → 3’, ce qui augmente leur durée de vie.

Compléments

• La coiffe en 5’ apparaît dès que 20 à 30 résidus ont été fabriqués sur le brin d’ARN en formation.

• Dans le noyau, la coiffe est reconnue par le complexe de fixation CBC, qui facilite le transport de l’ARN vers les pores nucléaires, puis dans le cytoplasme elle est reconnue par eIF4E et permet l’interaction de l’ARNm avec les ribosomes.

💡 Astuce mémo

Hydrolyser → ajouter le GMP → méthyler

📖 3. Épissage des pré-ARNm

🔑 Notions clés & Définitions

• Épissage : Le processus qui découpe les introns et relie les exons adjacents d’un pré-ARNm sous forme de lasso, grâce à deux réactions de transestérification.
• Spliceosome : Une structure multiprotéique contenant plus de 200 protéines et cinq petites ribonucléoprotéines nucléaires : U1, U2, U4/U6 et U5.

📝 Points essentiels

• Une unité d’épissage comprend les éléments suivants:

  • Site donneur 5’
  • Site accepteur 3’
  • Site de branchement situé à 20–30 paires de bases en amont du site accepteur
  • Région riche en pyrimidines entre le site de branchement et le site 3’

• Les deux premières bases de l’intron au site donneur 5’ sont toujours GU, tandis que les deux dernières bases au site accepteur 3’ sont toujours AG.

• Lors de l’épissage, U1 et U2 reconnaissent les séquences cibles, U4/U6 et U5 sont recrutés, deux transestérifications relient les exons et libèrent l’intron, puis les snRNP sont recyclées.

💡 Astuce mémo

L’intron forme un lasso pendant que les exons se rejoignent

📖 4. Épissage alternatif et diversité

★ À maîtriser

📌 Les séquences activatrices ESE et ISE favorisent la reconnaissance des exons, tandis que les séquences inhibitrices ESS et ISS la réduisent.

📌 Les protéines SR, riches en sérines et arginines, favorisent généralement l’inclusion des exons, tandis que les protéines hnRNP la réfrènent.

• L’épissage alternatif produit des ARNm différents et peut être dépendant du tissu, ce qui constitue une source de diversité du transcriptome et du protéome.

Compléments

• La sélection de régions 5’ différentes peut modifier l’efficacité de la traduction, tandis que la sélection de régions 3’ différentes peut modifier la stabilité des ARNm.

💡 Astuce mémo

Protéines SR : inclusion des exons ; hnRNP : répression de l’inclusion

📖 5. Polyadénylation et biogenèse

★ À maîtriser

• La maturation de l’extrémité 3’ comprend le clivage par une endonucléase 20 bases en aval du signal AAUAA, puis l’ajout de 100 à 200 résidus A par la polyA polymérase.

• La séquence polyadénylée n’est pas codée par l’ADN et la protéine PABP se fixe sur la queue polyA.

• Le contrôle qualité reconnaît les ARN aberrants et les dégrade afin de vérifier la transcription, la maturation, l’exportation, l’intégrité, la traduction et la durée de vie des ARN.

• Dans le noyau, les ARNm contenant des introns, dépourvus de coiffe ou dépourvus de queue polyA en 3’ sont dégradés.

• Dans le cytoplasme, le nonsense-mediated mRNA decay dégrade les ARNm contenant des codons stop prématurés.

Compléments

• Les ARNm matures et polyadénylés sont exportés vers le cytoplasme, où PABPC se lie à la queue polyA et favorise leur traduction par le ribosome 80S.

💡 Astuce mémo

Maturation correcte → export cytoplasmique ; défaut → dégradation

📊 Tableaux de synthèse

Signaux et facteurs de l’épissage