Fiche de révision : Transcription et maturation des ARN

📋 Plan du Cours

1. Structure et composition des ARN
2. Types et fonctions des ARN
3. Organisation des gènes eucaryotes
4. Mécanisme de transcription
5. Transcrit primaire et maturation
6. Coiffe et queue polyA
7. Épissage et défauts de maturation

📖 1. Structure et composition des ARN

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN : Polymère simple brin synthétisé par polycondensation de nucléotides dans le sens 5′ vers 3′.

★ À maîtriser

📌 L’ARN diffère de l’ADN par son ribose à la place du désoxyribose, par l’uracile à la place de la thymine, par une taille généralement plus courte et par sa structure simple brin.

Compléments

• Les nucléotides de l’ARN sont :
  • AMP
  • GMP
  • CMP
  • UMP

💡 Astuce mémo

ARN : ribose et U ; ADN : désoxyribose et T

📖 2. Types et fonctions des ARN

★ À maîtriser

• Les ARNm portent l’information à traduire et représentent 5 % des ARN mentionnés.

• Les ARNr participent à la structure des ribosomes et représentent 80 % des ARN mentionnés.

• Les ARNt transportent les acides aminés activés pour la traduction et représentent 15 % des ARN mentionnés.

Compléments

• Les petits ARN cités comprennent :
  • snRNA
  • snoRNA
  • siRNA
  • miRNA
  • piRNA

📌 Les siRNA sont présentés comme exogènes ou utilisés in vitro pour le silencing d’un gène, tandis que les miRNA sont endogènes et régulent l’expression génique ; les deux diminuent la synthèse protéique.

• Les ARNt mesurent 70 à 90 nucléotides, sont spécifiques d’un acide aminé et présentent une structure secondaire en feuille de trèfle.

📖 3. Organisation des gènes eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène mosaïque : Gène eucaryote organisé en alternance d’exons exprimés et d’introns intercalaires non exprimés.

★ À maîtriser

• Le promoteur est une région d’ADN impliquée dans l’initiation de la transcription et reconnue avec l’intervention de facteurs généraux de transcription.

Compléments

• Un gène est délimité par le site d’initiation de la transcription, situé après le promoteur et désigné +1, et par le site de terminaison de la transcription.

📖 4. Mécanisme de transcription

★ À maîtriser

• L’ARN polymérase I transcrit les ARNr sauf le 5S, l’ARN polymérase II transcrit les ARNm et l’ARN polymérase III transcrit les ARNt et l’ARNr 5S.

• 🔄 La transcription suit les étapes principales suivantes :

  1. Les facteurs généraux s’assemblent sur le promoteur.
  2. L’ARN polymérase se fixe au promoteur.
  3. L’ARN polymérase lit le brin matrice dans le sens 3′ vers 5′.
  4. L’ADN est déroulé puis réhybridé au cours du déplacement de la polymérase.
  5. L’ARN est synthétisé dans le sens 5′ vers 3′.
  6. Au site de terminaison, l’ARN est libéré et la polymérase se dissocie de l’ADN.

📌 Le brin matrice est lu par l’ARN polymérase, tandis que le brin codant possède une séquence identique à celle de l’ARN produit, à la différence que l’ADN contient T et l’ARN U.

Compléments

• L’ordre d’assemblage cité est :
  • TBP
  • TFIID
  • TFIIA
  • TFIIB
  • TFIIF

💡 Astuce mémo

Promoteur → fixation de la polymérase → élongation → terminaison

📖 5. Transcrit primaire et maturation

🔑 Notions clés & Définitions

• Transcrit primaire : ARN produit à partir d’une unité de transcription, qui comprend des exons, des introns et des séquences non traduites aux extrémités 5′ et 3′.

★ À maîtriser

• Chez les eucaryotes, la transcription des gènes codant des protéines se déroule généralement dans le noyau, tandis que la traduction de leurs ARNm se déroule généralement dans le cytoplasme.

Compléments

• L’ARNm transporte l’information génétique du noyau vers le cytoplasme, où les ribosomes du réticulum endoplasmique peuvent le traduire.

• La taille de l’ARNm varie selon la protéine à traduire et sa durée de vie est courte.

📖 6. Coiffe et queue polyA

★ À maîtriser

• La coiffe 5′ est un nucléotide modifié ajouté à l’extrémité 5′ de l’ARNm par l’action successive de plusieurs enzymes nucléaires.

• La coiffe 5′ protège l’ARNm de la dégradation par les ribonucléases et permet le recrutement du ribosome après l’export dans le cytoplasme.

• La polyadénylation ajoute une succession d’adénosines à l’extrémité 3′ de l’ARNm, par l’action de la polyA polymérase, et la queue peut atteindre environ 200 nucléotides.

Compléments

• La polyadénylation est initiée par le signal spécifique 5′-AAUAAA-3′ porté par l’ARN.

• La queue polyA contribue à la stabilité de l’ARNm, à son export nucléaire et à l’efficacité de sa traduction.

💡 Astuce mémo

Une coiffe protège l’extrémité 5′ et une queue termine l’extrémité 3′

📖 7. Épissage et défauts de maturation

🔑 Notions clés & Définitions

• Épissage : Excision des introns du pré-ARNm et jonction des exons, réalisée par un complexe enzymatique appelé spliceosome.

★ À maîtriser

📌 Un défaut d’épissage n’implique pas l’absence de transcription : un intron conservé dans l’ARN indique que l’ARN a été synthétisé, mais que sa maturation est anormale.

• La maturation de l’ARNm comprend la coiffe 5′, l’épissage et la formation de la queue polyA ; l’ARNm mature peut ensuite être exporté vers le cytoplasme pour y être traduit.

Compléments

• Dans un ordre chronologique simplifié, le pré-ARNm est synthétisé, reçoit la coiffe 5′, subit l’épissage, puis son extrémité 3′ est clivée et reçoit une queue polyA ; ces événements peuvent en réalité se chevaucher.

• Pour le brin codant 5′–ATG GAA [GTTAACAG] TTT CAA TAA–3′, l’ARNm mature normal est 5′–AUG GAA UUU CAA UAA–3′ après excision de l’intron et remplacement de T par U.

• Si l’intron GTTAACAG est conservé dans l’exemple, la séquence d’ARN contient le triplet UAA dans l’intron, mais celui-ci n’est pas dans le cadre de lecture et ne provoque donc pas d’arrêt prématuré de la traduction.

• Un défaut d’épissage peut produire une protéine tronquée susceptible de perdre sa fonction et un ARNm anormal susceptible d’être dégradé, ce qui peut diminuer la quantité d’ARNm disponible pour la traduction.

💡 Astuce mémo

Intron conservé → stop prématuré possible → protéine tronquée

📊 Tableaux de synthèse

Principales ARN polymérases eucaryotes

Modifications de maturation des ARNm