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INTRODUCTION
Les bases azotées
Nucléosides et nucléotides
Structure I des acides nucléiques
Structure II de l'ADN
Structure II de l'ARN
Propriétés physicochimiques hybridation
Acides nucléiques et information génétique
Transfert d'information
BIOSYNTHESE DE L'ADN
La réplication chez les eucaryotes
La réplication chez les procaryotes
La transcription inverse
Différence entre procaryotes et eucaryotes
BIOSYNTHESE DE L'ARN
Transcription chez les eucaryotes
Transcription chez les procaryotes
ARN replicase ou ARN synthétase
BIOSYNTHESE DES PROTEINES
Traduction chez les eucaryotes
Traduction chez les procaryotes
Différences
GRENIER
Formules des acides nucléiques
Formules des acides aminés
Définitions
Spectrophotométrie
LE WESTERN BLOT
LES OPERONS
Actualités dans le monde de la biochimie
La stéréographie

Transcription chez les eucaryotes

Chez les procaryotes il n'y a pas vraiment de noyau, alors que chez les eucaryotes il est très clairement définit. Ainsi, les procaryotes peuvent coupler transcription et traduction, mais les eucaryotes non. La transcription chez les eucaryotes se passe dans le noyau et la traduction se fera dans le cytoplasme.

maturation de l'ARN

La formation des ARN se fait grâce à 3 ARN polymérase ADN dépendantes:

ARN pol Idans le nucléoleenviron 60% des ARN cellulaire
ARN pol IIdans le nucléoplasmeenviron 30% des ARN cellulaire
(synthèse des hnRNA)
ARN pol IIIdans le nucléoplasmeenviron 10% des ARN cellulaire
tRNA et RNA 5s

La transcription ne nécessite pas d'amorce contrairement à la réplication. La synthèse se fait de 5'->3' comme pour la réplication mais ici, il n'y a pas d'activité exonucléasique : aucune correction n'est possible. Pour les eucaryotes (comme pour les procaryotes) les tRNA et rRNA sont transcrits en précurseurs qui subissent des clivages pour pouvoir fournir plusieurs rRNA et tRNA selon l'opéron. Les tRNA ainsi obtenu n'ont pas de 5'CCA3' en général. Ils doivent donc subir une maturation (voir partie biosynthèse des protéines), ajout de CCA, méthylation...


L'ARN pol ADN dépendante ou transciptase

Cette enzyme catalyse la réaction suivante :

w ATP + x GTP + y CTP + z UTP ---> [(AMP)w,(GMP)x,(CMP)y,(UMP)z] + ( w + x + y + z ) PPi

Comme pour la réplication :

  • L'ADN sert de matrice (template),
  • La synthèse (ici d'ARN) se fait de 5'->3',
  • Se passe en 3 étapes : initiation, élongation, terminaison,
  • L'initiation se fait au niveau d'une région particulière (ici promoteur),
  • La synthèse nécessite l'ouverture de l'ADN,
  • La terminaison se fait au niveau d'une région particulière (ici terminateur).

Particularité de la transcription :

  • Les brins d'ARN ont une purine en 5' : pppA ou pppG,
  • Seul 1 des 2 brin de l'ADN est transcrit,
  • 1 gène -> 1 chaine peptidique.

Maturation de l'ARNm

L'ARNm dans les cellules eucaryotes ressemble à ceci :

ARNm ARN messager

ORF signifie open reading frame, c'est la phase ouverte de lecture, la partie codante. Alors que juste après la transcription on a un hnRNA (hétérogène nucleaire) qui ressemble à:

rnRNA hnRNA heterogene nucleaire RNA

Cet hnRNA a donc subit plusieurs maturations successives:

  1. Coiffe en 5',
  2. Polyadénylation en 3',
  3. Elimination des introns.

1. Coiffe en 5'

Cette coiffe empèche la dégradation en 5' de l'ARN par des exonucléases et augmente l'affinité des enzymes de la traduction pour cet ARN.

coiffe ARN

La guanine rajoutée est ensuite méthylée par la guanine-7-méthyl transférase sur le n7. La guanine peut être méthylée sur la base ou sur le ribose.


2. Polyadénylation en 3'

Cette queue polyA est ajoutée grâce à la polyA polymérase. Les seuls ARN échappant à cette maturation sont ceux codant pour les histones. La polyadénylation protège l'extrémité 3' de l'ARN des exonucléases. Cette queue polyA est une aubaine pour les biochimistes car elles est très utile pour séparer des ARNm d'autres ARN grâce à des colonnes d'oligo-dT (ou U) sépharose. Elle permet la synthèse d'ADNc en appariant un fragment dT qui sert d'amorce à la reverse transcriptase.


3. Splicing, excision-épissage

Chez les eucaryotes, un gène n'est pas une séquence codante mais un ensemble de séquences codantes (exons) séparées par des séquences non-codantes (introns).

Séquences consensus des introns avec les extremités des 2 exons voisins :

splicing epissage elimination des introns

Le splicing se fait grâce à des hnRNP, ce sont des complexes ribonucléoprotéiques.

Première étape de la maturation : clivage de l'ARN en 5' de l'intron.

Deuxième étape : formation d'une boucle par liaison 2'-5' entre le G terminal de l'intron et a interne à l'intron (voir la séquence consensus juste ci-dessus).

Troisième étape : transesterification, le OH du G (en 3' de l'exon) attaque la liaison entre intron et exon, l'intron est libéré et les 2 exons sont liés.

Cette efficacité est évidemment due aux séquences consensus mais aussi grâce aux snurps (small nuclear binonucleoprotein particles) qui sont en fait des snRNAs (small nuclear rnas) associés à des protéines.

L'élimination des introns peut se faire spontanément par un processus auto-catalytique. Il en existe de 2 types : les introns du groupe I et les introns du groupe II. La différence réside dans l'hydroxyle qui attaque:

  • groupe I : 3' OH du G ou du GMP
  • groupe II et pré-mRNA d'origine nucléaire : le 2' OH du A interne (dans l'intron) proche de l'extrémité 3' de l'intron.

On appelle ribozyme un ARN doué d'activité catalytique.

Pour l'ARN de virus l'auto-excision se fait grâce à des structures dites en têtes de marteau. Cette structure est composée de 2 brins, un petit brin d'ARN qui peut faire environ 20 nucléotides et clive le brin complémentaire à un endroit très précis.

Avec un même pré-mRNA, si on fait un type d'épissage on aura un type de protéine. Si on change le type d'épissage, on aura une autre protéine.

site donneur - site accepteur pré mRNA Différents types de splicing, epissage

Il existe des sites d'épissage fort, faible, proximal (proche) et distal (distant). Si deux sites forts sont occupés, le site proximal est prioritaire. Les sites forts sont prioritaires faces aux sites distals.

Et entre un site proximal faible et un site distal fort, lequel est prioritaire?

Avec la protéine asf (alternative binding protein) le site proximal est prioritaire.

Sans la protéine asf (alternative binding protein) le site fort est prioritaire.



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Transcription chez les procaryotes

Comme pour la réplication :

  • L'ADN sert de matrice (template),
  • La synthèse (ici d'ARN) se fait de 5'->3',
  • Se passe en 3 étapes : initiation, élongation, terminaison,
  • L'initiation se fait au niveau d'une région particulière (ici promoteur),
  • La synthèse nécessite l'ouverture de l'ADN,
  • La terminaison se fait au niveau d'une région particulière (ici terminateur).

Les procaryotes possèdent 1 seule RNA pol, mais celle-ci est constituée de plusieurs sous-unités:

holoenzyme RNA pol, synthese ARNT ARN transfert

Cet holoenzyme se charge de la synthèse d'ARNt,r ou m indifféremment.

Le core enzyme se lie à l'ADN à n'importe quel niveau et n'entraîne pas l'ouverture de la double hélice d'ADN. L'holoenzyme se lie à l'adn sur des sites de fixation spécifiques (promoteurs) et entraine l'ouverture de l'ADN à ce niveau. La synthèse de l'ARN avec comme matrice un des 2 brins d'ADN peut commencer. Très rapidement sigma se détache, car il a une forte affinité pour ce site, si il reste l'élongation ne se fait pas.

Quelques chiffres :

  • L'hybride ARN*ADN fait 12 paires de bases.
  • L'ouverture se fait sur 17 paires de bases.
  • l'enzyme recouvre 60 paires de bases d'ADN.

Contrairement à l'ADN pol, l'ARN pol n'a pas d'activité exonucléasique (activité correctrice). Mais le manque d'activité correctrice est sans gravité pour plusieurs raisons:

  • Il n'y a pas de transmission à la descandance,
  • Le taux d'erreurs est relativement faible : 10-4 à 10-5,
  • Il y a beaucoup de molécules d'ARNm,
  • Le temps de demi-vie de l'ARNm est relativement court.
Sous uniteFonction
β
se charge de la fixation de nucléosides tri-phosphates
β'
se charge de la fixation de la matrice
α
reconnaissance probable des promoteurs
σ
reconnait les promoteurs "forts"

Seul un des 2 brins d'ADN est transcrit à la fois mais les produits de transcription peuvent provenir d'un des 2 brin ou des 2 brins.

transcription un des 2 birns d ADN

Le point de départ est le nucléotide numéro +1, c'est la paire de base qui correspond au premier nucléotide de l'ARN. Le point de départ fait partie du promoteur. Il existe 2 séquences consensus en amont du point de départ :

  • Séquence -10 ou encore TATA box (car riche en A et en T)
  • Séquence -35

Ces 2 séquences sont séparées par 17 paires de bases, ce nombre est important car il est conservé au travers des espèces.

La terminaison peut se faire de 2 façons:

Spontanément : terminaison indépendante du facteur rho. La séquence de l'ADN est une séquence palindromique riche en GC suivit de A: l'ARN va donc être constituée d'une séquence palindromique (C)n (G)n suivit de U. Ceci forme une tige boucle stable suivit d'un poly RU apparié aux poly DA. L'appariement entre RU et DA est peu stable, l'ARN se décroche de l'ADN de façon spontanée, l'ADN se referme et l'enzyme minimum libère l'ADN.

Facteur rho : rho est une protéine héxamérique qui se lie à l'ARN grâce à la protéine NUSa qui est fixée au niveau d'une tige boucle de l'ARN en cours de synthèse. Cette tige boucle est due à une séquence particulière de l'ADN appelée site nut. La formation de la tige boucle ralenti l'enzyme minimum favorisant la liaison de NUSa à l'ARN. Une fois rho fixée sur l'ARN elle se dirige vers l'extrémité 3' qui est en cours de synthèse. Lorsqu'elle a rattrapée l'extrémité 3' elle décroche l'ARN. L'ADN se referme et l'enzyme minimum libère l'ADN.



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Replication de l'ARN chez les virus à ARN

Cette enzyme ou encore ARN polymérase ARN dépendante est utilisée par les virus à ARN pour la réplication de leur génome ribonucléique. L'ARN des virus peut être + (=ARNm), - (ARN complémentaire) voir un duplex ±, il y a donc différentes stratégies de réplication.

VirusARNStrategie
Groupe 1+synthèse d'un brin - qui sert de matrice pour la synthèse de nombreux brins +
Groupe 2-sert de matrice pour la synthèse de nombreux brins +
Groupe 3±le brin - sert de matrice pour la synthèse de nombreux brins +
Groupe 4+synthèse d'ADN qui sert de matrice pour la synthèse de nombreux brins +

L'ARN réplicase est codée par le génome du virus soit partiellement, soit totalement. La seule différence avec l'ARN pol des cellules est la matrice : l'ARN au lieu de l'ADN. Un brin - permet la synthèse de nombreux brins + en même temps :

replication de l'ARN, ARN replicase

Les brins + qui sont des ARNm ne possèdent que 4 gènes chez le bactériophage Qβ :

  • Un pour la protéine de capside,
  • Un pour la protéine de maturation,
  • Le gène d'une des sous-unité de l'ARN réplicase,
  • Un pour la protéine de lyse.


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Vos questions, vos commentaires :
Jooj - Le 2011-01-13 14:59:23
le role de l`epissage il sere a couper les introns ( eucaryote)
liliane - Le 2011-01-14 17:58:13
quel est le rol de la cape,et pour quoi les modificatios sont faites que chez les eucaryotes?
souzi - Le 2011-02-07 19:50:30
Profbioch - Le 2011-02-08 02:01:47
djalel - Le 2011-03-23 17:56:13
MERCI BIEN
mimi - Le 2011-05-09 14:17:18
merci pour l'aplication et quel est rol d' ADN dans la cellule eucaryot
nafous - Le 2011-05-22 21:18:27
slut a ts c koi le signal de debut et la finde transcription chez les eucaryote et procaryot merci d avence
daideche abdelmoumene - Le 2011-05-26 15:48:02
taf - Le 2011-06-08 17:22:03
- Le 2011-11-24 21:29:29
sarah GFA - Le 2012-01-01 14:31:57
sarah GFA - Le 2012-01-01 14:38:56
sarah GFA - Le 2012-01-01 14:51:34
sarah GFA - Le 2012-01-01 14:51:54
loubna - Le 2012-01-06 16:08:32
loubna - Le 2012-01-06 16:08:33
nenousa - Le 2012-10-10 18:27:58
comment e fait la trancription ur le brin tardif
mina - Le 2012-12-11 00:15:26
kouka - Le 2013-01-07 11:54:10
MERCI
kouka - Le 2013-01-07 11:56:47
nanana - Le 2013-01-27 13:54:28
nanana - Le 2013-01-27 13:55:19
amoula - Le 2013-03-04 11:14:34
svp je demande la maturation de ARN de transfer
jean luc - Le 2013-04-18 19:55:51
POURQUOI CHEZ LES PROCARYOTES IL N'Y A PAS LE PROCESSUS DE MATURATION,
otis - Le 2013-10-17 10:56:24
mimobia - Le 2013-10-22 19:15:15
est-ce-que l'ARN polymerase est seul et capable d'initier la transcription?
fama - Le 2013-11-13 17:37:47
mahdiii - Le 2013-11-13 17:40:09
khawla - Le 2014-01-05 18:42:50
Kamal - Le 2014-01-14 16:05:19