Med Genetique-Transcription Eucaryotes

LA TRANSCRIPTION DE L’ADN
CHEZ LES EUCARYOTES
Année universitaire 2010/2011 DR. OULDJAOUI AHMED

La transcription : chez les eucaryotes
La transcription : chez les eucaryotes
 Mécanisme similaire, mais beaucoup plus complexe
 Plusieurs ARN polymérase :
ARN polymérase I (A) qui synthétise les RNA cytoplasmiques: RNA
ribosomiques (18S - 5,8S - 28S)
ARN polymérase II (B) : qui synthétise les RNA messagers certains
des snRNA
ARN polymérase III (C) : qui synthétise les petits RNA (tRNA,
rRNA5S, snRNA, 7SL-RNA).
ARN polymérase IV spécialisé dans la transcription de l’ADN
mitochondrial et la synthèse de l’hétérochromatine chez les plantes.
 Nombreux cofacteurs protéiques nécessaire à la fixation de l’ARN

polymérase sur l’ADN.
 Structure des gènes des eucaryotes :
Gènes fragmentés
Exons : ADN contenant l’information génétique (traduit en acides
aminés)
Introns : séquences intercalaires, fonctions ?
Rôle des différents ARNs
Noyau, migre
dans le
cytoplasme
(ribosomes)
Cytoplasme
Cytoplasme
1. Les différentes phases de la transcription
➣Étapes nucléaires :
Transcription intégrale du gène (exons + introns)

 Addition du « cap » en 5’ :
GMP méthylé sur l’azote 7 (donc charge +)
Mise en place rapide (avant la fin de la transcription)
Liaison au 1er nucléotide par une liaison anhydride
Protection de l’ARNm des enzymes de dégradation
 Addition de polyA
Après transcription, addition d’environ 250 A
Aide passage vers cytoplasme
 Étapes cytoplasmiques :
 Maturation du pré-ARNm
 Épissage = coupure et élimination des introns
LES FACTEURS EN AMONT
TATAA : située à environ -25 pb du site +1
Initiateur (Inr) Py2CAPy5: -3 - +5
DPE (Downstream promoter element): +28 - +32
LES PROMOTEURS EUCARYOTES SONT COMPLEXES
EXEMPLE DE PROMOTEURS RECONNUS PAR L’ARN POL II
Chez les eucaryotes le promoteur comprend toutes les séquences importantes

pour l’initiation de la transcription. Il est modulaire et complexe
Promoteur basal: -TATA box (-25) TATAWAW avec W=A ou T

-Inr YYA (+1) NWYY avec Y=C ou T
Eléments en amont: CAAT ou GC ou octamère (oct)
En général les promoteurs eucaryotes ne contiennent pas l’ensemble de ces

éléments
Les nombres et positions des éléments en amont sont variables
1.1. Initiation de la transcription et terminaison
Signaux moléculaires nécessaires à l’initiation:
30 pb : Boite TATA (équivalente de la Pribnow des

procaryotes)
70 pb : CAAT ou Enhancer (virus): stabilisation du complexe

ADN-ARNp
Signal de terminaison:
Séquence de 6 pb à la fin du gène reconnue par ARN-

endonucléase
>>> Extrémité 3’ formée est polyadénylée dans le nucléoplasme.
1.2. L’ARN polymérases II
Formation du complexe
d’initiation de la
transcription chez les
eucaryotes.
Ce complexe est formé de
l’ARN polymérase II et de
nombreux facteurs de
transcription. L’un deux,
TBP, se lie à la TATA box
(séquence consensus TATAA)
située 25 à 30 nucléotides en
amont du site d’initiation de
la transcription. D’autres
facteurs de transcription se
lient ensuite à TBP et
l’ensemble recrute l’ARN
polymérase II qui pourra
initier la transcription
1.3. Elongation de la transcription
Elle nécessite un dernier facteur qui est le facteur TFIIS.

1.4. Terminaison de la transcription
la transcription se termine aux alentours de la séquence de polyadénylation.

Une fois la séquence de polyadénylation transcrite (en rose), la protéine
CPSF (cleavage and polyadenylation specficity factor) qui était associée à
l’ARN polymérase s’y lie. La perte de l’interaction CPSF/ARN polymérase
déstabilise le complexe de transcription.
2. Modification post-transcriptionnelle
•Capping
•Polyadénylation
•Epissage
2.1. La maturation des ARNm, une spécificité des eucaryotes
2.1.1. L’ajout de la coiffe (capping)
Structure de la coiffe
2.1.2. Modèle du clivage et de la polyadénylation des pré-ARNm
dans les cellules de mammifères
PABII
PAP
2.1.3. Epissage des ARN transcrits
 Les Exons sont des régions de l’ADN contenant l’information génétique (régions
traduites)
 Les Introns sont des régions de l’ADN qui seront éliminés lors de la maturation
des ARNm (régions non traduites)
7700 pb
1872 nucléotides
2.1.3.1. Les sites d'épissage
- Bordure 5’ de l’intron : GU (site donneur)

Bordure 3’ de l’intron : AG (site accepteur)
- Nucléotides adjacents à GU et AG sont aussi plus ou moins conservés
- Un A (site de branchement)
- entre la bordure 3’ et le A : région riche en pyrimidines
2.1.3.2. Exemple de séquences des points d’épissage
Région du gène Exon Intron Exon
Ovalbumine (intron 2) UAAG GUGAGC ………. UUACAG GUUG
Ovalbumine (intron 3) UCAG GUACAG ………. AUUCAG UCUG
β globine (intron 1) GCAG GUUGGU ………. CCUUAG GCUG
β globine (intron 2) CAGG GUGAGU ………. CCACAG UCUC
Immun globine (intron 1) UCAG GUCAGU ………. UUGCAG GGGC

2.1.3.3. Excision de l'intron par formation d'un lasso
L'excision-épissage est réalisée par réaction d'un nucléotide à adénine (A)

situé dans l'intron avec un nucléotide à guanine situé en 5' de l'intron. Cela
entraîne la séparation de l'intron d'avec l'exon 1 (situé en amont) et la
formation d'une structure en lasso interne à l'intron. Ensuite, l'extrémité 3'
de l'exon 1 réagit avec l'extrémité 5' de l'exon 2 permettant l'épissage des
deux exons et la libération du lasso qui sera dégradé par des ribonucléases.
2.1.3.4. Principe général du mécanisme d’épissage.
L’épissage est catalysé par des

snRNP (small nuclear
Ribonucleotide Particles)
symbolisées par des ronds
colorés, plus d’autres protéines
(la plupart ne sont pas
représentées), l’ensemble
constituant le spliceosome.
Les RNP sont des structures
multimoléculaires composées de
protéines et de petits ARN. U1 et
U2 se fixent d’abord sur le pré-
messager, puis U4 et U6
viennent interagir avec U1 et U2,
ce qui rapproche les deux
extrémités exoniques. Puis
l’activité catalytique du
spliceosome permet de cliver la
séquence intronique et de liguer
les séquences exoniques.
2.1.3.5. Epissage alternatif
Permet de générer des protéines différentes à partir d’un même gène
Epissage alternatif d’un pré-mRNA qui code un facteur de transcription. Dans cet
exemple, le facteur de transcription est codé par 4 exons: le premier code le domaine
de liaison à l’ADN, le deuxième un domaine de fonction inconnue, le troisième le
domaine permettant l’activation de la transcription et le quatrième un domaine de
fonction inconnue.
Le pré-mRNA peut subir deux épissages différents. Dans le premier cas (à gauche),
les 3 introns sont éliminés et les 4 exons sont ligués, générant un mRNA qui code le
facteur de transcription pleine longueur et actif. Dans le deuxième cas (à droite),
l’exon 2 est ligué à l’exon 4 au lieu d’être ligué à l’exon 3, ce qui génère un facteur de
transcription inactif car dépourvu du domaine d’activation de la transcription.

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CHEZ LES EUCARYOTES

Année universitaire 2010/2011 DR. OULDJAOUI AHMED

 Nombreux cofacteurs protéiques nécessaire à la fixation de l’ARN

Transcription intégrale du gène (exons + introns)

Chez les eucaryotes le promoteur comprend toutes les séquences importantes

Promoteur basal: -TATA box (-25) TATAWAW avec W=A ou T

En général les promoteurs eucaryotes ne contiennent pas l’ensemble de ces

Signaux moléculaires nécessaires à l’initiation:

30 pb : Boite TATA (équivalente de la Pribnow des

70 pb : CAAT ou Enhancer (virus): stabilisation du complexe

Séquence de 6 pb à la fin du gène reconnue par ARN-

Elle nécessite un dernier facteur qui est le facteur TFIIS.

la transcription se termine aux alentours de la séquence de polyadénylation.

- Bordure 5’ de l’intron : GU (site donneur)

Région du gène Exon Intron Exon

Ovalbumine (intron 2) UAAG GUGAGC ………. UUACAG GUUG

Ovalbumine (intron 3) UCAG GUACAG ………. AUUCAG UCUG

β globine (intron 1) GCAG GUUGGU ………. CCUUAG GCUG

β globine (intron 2) CAGG GUGAGU ………. CCACAG UCUC

Immun globine (intron 1) UCAG GUCAGU ………. UUGCAG GGGC

L'excision-épissage est réalisée par réaction d'un nucléotide à adénine (A)

L’épissage est catalysé par des

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