modification post- transcriptionnelle

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2 Sommair e  Définition et Rôle des modification post- transcriptionelle  Modification des extrémités a)Addition de la coiffe en 5’ b) Polyadenylation  Modification de la séquence de nucléotides a)-Mécanisme d’épissage b)- Édition des ARN  Les modifications chimiques 1-La pseudouridylation 2-Méthylation des ARN

3 Définition et Rôle des modification post-transcriptionelle Définition et Rôle des modification post-transcriptionelle

4  Ce type de modification joue un rôle primordial dans l'expression des gènes. Ainsi,sont considérées comme étant des vecteurs de régulation post- transcriptionnelles Les modification post- transcriptionelle c‘est l’ensemble des modifications qu'un ARN subit après avoir été transcrit qui conduisent à leur maturation avant d’être transportés dans le cytoplasme. Définition

5  Ce type de modification joue un rôle primordial dans l'expression des gènes,Ainsi,est considérées comme étant un vecteurs de régulation post- transcriptionnelles Le rôle

6 Modification des extrémités

7  A. Structure moléculaire de la coiffe:  La méthylation additionnelle de la coiffe m2,2,7G se produit sur les deux premiers nucléotides, en position 2' du ribose  La méthylation additionnelle de la coiffe m2,2,7G se produit sur les deux premiers nucléotides, en position 2' du ribose a) Addition de la coiffe en 5’ (capping) La première modification affectant les transcrits primaires des eucaryotes

8 B. Synthèse nucléaire de la structure coiffe. Le phosphate-γ trouvé à l’extrémité 5’ de l’ARN pré-m est initialement hydrolysé par l’ARN triphosphatase transforme une molécule GTP en GMP pour ensuite la transférer à l’extrémité diphosphorylée de l’ARN pré-m. résidu guanosine en position N7 par l’ARN méthyltransférase via l’intermédiaire du composé S- adénosyl-L-méthyonine (SAM).

9  Le role de la coiffe : Il protège l'extrémité 5' des ARN contre la dégradation par des exo nucléases, augmentant ainsi leur temps de demi-vie  La coiffe est un élément essentiel permettant aux ARN messagers d'être traduits dans la cellule.  elle permet le recrutement du ribosome qui va traduire l'ARN messager.

10 La Polyadenylation ou la queue poly (A),consiste a l'addition de nombreux ribonucléotides de type Adénosine (A) à l'extrémité 3' des ARNm, dans le noyau.Sa longueur varie de 100 à 250 nuc. b) Polyadenylation

11  La synthèse de la queue poly A la queue poly A produite de façon post-transcriptionnelle par un clivage endonucléolytique des ARNprém qui induit la production d’une extrémité 3’-OH sert d’amorcé la synthèse  pour que cette synthèse s’effectue elle nécessite la présence de trois site spécifique DSE

12 1-facteurs qui interviens dans la synthèse de la queue poly A  CPSF (cleavage and polyadénylation specificity factor ) : reconnu la séquence AAUAAA  CStF (cleavage stimulatory factor): reconnu la séquence DSE  CF:(splicing factor) reconnu le site POLYA  PAP (poly- A-polymérase): permet Le clivage endonucléolytique  PABP2 (poly(A) binding protein II) : stabilise la queue poly(A)  CPSF (cleavage and polyadénylation specificity factor ) : reconnu la séquence AAUAAA  CStF (cleavage stimulatory factor): reconnu la séquence DSE  CF:(splicing factor) reconnu le site POLYA  PAP (poly- A-polymérase): permet Le clivage endonucléolytique  PABP2 (poly(A) binding protein II) : stabilise la queue poly(A) Le complexe du clivage La protéine PABA2

13 L'extension C- terminale de l'ARN pol II (La queue CTD ) permettre le recrutement des facteurs nécessaires au clivage du pré- ARNm après le signal de polyadénylation (AAUAAA). 2-Le mécanisme de La synthèse de la queue poly A

14 Formation du complexe de clivage par la fixation des facteurs CPSF sur la séquence AAUAAA et CSTF sur le domaine DSE et les cfI et cfII sur le site POLYA Recrutement de la protéine polyA polymérase (PAP) Clivage d’ARNprém libération d’un OH de l’extrémité 3’ qui servira d’amorcé la synthèse de la queue A

15 Dégradation du fragment enlever et libération des complexe CF et CSTF La PAP utilise l'ATP comme substrat pour allonger la queue POLY une autre protéine régulatrice PABPII qui est constitué de plusieurs monomère dont chacun va se lie à tous les 10 à 20 A en utilisant aussi de l’ATP qui va stabilisé la synthèse et augmente l’activité de l’enzyme PAP

16  Indispensable a la maturation et la stabilité des ARNm dégradation rapide par des ARNases un ARNm à longue queue poly (A) sera peu dégradé et donc beaucoup traduit  Augmente l’efficacité de la traduction ( Protéine PABPII se lie au facteur d’enitiation de la traduction eIF4G)  Impliquée dans l’épissage du dernier intron en 3’  Purification des ARNm,en utilisant des chaînes d'ADN (oligo-dT)  Rôle de la queue poly A

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18  Remarque  la queue poly (A) est absente chez:  les ARNt  les ARNr  les ARNm codant pour les protéines histones  la séquence poly (A) n'étant pas codée dans le génome

19 2-Modification de la séquence de nucléotides

20 a)-Mécanisme d’épissage

21 Mécanisme d'épissage: 1-les site d'épissage :

22 Processus d'épissage:  Ces processus sont rendus possibles grâce à un complexe macromoléculaire nommé spliceosome dont l’assemblage regroupe cinq sous-complexes.les différentes petites ribonucléoprotéines nucléaires ( (pRNPn ou snRNP))s'assemblent et se désassemblent du splicéosome. La appelés U1, U2, U4, U5 et U6 De nombreuses protéines accessoires sont également présentes dans le spliceosome dont les protéines SF1 et le dimère U2AF.  Ces processus sont rendus possibles grâce à un complexe macromoléculaire nommé spliceosome dont l’assemblage regroupe cinq sous-complexes.les différentes petites ribonucléoprotéines nucléaires ( (pRNPn ou snRNP))s'assemblent et se désassemblent du splicéosome. La appelés U1, U2, U4, U5 et U6 De nombreuses protéines accessoires sont également présentes dans le spliceosome dont les protéines SF1 et le dimère U2AF.

23 1)U1 s'associe à la jonction 5' de l'intron au site Guanosyl- Uridyl (5'GU)/ protéines SF1 au residu adenosine le U2AF- 65. A lelement riche en pyrimidine U2AF-35 au site depissage en 3’ 1)Complex A:U2 s'associe à la boite de branchement. 3) Complex B:U4 associé à U6 rapproche U1 et U2, réalisant ainsi un pont entre la jonction 5' de l'intron et la boite de branchement. 4)U5 s'associe à son tour et rapproche les bords 3' et 5' des exons à suturer. 5)U4 et U1 quittent le complexe. U6 et U2 catalysent la réaction de transestérification et l'extrémité 5' de l'intron est coupée. Se forme une structure en boucle appelée lasso./le complexe se dissocie.

24 6)L'excision de intron et la réunion des exons passent par deux réactions de transestérification : 1-la première transestérification (1) Coupure de l'extrémité 5' par une attaque endonucléolytique de l'extrémité 2' OH du ribose de l'adénine du site de branchement sur le phosphate 5' de la guanine du site donneur GU. Ceci provoque la formation du lasso.

25 (2) Coupure de l'extrémité 3' par une attaque du groupement 3' OH libre de l'extémité du premier exon sur le groupement phosphate 5' de la première base du second exon. Elle permet la ligation des 2 exons=L'ARNm épissé et l'intron en « lasso » sont libérés. l'intron redevient entièrement linéaire. L'intron est ensuite dégradé. (2) Coupure de l'extrémité 3' par une attaque du groupement 3' OH libre de l'extémité du premier exon sur le groupement phosphate 5' de la première base du second exon. Elle permet la ligation des 2 exons=L'ARNm épissé et l'intron en « lasso » sont libérés. l'intron redevient entièrement linéaire. L'intron est ensuite dégradé. 2-la deuxième transestérification :

26 b)- Édition des ARN  Des insertions des nucléotides  Des suppressions des nucléotides  Des Substitution des nucléotides production de plusieurs protéine a partir d’un mémé gène  l’édition décrit l’ensemble des processus d’altération des ARN conduisant à un transcrit mature dont la séquence diffère de celle codée par le génome au niveau d’un ou plusieurs nucléotides  Le mécanisme d'édition de l'ARN a été mis en évidence en 1986 au niveau du génome mitochondrial de Trypanosoma  Cette édition va induire soit:

27 le noyau cellulaire la mitochondrie le chloroplaste  L’édition a lieu dans :

28  Le mécanisme d’édition des enzymes désaminases  L’édition de l'ARN se fait par deux mécanismes distincts: Édition par Substitution (Remplacement ) la présence des ARN guide Édition par insertion / délétion

29 1- Édition par Substitution (Remplacement) Spécifique au ARNt Permet l’ appariement d’un même ARNt avec plusieurs ARNm  C’est le remplacement d’une nucléotide d’ARN par une autre,a l’aide des enzymes désaminase Les désaminases c’est un type d'enzyme qui catalyse la désamination par l’hydrolyse d'un groupeme nt amine NH2 des base azotée en présence d'eau

30 apolipoprotéine B: transporteur des molécules hydrophobes (triglycérides,cholestérol) dans le sang

31  Il existe deux isoformes des APOB codé par le même gène et exprimer de manière différente dans les cellules hépatique et l’ intestinal Gène APOB Traduction Foie Intestin Épissage Épissage +édition par désamination de cytosine C U Transcrit Apolipoprotéine B-100Apolipoprotéine B-48 ATG Codant stop UAA= codon stop Transport le cholestérol Transport les lipides alimentaires CAA= glutamate

32 2-Édition par insertion / délétion L’ARNg C’est une séquence d’ARN codé par le génome utiliser comme matrice d’édition des ARNpré m, a pour rôle d’ajouter ou supprimer des base azoté auracile des ARN pré m  On distingue 3 zones dans la séquence d’ARNg : queue poly-(U) impliqué dans la stabilisation du complexe ARNm- ARNg séquence complémentaire de la région éditée qui détermine les uridines à ajouter ou supprimer séquence d'ancrage qui s'apparie au transcrit pré-édité pour permettre sa fixation  C’est l’ajout ou suppression d’une ou plusieurs nucléotide d’ARN par l’intermédiaire des ARN guide o Quesqu'un ARNguide ????????

33  Au cour de ce type d’édition on observe des appariements G:U en plus des appariements habituelles orienté dans le sens (3'-5'), qui font de ces guides des matrices non-conventionnelles.

34  l’hybridation de la partie 5’ de l’ARNg avec la partie 3’ du pré- ARNm  le clivage par une endonucléase  l’ajoût d’uridines par une TUTase  la délétion d’uridines par une ExoUase  une re-ligation est effectué a l’ aide des protéines ligase (KREL1 et KREL2)  Les étapes d’édition par insertion /suppression:

35  l’enchainement de ces étapes est assurée par un complexe multiprotéique appelé «éditosome».

36 Comme l’ADN codant pour certaine gènes n’est pas fonctionnel sans les modifications apportées à l’ARN, la machinerie d’édition a été conservé au cours de l’évolution des organismes où a chaque fois elle nécessitent un ARN guide qui va s’apparier aux régions à modifier par complémentarité et guider le complexe d’édition. Hypothèse sur les ARNg

37 Les modification chimiques :

38  isomérisation des uridines qui transforme celles-ci en pseudouridines. un ribonucléoside, résultat d'une rotation de 180° du cycle pyrimidine autour de l'axe passant par les atomes N3 et C6 du cycle Cette rotation modifie la nature de la liaison glycosidique entre le ribose et la base  Les bases des nucléotides naturels sont liées à l'ose par un azote (liaison C–N).  remplacée. par une liaison C–C un second groupement NH capable de former e liaison hydrogène supplémentaire 1-La pseudouridylation :

39 La Méthylation est l’ addition d’un ou plusieurs groupements méthyl CH3 de manière post-transcriptionnelle par des méthyltransférases (des enzymes qui utilisent la S- adénosylméthionine comme cofacteur donneur de méthyle). Permettre la résistants à l'hydrolyse par des ribonucléases 2-Méthylation des ARN 2-Méthylation des ARN

40 Il existe deux type de Méthylation post transcriptionelle Méthylation des sucres Méthylation des base azoté (plus souvent cytosine) sur la position 2'-OH. Les ribonucléotides 2'-O- méthyles sont résistants à l'hydrolyse par des ribonucléases et par des bases Ils sont plus contraints et perdent la capacité à former des liaisons hydrogène. Les méthylations des riboses sont fréquentes dans les ARNt, les ARN ribosomiques et au niveau de la coiffe des ARN messagers On observe principalement des N- méthylations, comme la N-7- méthylguanine (m7G), présente dans la coiffe des ARN messagers et dans la boucle variable des ARNt. On trouve aussi des C-méthylations, comme dans la ribothymidine (m5U) ou la 5-méthylcytosine (m5C) présentes dans les ARNt. Ces modifications affectent les capacités d'appariement des bases, en bloquant certaines positions impliquées dans des liaisons hydrogènes.

41 Référence http://www.biblio.univ-evry.fr/theses/2008/2008EVRY0010.pdf http://sciences1.univ-oujda.ac.ma/cours/svi/Module_5.pdf.pdf http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/R/RNA_Editing.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Modification_post-transcriptionnelle http://www.medecinesciences.org/articles/medsci/pdf/2006/07/medsci200622 6-7p626.pdfhttp://www.medecinesciences.org/articles/medsci/pdf/2006/07/medsci200622 6-7p626.pdf http://biochimej.univ- angers.fr/Page2/COURS/7RelStructFonction/2Biochimie/1SyntheseProteines/ 1SyntheseProt.htmhttp://biochimej.univ- angers.fr/Page2/COURS/7RelStructFonction/2Biochimie/1SyntheseProteines/ 1SyntheseProt.htm http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/transcription/transcription.htm http://www.cours-pharmacie.com/biologie-moleculaire/transcription-de- ladn.htmlhttp://www.cours-pharmacie.com/biologie-moleculaire/transcription-de- ladn.html http://aurelien.chateigner.free.fr/-%20Biologie%20moleculaire%20- /Semestre%203/Chapitre%2010%20-%20Maturation-1.pdfhttp://aurelien.chateigner.free.fr/-%20Biologie%20moleculaire%20- /Semestre%203/Chapitre%2010%20-%20Maturation-1.pdf

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