traitement de l’ARNm
le pré-ARNm eucaryote reçoit un capuchon de 5′ et une queue de poly (A) de 3′ avant que les introns ne soient enlevés et que l’ARNm soit considéré comme prêt à être traduit.
objectifs D’apprentissage
décrire les étapes du traitement du pré-ARNm
points clés à retenir
points clés
- Un bouchon de 7-méthylguanosine est ajouté à l’extrémité 5′ du pré-ARNm alors que l’élongation est toujours en cours. Le capuchon de 5′ protège l’ARNm naissant de la dégradation et aide à la liaison du ribosome pendant la traduction.,
- Une queue poly (A) est ajoutée à l’extrémité 3′ du pré-ARNm une fois l’élongation terminée. La queue poly (A) protège l’ARNm de la dégradation, aide à l’exportation de l’ARNm mature vers le cytoplasme et est impliquée dans la liaison des protéines impliquées dans le lancement de la traduction.
- les Introns sont retirés du pré-ARNm avant que l’ARNm ne soit exporté vers le cytoplasme.,
termes clés
- intron: une partie d’un gène scindé qui est incluse dans les transcriptions pré-ARN mais qui est enlevée pendant le traitement de L’ARN et rapidement dégradée
- fraction: un segment spécifique d’une molécule
- spliceosome: un complexe dynamique de sous-unités ARN et protéiques qui élimine les introns de l’ARNm précurseur
traitement pré-ARNm
le pré-ARNm eucaryote subit un traitement intensif avant d’être prêt à être traduit., Les étapes supplémentaires impliquées dans la maturation de l’ARNm eucaryote créent une molécule avec une demi-vie beaucoup plus longue qu’un ARNm procaryote. Les ARNm eucaryotes durent plusieurs heures, alors que l’ARNm typique D’E. coli ne dure pas plus de cinq secondes.
Les pré-ARNm sont d’abord enrobés de protéines stabilisatrices de l’ARN; ceux-ci protègent le pré-ARNm de la dégradation pendant qu’il est traité et exporté hors du noyau., Les trois étapes les plus importantes du traitement pré-ARNm sont l’ajout de facteurs de stabilisation et de signalisation aux extrémités 5′ et 3′ de la molécule, et l’élimination des séquences intermédiaires qui ne spécifient pas les acides aminés appropriés. Dans de rares cas, la transcription de l’ARNm peut être « modifiée” après sa transcription.
capsulage 5′
alors que le pré-ARNm est encore en cours de synthèse, un bouchon de 7-méthylguanosine est ajouté à l’extrémité 5′ de la transcription croissante par une liaison phosphate 5′-à-5′. Cette fraction protège l’ARNm naissant de la dégradation., De plus, les facteurs d’initiation impliqués dans la synthèse des protéines reconnaissent le cap pour aider à initier la traduction par les ribosomes.
5′ structure de cap: Plafonnement de la pré-arnm implique l’ajout de 7-méthylguanosine (m7G) à l’extrémité 5′. Le capuchon protège l’extrémité 5′ de la transcription de L’ARN primaire contre l’attaque par les ribonucléases et est reconnu par les facteurs d’initiation eucaryotes impliqués dans l’assemblage du ribosome sur l’ARNm mature avant d’initier la traduction.,
queue Poly-a 3′
alors que L’ARN polymérase II transcrit toujours en aval de l’extrémité appropriée d’un gène, le pré-ARNm est clivé par un complexe protéique contenant une endonucléase entre une séquence consensuelle AAUAAA et une séquence riche en GU. Cela libère le pré-ARNm fonctionnel du reste de la transcription, qui est toujours attaché à l’ARN polymérase., Une enzyme appelée poly (A) polymérase (PAP) fait partie du même complexe protéique qui clive le pré-ARNm et ajoute immédiatement une chaîne d’environ 200 nucléotides a, appelée queue poly (A), à l’extrémité 3′ du pré-ARNm juste clivé. La queue poly (A) protège l’ARNm de la dégradation, aide à l’exportation de l’ARNm mature vers le cytoplasme et est impliquée dans la liaison des protéines impliquées dans le lancement de la traduction.
La poly (A) polymérase ajoute une queue de 3′ poly (a) au pré-ARNm.,: Le pré-ARNm est clivé du reste de la transcription croissante avant que L’ARN polymérase II n’ait cessé de transcrire. Ce clivage est effectué par un complexe protéique contenant une endonucléase qui se lie à une séquence AAUAAA en amont du site de clivage et à une séquence riche en GU en aval du site de coupe. Immédiatement après le clivage, la Poly (A) polymérase (PAP), qui fait également partie du complexe protéique, catalyse l’addition de jusqu’à 200 nucléotides A à l’extrémité 3′ du pré-ARNm juste clivé.,
épissage des pré-ARNm
Les gènes eucaryotes sont composés d’exons, qui correspondent à des séquences codantes pour les protéines (ex-on signifie qu’elles sont exprimées), et de séquences intervenantes appelées introns (int-ron désigne leur rôle Intervenant), qui peuvent être impliquées dans la régulation des gènes, mais sont retirées du pré-ARNm pendant le traitement. Les séquences d’introns dans l’ARNm ne codent pas les protéines fonctionnelles.,
découverte d’Introns
La Découverte d’introns a surpris les chercheurs dans les années 1970 qui s’attendaient à ce que les pré-ARNm spécifient les séquences protéiques sans traitement ultérieur, comme ils l’avaient observé chez les procaryotes. Les gènes des eucaryotes supérieurs contiennent très souvent un ou plusieurs introns. Bien que ces régions puissent correspondre à des séquences régulatrices, la signification biologique d’avoir de nombreux introns ou d’avoir de très longs introns dans un gène n’est pas claire. Il est possible que les introns ralentissent l’expression des gènes car il faut plus de temps pour transcrire les pré-ARNm avec beaucoup d’introns., Alternativement, les introns peuvent être des restes de séquence non fonctionnels laissés par la fusion d’anciens gènes tout au long de l’évolution. Ceci est soutenu par le fait que les exons séparés codent souvent des sous-unités ou des domaines protéiques séparés. Pour la plupart, les séquences d’introns peuvent être mutées sans affecter finalement le produit protéique.
traitement des introns
tous les introns d’un pré-ARNm doivent être complètement et précisément éliminés avant la synthèse des protéines., Si le processus se trompe même par un seul nucléotide, le cadre de lecture des exons rejoints se déplacerait et la protéine résultante serait dysfonctionnelle. Le processus d’élimination des introns et de reconnexion des exons est appelé épissage. Les Introns sont enlevés et dégradés alors que le pré-ARNm est encore dans le noyau. L’épissage se fait par un mécanisme spécifique à la séquence qui garantit que les introns seront éliminés et les exons rejoints avec la précision et la précision d’un seul nucléotide. L’épissage des pré-ARNm est effectué par des complexes de protéines et de molécules D’ARN appelés spliceosomes.,
épissage pré-ARNm: l’épissage pré-ARNm implique l’élimination précise des introns de la transcription primaire de L’ARN. Le processus d’épissage est catalysé par de grands complexes appelés spliceosomes. Chaque spliceosome est composé de cinq sous-unités appelées snRNPs. Les actions du spliceseome entraînent l’épissage des deux exons et la libération de l’intron sous forme de lariat.
chaque splicéosome est composé de cinq sous-unités appelées snRNPs (pour small nuclear ribonucleoparticles, et prononcé « snurps”.,) Chaque snRNP est lui-même un complexe de protéines et un type spécial d’ARN que l’on trouve uniquement dans le noyau appelé snRNAs (petits ARN nucléaires). Spliceosomes reconnaître des séquences à l’extrémité 5′ de l’intron parce que les introns toujours commencer par les nucléotides GU et ils reconnaissent les séquences à l’extrémité 3′ de l’intron, car ils finissent toujours avec les nucléotides de l’AG. Le spliceosome Clive l’épine dorsale du phosphate de sucre du pré-ARNm au niveau du G qui démarre l’intron, puis attache ce G de manière covalente à un nucléotide interne a dans l’intron., Puis le spliceosme relie l’extrémité 3′ de l’exon première à l’extrémité 5′ de l’exon suivant, le clivage de l’extrémité 3′ de l’intron dans le processus. Il en résulte l’épissage des deux exons et la libération de l’intron sous forme de lariat.
Mécanisme d’épissage des pré-arnm.: Les snRNP du spliceosome ont été omis de cette figure, mais elle montre les sites dans l’intron dont les interactions sont catalysées par le spliceosome., Initialement, le G conservé qui commence un intron est clivé de l’extrémité 3′ de l’exon en amont vers celui-ci et le G est attaché de manière covalente à un A interne à l’intérieur de l’intron. Ensuite, l’extrémité 3′ de la version de l’exon est joint à l’extrémité 5′ de la prochaine exon, le clivage de la liaison qui attache l’extrémité 3′ de l’intron de ses voisines de l’exon. Cela joint les deux exons et supprime l’intron sous forme de lariat.