Bonjour, dans cette vidéo on va s'intéresser à la transcription, principalement chez les eucaryotes, et le passage de l'ADN génomique à l'ARN messager. On ne va pas s'intéresser aux transcriptions en ARN de transfert, ni d'ARN ribosomique, on va surtout faire pour l'ARN messager. On commence tout de suite avec le principe général de la transcription.
La transcription permet, à partir d'un ADN génomique, d'obtenir un brin transcrit, ARN messager, qui va alors sortir du noyau des cellules pour aller dans le cytoplasme et où il va y avoir la traduction, donc la synthèse en protéines. Mais d'abord, il y a l'ARN messager. qui doit être transcrit au sein du noyau.
Donc pour cela, on part de l'ADN génomique avec nos deux brins complémentaires et antiparallèles. En face d'un A, on a un T. En face d'un T, on a un A.
En face d'un C, on a un G. En face d'un G, on a un C. Ce brin s'appelle le brin codant, qui est en 5'3'et le brin en 3'5'est le brin matrice. Ce brin matrice, il va servir de support aux enzymes afin de synthétiser un brin complémentaire pour que le brin transcrit ait la même séquence nucléotidique que le brin codant.
Mais évidemment, comme ce n'est plus de l'ADN, de l'acide désoxyribonucléique, mais de l'ARN, la thymine deviendra de l'uracile. Le T sera remplacé par un U. C'est...
Cette transcription est possible grâce à une enzyme qui s'appelle l'ARN polymérase. Il en existe de trois sortes, la 1, la 2 et la 3. Et l'ARN polymérase qui est responsable de la transcription de l'ADN génomique en ARN messager s'appelle l'ARN polymérase 2. Donc maintenant, on ne citera que l'ARN polymérase 2, les deux autres sont responsables de la transcription en d'autres types d'ARN. On les donnera en exemple.
Donc, un brin matrice, un brin codant et un futur brin transcrit. Maintenant, on va voir les détails sur cette fameuse transcription. Alors, une initiation à la transcription, parce qu'évidemment, il faut savoir, il faut que l'enzyme sache où elle doit commencer pour faire la transcription. Parce qu'on a notre double brin qui est sur une longueur immense, donc il faut savoir où est-ce... qu'il faut commencer la transcription.
Et bien pour cela, elle va être aidée de promoteurs. Et ce promoteur est situé à 30 paires de bases du site d'initiation. Il peut y en exister plusieurs des promoteurs. Là, on va surtout s'intéresser à la boîte Tata. Et voyez qu'une fois que le brin sera transcrit, donc ça c'est le brin qui va être transcrit, et...
uniquement transcrit à partir du site d'initiation. La partie concernant cette partie-là du promoteur n'est pas transcrite. Elle sert simplement de signal d'appel au commencement, à l'initiation de la transcription. Et cette partie-là qui va donc être transcrite s'appelle l'unité de transcription. Petite définition d'un promoteur, c'est une région de l'ADN portant des séquences spécifiques.
Notamment notre boîte TATA. Ces séquences signalent les sites d'initiation de la transcription. Elles signalent l'endroit où doit commencer la transcription. Donc, à 30 paires de bases de l'endroit réel où doit commencer la transcription, se situe un promoteur, c'est la boîte TATA. Alors, il en existe d'autres avant, notamment un qui s'appelle la boîte 4, C-A-A-T, il n'est pas systématique mais normalement il est avant et ça permet, c'est comme quand on met un réveil à 5h30 puis à 6h ou plus tard que ça et bien c'est pour se rappeler qu'il faut se réveiller, t'en mets un plus tôt pour être sûr d'être réveillé pour 6h et bien là c'est pareil, les promoteurs ce sont vraiment des signal des alarmes pour prévenir qu'il va falloir commencer la transcription et l'ARM polymérase 2 nous va se fixer que 30 paires de base plus long.
Alors, comment cette ARN polymérase 2 va pouvoir venir se fixer ? Eh bien, elle est aidée de protéines qui reconnaissent ce signal-ci, donc qui reconnaissent la boîte TATA. Et ces protéines s'appellent des facteurs de transcription. Alors, là, on a toujours le brin codant en 5'-3'et le brin matrice en 3'-5'. et une protéine va reconnaître la boîte TATA.
Cette protéine, c'est la protéine TBP, qui va alors se fixer sur la boîte TATA et elle va s'y lier, formant donc un complexe. Et ensuite, elle va recruter, elle va avoir besoin de renforts parce que son rôle, c'est vraiment de rester fixé à la boîte TATA pour... pour surligner la boîte TATA, concrètement, pour dire, elle est là, je m'y mets.
Mais elle appelle le TF2, donc c'est ce gros complexe protéique ici, qui est représenté en rouge, et lui, il va se fixer au complexe, et il va y accrocher l'ARN polymérase 2. Donc la protéine TBP se fixe uniquement à la boîte TATA pour la surligner, lui dire, c'est ici, mais elle va aussi regrouter la TF2. Merci. qui elle y accroche l'ARN polymérase 2. Et donc l'ARN polymérase 2, ensuite elle va faire son travail, elle va polymériser en 5'3'le brin matrice, afin qu'il ait la même séquence que le brin codon, mais DU à la place DT. Donc il va devoir ouvrir localement la double hélice d'ADN.
Petit rappel sur le fait que l'ARN polymérase 2 est l'enzyme qui transcrit l'ADN en ARNm, mais l'ARNm n'est pas l'ARN qui est le plus transcrit, c'est-à-dire qu'il ne représente que 2 à 10% des brins transcrits. Donc à partir d'un brin d'ADN, seulement 2 à 10% vont être transcrits. en ARN messager.
Le reste sont sous forme d'ARN de transfert 15 à 30%, d'ARN ribosomique 50 à 85% et chez les eucaryotes uniquement en SNARN, SNORN ou encore micro-ARN qui eux sont des ARN qui sont assez petits et qui sont principalement responsables de la régulation, notamment la régulation de l'expression des gènes ou encore de l'épissage. On verra plus tard ce que c'est que l'épissage. Donc l'élongation, c'est lorsque l'ARN polymérase 2 fait son travail et qu'elle va transcrire le brin transcrit, à partir du brin matrice. Le brin transcrit qui est ici représenté en vert est en 5'3'. Il est complémentaire au brin matrice et antiparallèle, puisque le brin matrice est en 3'.
5 primes. Et il a exactement la même séquence que le brin codant, seulement les T sont remplacés par des U. Là, petit rappel sur le fait que ça se déroule dans le noyau.
Et là, on va rester encore dans le noyau. C'est seulement lors de la traduction que l'ARN messager va pouvoir sortir du noyau. Il peut sortir du noyau seulement pour faire sa traduction. C'est comme un enfant, que ses parents lui disent tu pourras sortir quand tu auras 18 ans, et bien tant qu'il n'est pas mature, notre ARN, il reste dans le noyau.
Donc là, on a vu la transcription, on est passé d'un ADN génomique à un transcrit primaire, qui est ici. Et maintenant, on va le faire devenir un ARN prémessager, puis un ARN messager, qui va être mature. Alors pour cela, dans un premier temps, il va y avoir ajout d'une coiffe. Cette coiffe, elle va être utile lors de la traduction.
Elle va permettre de... c'est comme en fait l'ajout d'un nouveau promoteur. C'est finalement un promoteur qui va permettre, lorsque l'ARN messager sortira du noyau, de dire à la traduction, c'est ici que tu dois commencer. Et cette coiffe, qui vient... quoi fait notre brin transcrit, est une méthylguanosine, une guanosine méthylée.
Donc avant, elle avait un groupement H et elle devient un méthyl, donc un CH. 3, on s'imprime du brin transcrit. C'est un nouveau signal d'enlerte pour que quand plus tard il y aura la traduction, eh bien la traduction sache où commencer. Ensuite, il va y avoir une manière de traduire.
de cette de cet ARN de ce brin transcrit qui est ici composé d'exons, d'introns, d'exons, introns et les introns sont des séquences qui ne sont pas utilisées pour faire de l'ARN messager. Il va donc falloir les éliminer c'est ce qu'on appelle l'excision c'est donc le retrait des introns et ensuite il y a l'épissage c'est à dire qu'on rassemble les exons entre eux. On va venir les coller. Cette étape est une étape assez compliquée qui se fait par le spliceosome, qui est une machinerie complète du noyau. Et il faut aussi retenir qu'il peut y avoir un épissage alternatif qui est notamment permis grâce à nos petits RN, les SNRN, les SNORN.
C'est-à-dire que certains exons peuvent être exclus pour qu'un seul brin d'ARN code pour plusieurs protéines en éliminant plus ou moins d'exons. Par exemple, imaginons que là on a encore un intron et un exon 4, et bien là, pour cette protéine-là, il n'y aurait que 3 exons sur 4 et dans une autre on utiliserait les 4 exons ce qui va former une autre protéine voilà donc c'est ce qui fait aussi qu'à partir d'un seul ARN on peut former plusieurs protéines et enfin il y a la mise en place d'une queue poly-A Cette cupolia permet de mettre fin, c'est comme la méthylguanosine, qui est ici représentée par un petit rond. Ça veut dire que c'est la fin, et elle va également permettre de réguler la traduction et d'augmenter la durée de vie de l'ARM messager. Donc cette cupolia, elle est faite grâce à une endonucléase et grâce à une polymérase.
Donc l'endonucléase, en fait, elle va reconnaître un promoteur qui est un signal de polyadénilation, c'est-à-dire le signal qu'il faut mettre plusieurs adénines. Et ce signal, c'est AAUAAA. Et donc notre endonucléase, qui est une enzyme qui va venir couper l'ARN, va couper cet ARN, donc 20 à 30 nucléotides plus loin, puis une polymérase va ajouter que des adénosines, ça veut dire que c'est la fin.
Et donc elle va permettre d'augmenter la durée de vie de l'ARN messager et de réguler la traduction. On a donc l'obtention d'un ARN messager mature qui va pouvoir sortir du noyau pour aller faire la traduction.