Structure et Transcription de l'ADN et ARN

Structure des Acides Nucléiques

• Il existe deux types d'acides nucléiques : l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN), constitués de trois types de molécules simples.
• Les liaisons hydrogène s'établissent entre les bases azotées :
  • A-T (ADN) ou A-U (ARN) : 2 liaisons hydrogène.
  • G-C (ADN et ARN) : 3 liaisons hydrogène.
• La liaison G-C est plus forte (-63 kJ) que la liaison A-T (-21 kJ) et A-U.
• La séparation des brins d'ADN nécessite plus d'énergie lorsque le %GC est élevé.
• La température de fusion est élevée (environ 95°C) lorsque le %GC est élevé (environ 80%) et est plus basse (environ 77°C) lorsque le %GC est faible (20%).

Initiation de la Transcription

• La transcription est l'étape de synthèse de l'ARNm à partir d'un gène d'ADN.
• Le processus est initié par l'ARN polymérase II qui se lie au promoteur du gène.
• L'ARN polymérase II nécessite un complexe d'initiation de la transcription (TFIID, TFIIB, TFIIF, TFIIE, TFIIH) pour démarrer la transcription.

Élongation de la Transcription

• L'ARN polymérase II déroule l'ADN et utilise le brin non-codant comme matrice pour synthétiser l'ARNm.
• L'ARNm est synthétisé de 5' vers 3' tandis que la matrice d'ADN est lue de 3' vers 5'.
• L'ARN polymérase II n'a plus besoin du complexe d'initiation de la transcription une fois le processus lancé, il se dissocie.

Fin de Transcription

• L'ARN polymérase II poursuit la transcription jusqu'à atteindre un signal de fin de transcription.
• Le signal correspond à une faible affinité pour l'ARN polymérase II, ce qui la conduit à se détacher.
• Le signal de polyadénylation AATAAA est impliqué dans la maturation des ARNm et est situé après le signal de fin de transcription.

Régulation de l'Expression d'un Gène

• L'expression d'un gène est contrôlée à différents niveaux :
  • Transcriptionnelle : régulée par les facteurs régulateurs présents dans le noyau.
  • Maturation du transcrit primaire : régulée par des modifications du transcrit primaire en ARNm.
  • Traduction : régulée par des mécanismes contrôlant la traduction de l'ARNm en protéine.
  • Post-traductionnelle : régulée par des modifications post-traductionnelles de la protéine, telles que la phosphorylation, la glycosylation et l'hydrolyse du pro-peptide.

Notion de Séquence Codante

• Le génome comporte 3 milliards de paires de nucléotides.
• Un chromosome compte en moyenne 150 millions de paires de nucléotides.
• La séquence codante d'un gène correspond à la séquence obtenue après traduction.
• La séquence codante est composée uniquement d'exons et est située entre le codon initiateur AUG (méthionine) et le codon STOP.
• La séquence codante est située entre le promoteur minimal d'une centaine de bases et le signal de fin de transcription.

Maturation de l'ARNm

• Le transcrit primaire est modifié avant de devenir un ARNm mature.
• Trois principales modifications sont effectuées :
  • Coiffe 7 Méthyl Guanosine triphosphate et queue poly(A) : ajoutées pour protéger le transcrit de la dégradation.
  • Excision et épissage : les introns sont excisés et les exons sont assemblés pour former l'ARNm mature.

Le Signal de Polyadénylation

• Le signal de polyadénylation AATAAA est à bien connaître.

Promoteur Minimal

• Le promoteur minimal est un élément important et correspond à la zone de formation du complexe d'initiation de la transcription.
• Le promoteur minimal contient des éléments clés pour le démarrage de la transcription, notamment la boite TATA.

Boîte TATA

• La boîte TATA est une séquence importante du promoteur minimal.

Codon Initiateur

• Le codon AUG correspond au codon initiateur de la traduction.

Codon Stop

• Le codon stop est un codon non-sens qui marque la fin de la traduction.