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La transcription correspond à un copiage du matériel génétique (ADN ou ARN) en ARN. Chez les procaryotes une seule RNA polymérase-DNA dépendante réalise la transcription pour tous les types d'RNA. Cependant, chez les eucaryotes, trois RNA polymérases (RNA pol) interviennent : 1/ RNA pol I (ou A) pour les RNA ribosomiques transcrits dans le nucléole (28S, 18S et 5,8S), 2/ RNA pol II (ou B) pour les mRNA (RNA messager) et 3/ RNA pol III (ou C) pour les petits RNA (tRNA, rRNA 5S, snRNA). Pour certains virus à RNA (rétrovirus), le RNA est transcrit par une RNA pol-RNA dépendante appelée aussi réplicase.

Chez les eucaryotes, la transcription se déroule en deux étapes : 1/ formation d'un RNA prémessager et 2/ maturation du RNA prémessager pour donner un ou plusieurs mARN. Ce dernier sera traduit en protéines

1/ Formation du RNA prémessager

mRNA (ARN messager) provient d'un fragment de DNA (gène de structure) par la transcription qui se déroule dans le noyau de la cellule chez les Eucaryotes et dans le cytoplasme pour les Procaryotes. La transcription peut prendre lieu dans les organites semi-autonomes comme les chloroplastes et les mitochondries qui contiennent une partie du matériel génétique. Elle est réalisée en présence d'enzymes spécifiques appelées RNA polymérases et des nucléotides nécessaires à la synthèse du RNA.

- Initiation de la transcription

Seules les régions du DNA correspondant à des gènes subissent la transcription à des moments bien déterminés. Le promoteur assure cette fonction. Le promoteur correspond à une région non transcrite du DNA, généralement juste en amont du début de la région transcrite et dont la séquence permet le recrutement de l'ARNpol II (voir structure d'un gène).

Certaines séquences du promoteur (boites ou boxes) comme la boites TATA et CAAT sont importantes, car spécifiquement reconnues par différentes protéines appartenant au complexe d'initiation. Les boîtes sont souvent conservées. Néanmoins, il existe des promoteurs sans boite TATA.

- Complexe d'initiation = RNA polymerase + Facteurs spécifiques de transcription

Chez les eucaryotes, la RNA pol II, accompagnée de plusieurs co-facteurs protéiques, reconnaît le promoteur proximal. Les facteurs (Transcription factor for RNA polymerase II, TFII) de ce complexe d'initiation sont notés TFIIA, TFIIB, ...

- Elongation

L'ARN pol II est derrière la synthèse d'un RNA prémessager complémentaire du brin du DNA matrice (brin antisens), donc identique au brin codant de l'ADN (brin sens) aux riboses et uraciles près. Le RNA prémessager est synthétisé dans la direction 5'-3'

- Terminaison

A l'aide de facteurs protéique de terminaison, la RNA pol II reconnaît un ou plusieurs signaux de terminaison qui indiquent la fin de la transcription sur le brin d'ADN matrice (TTATTT par exemple). Le RNA prémessager est ensuite libéré.

2/ Formation de RNA messagers

Pour sa traduction en protéines, le transcrit (RNA prémessager) doit subir des modifications dans le nucléoplasme. Il existe trois grands types de modifications, catalysées chacune par des enzymes de nature protéique ou ribonucléique.

- Addition d'une coiffe protectrice en 5'

Elle consiste en l'addition d'un nucléotide à guanine sur l'extrémité 5' de l'ARN suivi de sa méthylation sur l'azote 7 de la base, ainsi que de la méthylation en 2' du ribose des un ou deux premiers nucléotides du RNA prémessager. Il en résulte que l'extrémité 5' du mRNA n'est pas porteuse des trois acides phosphoriques libres habituels, mais d'un GMP, ce qui limite la réactivité de cette extrémité et sa reconnaissance par les exonucléases (protection contre la dégradation). Cette modification est également nécessaire à l'exportation du mRNA vers le cytoplasme et à la liaison de ce dernier avec la petite sous-unité du ribosome lors de l'étape d'initiation de la traduction.

- Excision des introns et épissage (splicing) des exons

Un événement très important de la maturation du RNA appelé 'épissage du RNA' prend lieu chez les eucaryotes et les archébactéries où il existe des introns et des exons dans les RNA. Les exons (parties codantes) sont traduits en protéine, tandis que les introns, ne codant pas pour une protéine, sont excisés lors de l'épissage. Les exons sont ensuite ligaturés entre eux pour former le mRNA mature qui code pour la protéine complète.

L'Epissage alternatif : selon les protéines réalisant l'épissage, on peut avoir différents épissages du RNA en effectuant un choix parmi plusieurs exons. On obtient une protéine dont une région peut être différente. Un gène permet ainsi de coder pour plusieurs protéines difféférentes

- Addition d'une queue polyA en 3'

La queue poly(A) confère de la stabilité au futur mRNA. Elle se perd au fur et à mesure qu'il est traduit.

Animation:

- Transcription chez les procaryotes et les Eucaryotes (anglais)
- Transcription et traduction (vie d'un mRNA) (Anglais)