226 B IOLOGIE CELLULAIRE
mise en évidence de cette organisation en
mosaïque. Celle-ci est très générale chez les gènes
eucaryotiques codant les protéines. Selon les gènes,
le nombre d’introns peut varier de manière très
importante : on en compte 2 dans le celui de la
globine, 7 dans le celui de l’ovalbumine, 36 dans
celui de la thyroglobuline et 50 dans le celui du
collagène ! De même, la taille de ces introns est
très variable : de 80 nucléotides pour les plus
petits, elle atteint 100 000 nucléotides et plus, pour
les plus longs. La longueur des exons est, en
revanche, beaucoup plus uniforme et correspond
en général à des séquences de 40 à 50 acides aminés. Lorsqu’on examine les séquences des introns
contenus dans les gènes de protéines identiques
(ou homologues) chez des organismes apparentés
(comme les globines, chez divers Vertébrés, par
exemple) on constate qu’elles peuvent diverger
considérablement, comme si ces introns n’avaient
aucune fonction propre ; en revanche, les
séquences des exons sont extrêmement conservées. La question de la signification biologique de
ces séquences intercalées sera évoquée plus loin.
5.2. Transcription et maturation des ARN
prémessagers
5.2.1. S YNTHÈSE DU TRANSCRIT PRIMAIRE
• Étape de démarrage de la transcription :
grâce à l’intervention des facteurs protéiques de
type FTII, l’ARN polymérase II peut opérer. Ces
facteurs sont déjà fixés sur l’ADN au niveau du
promoteur, dont l’organisation est la suivante : il
s’agit d’une séquence très conservée de sept
nucléotides constitués uniquement de A ou de T,
située à la position -25 par rapport au premier
nucléotide transcrit. On appelle ce bloc de nucléotides la « boîte TATA » ( TATA box) du nom des
quatre bases centrales les plus conservées chez
tous les Eucaryotes ; par ses propriétés physicochimiques, cette séquence rappelle celle décrite chez
les Procaryotes sous le nom de Pribnow box. Outre
cette séquence classique et obligatoire, on observe
une autre séquence promotrice, située plus en
amont (position -75), qui est moins bien conservée
et moins systématique : il s’agit de la « boîte
CAAT », qui est au centre d’une succession
consensus de neuf nucléotides : GG(C ou
T)CAATCT. Nous verrons plus loin qu’il existe, en
plus de cette séquence promotrice adjacente au
gène, un deuxième type de séquences qui contrôle,
chez la majorité des gènes d’Eucaryotes, le taux de
transcription : il s’agit des éléments amplificateurs, qui peuvent multiplier par plus de 100 fois
la vitesse de démarrage de ce processus.
• Étape d’élongation : de nombreux autres facteurs protéiques s’associent à l’ARN polymérase
qui, dès lors, progresse sur le brin matrice dans le
sens 3’ → 5’, tandis que l’ARN synthétisé s’allonge
dans le sens 5’ → 3’.
• Étape de terminaison : au cours de sa progression, l’ARN polymérase rencontre à la fin du
gène un signal particulier dit de polyadénylation .
Ce signal (séquence AATAAA) conduit à la coupure enzymatique de l’ARN en cours de transcription (10 à 20 nucléotides en aval), et au démarrage
d’un processus séquentiel d’accrochage d’une
longue série de nucléotides AMP, qui sera décrit
plus loin. La polymérase poursuit encore son chemin sur l’ADN un certain temps, et continue à
transcrire un ARN qui, n’étant pas protégé par un
«chapeau» (voir plus loin) est rapidement dégradé.
De toute façon, l’enzyme est déjà «sortie» du gène
proprement dit ; les signaux d’arrêt de la transcription effective et du décrochage de l’enzyme
sont encore mal connus.
5.2.2. M ATURATION DE L ’ARN PRÉMESSAGER
Deux types de modification chimique affectent
le transcrit primaire de manière très précoce, au
sein du noyau : l’une concerne les extrémités 5’ P
et 3’ OH, l’autre affecte la partie centrale de la
molécule (voir figure 8.21).
• Modifications des extrémités de la molécule.
– Dès que l’extrémité 5’ P est dégagée (après la
synthèse d’environ 30 nucléotides), elle subit
l’addition enzymatique d’un nucléotide particulier : une guanosine-phosphate méthylée, qui
constitue la coiffe (ou cap). Tous les ARNm
eucaryotiques possèdent ce chapeau, qui semble
les protéger des dégradations en 5’ dues aux
nucléases ; il constitue en outre un signal de
reconnaissance intervenant dans la synthèse protéique, car c’est lui qui aide les ribosomes à se
positionner du côté 5’ du message.
– Dès que l’extrémité 3’ OH de l’ARN est clivée
(après la séquence AAUAAA), elle est prise en
charge par une enzyme nommée poly A poly-
mise en évidence de cette organisation en
mosaïque. Celle-ci est très générale chez les gènes
eucaryotiques codant les protéines. Selon les gènes,
le nombre d’introns peut varier de manière très
importante : on en compte 2 dans le celui de la
globine, 7 dans le celui de l’ovalbumine, 36 dans
celui de la thyroglobuline et 50 dans le celui du
collagène ! De même, la taille de ces introns est
très variable : de 80 nucléotides pour les plus
petits, elle atteint 100 000 nucléotides et plus, pour
les plus longs. La longueur des exons est, en
revanche, beaucoup plus uniforme et correspond
en général à des séquences de 40 à 50 acides aminés. Lorsqu’on examine les séquences des introns
contenus dans les gènes de protéines identiques
(ou homologues) chez des organismes apparentés
(comme les globines, chez divers Vertébrés, par
exemple) on constate qu’elles peuvent diverger
considérablement, comme si ces introns n’avaient
aucune fonction propre ; en revanche, les
séquences des exons sont extrêmement conservées. La question de la signification biologique de
ces séquences intercalées sera évoquée plus loin.
5.2. Transcription et maturation des ARN
prémessagers
5.2.1. S YNTHÈSE DU TRANSCRIT PRIMAIRE
• Étape de démarrage de la transcription :
grâce à l’intervention des facteurs protéiques de
type FTII, l’ARN polymérase II peut opérer. Ces
facteurs sont déjà fixés sur l’ADN au niveau du
promoteur, dont l’organisation est la suivante : il
s’agit d’une séquence très conservée de sept
nucléotides constitués uniquement de A ou de T,
située à la position -25 par rapport au premier
nucléotide transcrit. On appelle ce bloc de nucléotides la « boîte TATA » ( TATA box) du nom des
quatre bases centrales les plus conservées chez
tous les Eucaryotes ; par ses propriétés physicochimiques, cette séquence rappelle celle décrite chez
les Procaryotes sous le nom de Pribnow box. Outre
cette séquence classique et obligatoire, on observe
une autre séquence promotrice, située plus en
amont (position -75), qui est moins bien conservée
et moins systématique : il s’agit de la « boîte
CAAT », qui est au centre d’une succession
consensus de neuf nucléotides : GG(C ou
T)CAATCT. Nous verrons plus loin qu’il existe, en
plus de cette séquence promotrice adjacente au
gène, un deuxième type de séquences qui contrôle,
chez la majorité des gènes d’Eucaryotes, le taux de
transcription : il s’agit des éléments amplificateurs, qui peuvent multiplier par plus de 100 fois
la vitesse de démarrage de ce processus.
• Étape d’élongation : de nombreux autres facteurs protéiques s’associent à l’ARN polymérase
qui, dès lors, progresse sur le brin matrice dans le
sens 3’ → 5’, tandis que l’ARN synthétisé s’allonge
dans le sens 5’ → 3’.
• Étape de terminaison : au cours de sa progression, l’ARN polymérase rencontre à la fin du
gène un signal particulier dit de polyadénylation .
Ce signal (séquence AATAAA) conduit à la coupure enzymatique de l’ARN en cours de transcription (10 à 20 nucléotides en aval), et au démarrage
d’un processus séquentiel d’accrochage d’une
longue série de nucléotides AMP, qui sera décrit
plus loin. La polymérase poursuit encore son chemin sur l’ADN un certain temps, et continue à
transcrire un ARN qui, n’étant pas protégé par un
«chapeau» (voir plus loin) est rapidement dégradé.
De toute façon, l’enzyme est déjà «sortie» du gène
proprement dit ; les signaux d’arrêt de la transcription effective et du décrochage de l’enzyme
sont encore mal connus.
5.2.2. M ATURATION DE L ’ARN PRÉMESSAGER
Deux types de modification chimique affectent
le transcrit primaire de manière très précoce, au
sein du noyau : l’une concerne les extrémités 5’ P
et 3’ OH, l’autre affecte la partie centrale de la
molécule (voir figure 8.21).
• Modifications des extrémités de la molécule.
– Dès que l’extrémité 5’ P est dégagée (après la
synthèse d’environ 30 nucléotides), elle subit
l’addition enzymatique d’un nucléotide particulier : une guanosine-phosphate méthylée, qui
constitue la coiffe (ou cap). Tous les ARNm
eucaryotiques possèdent ce chapeau, qui semble
les protéger des dégradations en 5’ dues aux
nucléases ; il constitue en outre un signal de
reconnaissance intervenant dans la synthèse protéique, car c’est lui qui aide les ribosomes à se
positionner du côté 5’ du message.
– Dès que l’extrémité 3’ OH de l’ARN est clivée
(après la séquence AAUAAA), elle est prise en
charge par une enzyme nommée poly A poly-