238 B IOLOGIE CELLULAIRE
7.2.3. O RGANISATION GÉNÉRALE
DE LA CHROMATINE. R Ô LE DES HISTONES
Des expériences faites sur des noyaux purifiés
par fractionnement cellulaire montrent qu’ils
contiennent deux types de chromatine, différant
vis-à-vis de leur sensibilité à l’action d’une ADNase
très diluée mise dans le milieu d’incubation ; 10 %
environ de la chromatine est particulièrement sensible à la digestion par cette enzyme. Lorsqu’on
analyse des tissus différents, connus pour exprimer
des catalogues de protéines distincts, on observe
que ce ne sont pas les mêmes régions du génome
qui sont préférentiellement dégradées. L’utilisation de sondes d’ADN correspondant à des gènes
précis montre en effet que ce sont les gènes activement transcrits dans certains types cellulaires qui
appartiennent à ces régions sensibles. De cette sensibilité à l’ADNase, liée à une plus grande accessibilité de l’ADN, on conclut que la chromatine
contenant des gènes actifs est localement dans un
état déroulé, despiralisé, qui est celui observé dans
l’euchromatine. Les nucléosomes seraient absents
à ce niveau, ou y présenteraient un empilement
très lâche ; ceci serait associé à des modifications
chimiques réversibles (acétylation, par exemple)
des quatre histones nucléosomiques, ou bien à des
variations des histones H1, nécessaires au pontage.
La participation des protéines non histones dans
ces régions particulières a aussi été démontrée.
Contrairement à ce qui a longtemps été cru, en
raison du fait que les histones nucléosomiques
sont identiques dans tous les tissus, les données les
plus récentes suggèrent que celles-ci n’ont pas seulement un rôle passif d’empaquetage de l’ADN. Il
semble qu’elles jouent aussi un rôle clef dans la
régulation de l’activité des gènes, en particulier en
interagissant directement avec des facteurs activateurs de la transcription (voir plus loin). On a
prouvé que les nucléosomes ne sont pas toujours
disposés aléatoirement le long de l’ADN, mais placés préférentiellement en des sites précis des
gènes. On a de plus démontré in vitro qu’il existe
des phénomènes de compétition entre ces deux
types de protéines, vis-à-vis de l’ADN, conduisant
à une activation ou à une répression de la transcription. Dans tous les cas, celle-ci s’effectuant sur
un ADN restant organisé en nucléosomes, il faut
imaginer que ces derniers subissent momentanément des modifications importantes de type ouverture en deux héminucléosomes, ou dissociation
partielle ; l’ADN doit en effet être rendu accessible
à l’ARN polymérase et aux facteurs généraux de
transcription qui lui sont associés, lors de sa progression le long du gène.
7.2.4. C ONTRÔLE DU DÉMARRAGE
DE LA TRANSCRIPTION
Le mécanisme de démarrage de la transcription
des gènes de protéines chez les Eucaryotes
implique, outre l’ARN polymérase II, l’intervention de deux types de facteurs protéiques, qui font
évidemment partie de la catégorie des protéines
non histones signalées plus haut. Pour exercer leur
action, ces facteurs doivent s’associer à l’ADN et
s’assembler en complexes de grande taille au
niveau de régions régulatrices, situées généralement en amont de la zone à transcrire.
• Des facteurs de transcription, dits généraux,
sont impliqués dans le démarrage de ce processus
au niveau de tous les gènes transcrits par l’ARN
polymérase II. Le premier d’entre eux à se lier à
l’ADN reconnaît la «boîte TATA » du promoteur
et il s’y fixe solidement. D’autres protéines, ellesmêmes constituées de plusieurs sous-unités, viennent ensuite s’associer à ce dernier de façon
ordonnée ; cinq facteurs au moins de ce type sont
connus. C’est sur cet édifice que se fixe l’ARN
polymérase II, formant ainsi le complexe de préinitiation. La réalisation de ce complexe est suffisante, pour un certain nombre de gènes, pour
permettre à la polymérase de démarrer la transcription du gène et assurer un niveau de base de
production des transcrits (voir figure 8.28).
• Des facteurs d’activation de la transcription
sont en outre indispensables, soit pour assurer une
transcription basale de certains gènes, soit plus
généralement, pour augmenter de façon considérable le taux de production des ARNm. C’est cette
catégorie de facteurs qui est attendue dans le cas
de contrôles intervenant dans la modulation hormonale ou dans la différenciation cellulaire. Il
s’agit ici typiquement d’un contrôle positif, dont
le principe a été annoncé dans le chapitre 4. Les
protéines régulatrices se fixent sur des régions de
l’ADN situées le plus souvent (mais pas nécessairement) en amont du promoteur, que l’on nomme
éléments amplificateurs, ou activateurs d’expression. Ces sites peuvent être localisés à des milliers
ou des dizaines de milliers de paires de bases du
gène à stimuler proprement dit. Les facteurs de
transcription spécifiques mis en jeu sont présents
dans les cellules en très faibles quantités ; ils pos-
7.2.3. O RGANISATION GÉNÉRALE
DE LA CHROMATINE. R Ô LE DES HISTONES
Des expériences faites sur des noyaux purifiés
par fractionnement cellulaire montrent qu’ils
contiennent deux types de chromatine, différant
vis-à-vis de leur sensibilité à l’action d’une ADNase
très diluée mise dans le milieu d’incubation ; 10 %
environ de la chromatine est particulièrement sensible à la digestion par cette enzyme. Lorsqu’on
analyse des tissus différents, connus pour exprimer
des catalogues de protéines distincts, on observe
que ce ne sont pas les mêmes régions du génome
qui sont préférentiellement dégradées. L’utilisation de sondes d’ADN correspondant à des gènes
précis montre en effet que ce sont les gènes activement transcrits dans certains types cellulaires qui
appartiennent à ces régions sensibles. De cette sensibilité à l’ADNase, liée à une plus grande accessibilité de l’ADN, on conclut que la chromatine
contenant des gènes actifs est localement dans un
état déroulé, despiralisé, qui est celui observé dans
l’euchromatine. Les nucléosomes seraient absents
à ce niveau, ou y présenteraient un empilement
très lâche ; ceci serait associé à des modifications
chimiques réversibles (acétylation, par exemple)
des quatre histones nucléosomiques, ou bien à des
variations des histones H1, nécessaires au pontage.
La participation des protéines non histones dans
ces régions particulières a aussi été démontrée.
Contrairement à ce qui a longtemps été cru, en
raison du fait que les histones nucléosomiques
sont identiques dans tous les tissus, les données les
plus récentes suggèrent que celles-ci n’ont pas seulement un rôle passif d’empaquetage de l’ADN. Il
semble qu’elles jouent aussi un rôle clef dans la
régulation de l’activité des gènes, en particulier en
interagissant directement avec des facteurs activateurs de la transcription (voir plus loin). On a
prouvé que les nucléosomes ne sont pas toujours
disposés aléatoirement le long de l’ADN, mais placés préférentiellement en des sites précis des
gènes. On a de plus démontré in vitro qu’il existe
des phénomènes de compétition entre ces deux
types de protéines, vis-à-vis de l’ADN, conduisant
à une activation ou à une répression de la transcription. Dans tous les cas, celle-ci s’effectuant sur
un ADN restant organisé en nucléosomes, il faut
imaginer que ces derniers subissent momentanément des modifications importantes de type ouverture en deux héminucléosomes, ou dissociation
partielle ; l’ADN doit en effet être rendu accessible
à l’ARN polymérase et aux facteurs généraux de
transcription qui lui sont associés, lors de sa progression le long du gène.
7.2.4. C ONTRÔLE DU DÉMARRAGE
DE LA TRANSCRIPTION
Le mécanisme de démarrage de la transcription
des gènes de protéines chez les Eucaryotes
implique, outre l’ARN polymérase II, l’intervention de deux types de facteurs protéiques, qui font
évidemment partie de la catégorie des protéines
non histones signalées plus haut. Pour exercer leur
action, ces facteurs doivent s’associer à l’ADN et
s’assembler en complexes de grande taille au
niveau de régions régulatrices, situées généralement en amont de la zone à transcrire.
• Des facteurs de transcription, dits généraux,
sont impliqués dans le démarrage de ce processus
au niveau de tous les gènes transcrits par l’ARN
polymérase II. Le premier d’entre eux à se lier à
l’ADN reconnaît la «boîte TATA » du promoteur
et il s’y fixe solidement. D’autres protéines, ellesmêmes constituées de plusieurs sous-unités, viennent ensuite s’associer à ce dernier de façon
ordonnée ; cinq facteurs au moins de ce type sont
connus. C’est sur cet édifice que se fixe l’ARN
polymérase II, formant ainsi le complexe de préinitiation. La réalisation de ce complexe est suffisante, pour un certain nombre de gènes, pour
permettre à la polymérase de démarrer la transcription du gène et assurer un niveau de base de
production des transcrits (voir figure 8.28).
• Des facteurs d’activation de la transcription
sont en outre indispensables, soit pour assurer une
transcription basale de certains gènes, soit plus
généralement, pour augmenter de façon considérable le taux de production des ARNm. C’est cette
catégorie de facteurs qui est attendue dans le cas
de contrôles intervenant dans la modulation hormonale ou dans la différenciation cellulaire. Il
s’agit ici typiquement d’un contrôle positif, dont
le principe a été annoncé dans le chapitre 4. Les
protéines régulatrices se fixent sur des régions de
l’ADN situées le plus souvent (mais pas nécessairement) en amont du promoteur, que l’on nomme
éléments amplificateurs, ou activateurs d’expression. Ces sites peuvent être localisés à des milliers
ou des dizaines de milliers de paires de bases du
gène à stimuler proprement dit. Les facteurs de
transcription spécifiques mis en jeu sont présents
dans les cellules en très faibles quantités ; ils pos-