La génétique

Transcription de l'ADN

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Noa Da silva

Qu'est-ce que la transcription d'ADN?

La Transcription de l'ADN It is the process by which the information contained in the deoxyribonucleic acid is copied in the form of a similar molecule, the RNA, either as a previous step for the synthesis of protein or for the formation of RNA molecules that participate in multiple cellular processes of Grande importance (régulation de l'expression génétique, de la signalisation, etc.).

Bien qu'il ne soit pas vrai que tous les gènes d'un organisme codent pour les protéines, c'est que toutes les protéines d'une cellule, eucaryotes ou procaryota, sont codées par un ou plusieurs gènes, où chaque acide aminé est représenté par un ensemble de trois ADN Bases (codon).

Traitement eucaryote des gènes (Source: Leonid 2 / CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0) via Wikimedia Commons)

La synthèse de la chaîne polypeptidique appartenant à toute protéine cellulaire se produit grâce à deux processus fondamentaux: la transcription et la traduction; Les deux extrêmement régulés, car ce sont deux processus d'une grande importance pour le fonctionnement de tout organisme vivant.

Qu'est-ce que la transcription d'ADN?

La transcription implique la formation d'un «moule» d'une molécule d'ARN appelée «ARN messager» (RNM) de la séquence «motif» codé dans la région d'ADN correspondant au gène qui doit être transcrit.

Ce processus est effectué par une enzyme appelée ARN polymérase, qui reconnaît des lieux spéciaux dans la séquence d'ADN, se lie à ceux-ci, ouvre le brin d'ADN et synthétise une molécule d'ARN en utilisant l'un de ces brins d'ADN complémentaires tels que la moisissure ou le motif, jusqu'à ce que vous rencontriez Une autre séquence spéciale de détention.

La traduction, en revanche, est le processus par lequel la synthèse des protéines se produit. Il se compose de la «lecture» des informations contenues dans le RNM qui a été transcrite à partir d'un gène, dans la «traduction» des codons ADN dans les acides aminés et dans la formation d'une chaîne polypeptidique.

La traduction des séquences nucléotidiques de l'ARNm est réalisée par des enzymes appelées synthétiques d'aminoacil-ANT, grâce à la participation d'autres molécules d'ARN appelées «transfert ARN» (ARNT), qui sont des anticodones des codons contenus dans le RNM, qui sont une copie fidèle de la séquence d'ADN d'un gène.

Transcription chez les eucaryotes (processus)

Pendant la transcription chez les eucaryotes, l'ADN est utilisé comme moule pour créer un brin d'ARN messager à l'aide de l'enzyme d'ARN polymérase

Dans les cellules eucaryotes, le processus de transcription se produit dans le noyau, qui est le principal organlier intracellulaire où l'ADN est contenu dans les chromosomes. Commencez par la "copie" de la région de codage du gène qui est transcrite dans une molécule de bande simple connue sous le nom d'ARN Messenger (RNM).

Étant donné que l'ADN est confiné dans cet organelle, les molécules de MRNM fonctionnent comme des intermédiaires ou des transporteurs dans la transmission du message génétique du noyau au cytosol, où la traduction de l'ARN se produit et toutes les machines biosynthétiques pour la synthèse des protéines (les ribosomas ).

Que sont les gènes eukaryot?

Un gène se compose d'une séquence d'ADN dont les caractéristiques déterminent sa fonction, car l'ordre des nucléotides dans ladite séquence est celui qui conditionne sa transcription et sa traduction ultérieure (dans le cas de ceux qui codent pour les protéines).

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Lorsqu'un gène est transcrit, c'est-à-dire lorsque vos informations sont copiées sous la forme d'ARN, le résultat peut être un ARN non codant (RNANC), qui a des fonctions directes dans la régulation de l'expression génétique, dans la signalisation cellulaire, etc., Ou il peut s'agir d'un ARN messager (RNM), qui sera ensuite traduit dans une séquence d'acides aminés dans un peptide.

Représentation de la structure d'une génération eucaryote.Org / licences / par / 4.0) via Wikimedia Commons)

Qu'un gène a un produit fonctionnel sous forme d'ARN ou de protéine dépend de certains éléments ou régions présentes dans sa séquence.

Les gènes, les eucaryotes ou les procaryotes, ont deux volets d'ADN, l'un connu sous le nom de "sens" et un autre "antiscende". Les enzymes en charge de la transcription de ces séquences "lisent" seulement une des deux brins, généralement le brin «sens» ou «codage», qui a «direction» 5'-3 '.

Chaque gène a des séquences de régulation à ses extrémités:

Si les séquences sont avant la région de codage (qui sera transcrite) sont appelées "promoteurs".
S'ils sont séparés par de nombreux kilobases, ceux-ci peuvent être "silencieux" ou "améliorés".
Les séquences qui sont plus proches de la région 3 'des gènes sont généralement des terminateurs, ce qui indique la polymérase qui doit être arrêtée et terminée la transcription (ou la réplication, selon le cas)).

La région du promoteur est divisée en distal et proximal, selon sa proximité avec la région de codage. C'est à l'extrémité 5 'du gène et c'est le site qui reconnaît l'ARN polymérase enzima et d'autres protéines pour démarrer la transcription de l'ADN à l'ARN.

Dans la partie proximale de la région du promoteur, les facteurs de transcription peuvent être joints, qui ont la capacité de modifier l'affinité de l'enzyme à la séquence qui se transcrire, ils sont donc positifs ou négativement régulés par la transcription des gènes.

Les régions d'amélioration et de silencieux sont également responsables de la régulation de la transcription génétique en modifiant "l'activité" des régions de promotion par leur union avec des éléments ou des répresseurs "en amont" de la séquence codante du gène.

On dit que les gènes eucaryotes sont toujours "désactivés" ou "réprimés" par défaut, ils ont donc besoin de leur activation à travers les éléments de promotion pour s'exprimer (transcrire).

Qui sont en charge de la transcription?

Quel que soit le corps, la transcription est réalisée par un groupe d'enzymes appelées ARN polymérase, qui similaire aux enzymes en charge de la réplication de l'ADN lorsqu'une cellule doit être divisée, une chaîne d'ARN est spécialisée dans la synthèse Une chaîne d'ARN À partir de l'un des brins d'ADN du gène qui est transcrit.

Les ARN polymérases sont de grands complexes enzymatiques composés de nombreuses sous-unités. Il existe différents types:

ARN polymérase I (Pol I): qui transcrit les gènes qui codent pour la "grande" sous-unité ribosomale.
ARN polymérase II (Pol II): qui transcrit les protéines codant pour les gènes et produisent des micro ARN.
ARN polymérase III (Pol III): qui produisent l'ARN de transfert utilisé pendant la traduction et également l'ARN correspondant à la petite sous-unité du ribosome.
ARN polymérase IV et V (Pol IV et Pol V): Ils sont typiques des plantes et sont responsables de la transcription de petites interférences ARN.

Quel est le processus?

Transcription des gènes eucaryotes (Source: Erinp.5000 / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0) via Wikimedia Commons)

La transcription génétique est un processus qui peut être étudié comme divisé en trois phases: initiation, allongement et terminaison.

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Initiation

Pendant l'initiation, la région promotrice faisant la promotion du gène fonctionne comme un lieu de reconnaissance pour l'ARN polymérase. C'est là que la majeure partie de l'expression génétique est contrôlée

L'ARN polymérase (nous mettons comme exemple à l'ARN polymérase II) rejoint la séquence de la région du promoteur, qui se compose d'une section de 6 à 10 paires de bases à l'extrémité 5 'du gène, généralement environ 35 paires de bases de la Site de départ de la transcription.

L'union de l'ARN polymérase conduit à "l'ouverture" de la double hélice de l'ADN, séparant les brins complémentaires. La synthèse de l'ARN commence dans le site connu sous le nom de "site d'initiation" et se produit dans l'adresse 5'-3 ', c'est-à-dire "en aval" ou de gauche à droite (par convention).

L'initiation de la transcription médiée par les ARN polymérases dépend de la présence concomitante de facteurs de transcription des protéines appelés facteurs de transcription généraux, qui contribuent à «l'emplacement» de l'enzyme dans la région du promoteur.

Une fois que l'enzyme a commencé à polymériser, ceci est "détaché" à la fois de la séquence promotrice et des facteurs de transcription généraux.

Élongation

Pendant l'allongement, la potimérase Pnal glisse à travers la chaîne qui sert de moule

Il se produit car l'ARN polymérase est "se déplace" le long de la séquence d'ADN et ajoute à l'ARN croissant les ribonucléotides complémentaires avec le brin d'ADN qui sert de "moule". Alors que l'ARN de la polimérase "passe" à travers le brin d'ADN, il se réinstalle avec son brin anti-cescentide.

La polymérisation réalisée par l'ARN polymérase se compose d'attaques nucléophiles d'oxygène en position 3 'de la chaîne d'ARN croissante au phosphate «alpha» du précurseur nucléotide suivant qui sera ajouté, avec la formation conséquente de liaisons phosphodiéses et la libération de A molécule de pyrophosphate (PPI).

L'ensemble composé par le brin d'ADN, l'ARN polymérase et le fil de l'ARN naissant sont appelés bulles ou complexes de transcription.

Résiliation

Lorsque l'ARN polymérase atteint la région terminale du gène, le messager de transcription est complet. Ensuite, l'ARN de Polyrase, la chaîne d'ADN et l'ARN messager de transcription sont dissociés

La terminaison a lieu lorsque la polymérase atteint la séquence de terminaison, qui est logiquement située "en aval" du site d'initiation de la transcription. Lorsque cela se produit, l'enzyme et l'ARN synthétisé sont "désactivés" de la séquence d'ADN qui est transcrite.

La région de terminaison se compose normalement d'une séquence d'ADN capable de "plier" sur elle-même, formant une structure "boucle de fourche" (anglais Boucle en épingle à cheveux).

Après la terminaison, le brin d'ARN synthétisé est connu sous le nom de transcrit primaire, qui est libéré du complexe de transcription, après quoi il peut ou non être poursuivi après transcription (avant sa traduction protéique, si nécessaire) à travers un processus appelé " Corte et empalme ".

Transcription dans Procariotas (processus)

Étant donné que les cellules procaryotes n'ont pas de noyau enveloppé par une membrane, la transcription se produit dans le cytosol, dans la région "nucléaire" spécifiquement, où l'ADN chromosomique est concentré (les bactéries ont un chromosome circulaire).

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De cette façon, l'augmentation de la concentration cytosolique d'une protéine donnée est considérablement plus rapide chez les procaryotes que chez les eucaryotes, car les processus de transcription et de traduction se produisent dans le même compartiment.

Comment sont les procaryotes?

Les agences procaryotes ont des gènes très similaires aux eucaryotes: les premiers utilisent également les régions de promotion et de régulation de la transcription, bien qu'une différence importante ait à voir avec le fait que la région de promotion est souvent suffisante pour réaliser une expression "forte" des gènes des gènes.

En ce sens, il est important de mentionner que, en général, les procaryotes sont toujours "brûlants" par défaut.

La région du promoteur est associée à une autre région, généralement "en amont", qui est régulée par des molécules répressives et est connue sous le nom de "région opérationnelle".

Représentation de la structure d'une génération procaryote.Org / licences / par / 4.0) via Wikimedia Commons)

Une différence de transcription entre les procaryotes et les eucaryotes est que normalement les messagers eucaryotes sont monocistroniques, c'est-à-dire que chacun contient les informations pour synthétiser une seule protéine, tandis que dans les procaryotes, ils peuvent être monocistroniques ou polystoniques, où un seul RNM peut contenir des informations pour deux protéines ou plus.

Ainsi, il est bien connu que les gènes procaryotes qui codifient pour les protéines avec des fonctions métaboliques similaires, par exemple, se trouvent dans des groupes appelés opérons, qui sont transcrits simultanément sous une forme d'une seule molécule d'ARN messager.

Les gènes procaryotes sont densément emballés, sans beaucoup de régions non codantes entre elles, donc une fois transcrits dans les molécules d'ARN, des messagers linéaires, ils peuvent être traduits immédiatement en protéines (les arnms eucaryotes ont souvent besoin d'un traitement ultérieur).

Qu'est-ce que l'ARN polymérase procaryote?

Les organismes procaryotes tels que les bactéries, par exemple, utilisent la même enzyme d'ARN polymérase pour transcrire tous leurs gènes, c'est-à-dire ceux qui codent pour des sous-unités ribosomales et ceux qui codent pour différentes protéines cellulaires.

Dans les bactéries ET. coli L'ARN polymérase est composée de 5 sous-unités polypeptidiques, dont deux sont identiques. Les sous-unités α, α, β, β 'comprennent la partie centrale de l'enzyme et sont assemblées et de-slabs pendant chaque événement de transcription.

Les sous-unités α sont celles qui permettent l'union entre l'ADN et l'enzyme; La sous-unité β se lie aux ribonucléotides tryphosphate qui seront polymérisées en fonction du moule d'ADN dans la molécule d'ARNm montante et la sous-unité β se lie audit brin de moisissure.

La cinquième sous-unité, connue sous le nom σ participe à l'initiation de la transcription et est celui qui donne une spécificité à la polymérase.