ÉPISSAGE (GÉNÉTIQUE): DE QUOI IL S'AGIT, TYPES - LA BIOLOGIE - 2025

L' épissage ou processus d'épissage de l'ARN, est un phénomène qui se produit dans les organismes eucaryotes après la transcription de l'ADN en ARN et implique l'élimination des introns d'un gène, retenant les exons. Il est considéré comme essentiel dans l'expression génique.

Cela se produit par des événements d'élimination de la liaison phosphodiester entre les exons et les introns et l'union ultérieure de la liaison entre les exons. L'épissage se produit dans tous les types d'ARN, mais il est plus pertinent dans la molécule d'ARN messager. Il peut également se produire dans les molécules d'ADN et de protéines.

Source: Par BCSteve, de Wikimedia Commons

Il se peut que lorsque les exons sont assemblés, ils subissent un arrangement ou tout type de changement. Cet événement est connu sous le nom d'épissage alternatif et a des conséquences biologiques importantes.

En quoi consiste?

Un gène est une séquence d'ADN avec les informations nécessaires pour exprimer un phénotype. Le concept de gène n'est pas strictement limité aux séquences d'ADN exprimées sous forme de protéines.

Le «dogme» central de la biologie implique le processus de transcription de l'ADN en une molécule intermédiaire, l'ARN messager. Ceci à son tour est traduit en protéines à l'aide de ribosomes.

Cependant, chez les organismes eucaryotes, ces longues séquences géniques sont interrompues par un type de séquence qui n'est pas nécessaire pour le gène en question: les introns. Pour que l'ARN messager soit traduit efficacement, ces introns doivent être éliminés.

L'épissage d'ARN est un mécanisme qui implique diverses réactions chimiques utilisées pour éliminer les éléments qui perturbent la séquence d'un certain gène. Les éléments conservés sont appelés exons.

Où ça se passe?

Le spliceosome est un énorme complexe protéique qui catalyse les étapes d'épissage. Il est composé de cinq types de petits ARN nucléaires appelés U1, U2, U4, U5 et U6, ainsi que d'une série de protéines.

Il est supposé que l'épissage participe au pliage du pré-ARNm pour l'aligner correctement avec les deux régions où le processus d'épissage se produira.

Ce complexe est capable de reconnaître la séquence consensus que la plupart des introns ont près de leurs extrémités 5 'et 3'. Il convient de noter que des gènes ont été trouvés dans des métazoaires qui ne possèdent pas ces séquences et utilisent un autre groupe de petits ARN nucléaires pour leur reconnaissance.

Les types

Dans la littérature, le terme épissage est généralement appliqué au processus qui implique l'ARN messager. Cependant, il existe différents processus d'épissage qui se produisent dans d'autres biomolécules importantes.

Les protéines peuvent également subir un épissage, dans ce cas, il s'agit d'une séquence d'acides aminés qui est éliminée de la molécule.

Le fragment supprimé est appelé "intein". Ce processus se produit naturellement dans les organismes. La biologie moléculaire a réussi à créer diverses techniques utilisant ce principe qui impliquent la manipulation de protéines.

De même, l'épissage se produit également au niveau de l'ADN. Ainsi, deux molécules d'ADN précédemment séparées sont capables d'être jointes au moyen de liaisons covalentes.

Types d'épissage d'ARN

D'autre part, selon le type d'ARN, il existe différentes stratégies chimiques dans lesquelles le gène peut se débarrasser des introns. En particulier, l'épissage du pré-ARNm est un processus compliqué, car il implique une série d'étapes catalysées par le spliceosome. Chimiquement, le processus se produit par des réactions de transestérification.

Dans la levure, par exemple, le processus commence par le clivage de la région 5 'au niveau du site de reconnaissance, la "boucle" intron-exon est formée par une liaison phosphodiester 2'-5'. Le processus se poursuit avec la formation d'un espace dans la région 3 'et finalement l'union des deux exons se produit.

Certains des introns qui perturbent les gènes nucléaires et mitochondriaux peuvent être épissés sans avoir besoin d'enzymes ou d'énergie, mais plutôt par des réactions de transestérification. Ce phénomène a été observé dans l'organisme Tetrahymena thermophila.

En revanche, la plupart des gènes nucléaires appartiennent au groupe d'introns qui ont besoin de machines pour catalyser le processus d'élimination.

Épissage alternatif

Chez l'homme, il a été rapporté qu'il existe environ 90 000 protéines différentes et on pensait auparavant qu'il devait y avoir un nombre identique de gènes.

Avec l'arrivée des nouvelles technologies et le projet du génome humain, il a été possible de conclure que nous ne possédons qu'environ 25 000 gènes. Alors, comment est-il possible que nous ayons autant de protéines?

Les exons peuvent ne pas être assemblés dans le même ordre dans lequel ils ont été transcrits en ARN, mais ils peuvent être arrangés en établissant de nouvelles combinaisons. Ce phénomène est connu sous le nom d'épissage alternatif. Pour cette raison, un seul gène transcrit peut produire plus d'un type de protéine.

Cette incongruité entre le nombre de protéines et le nombre de gènes a été élucidée en 1978 par le chercheur Gilbert, laissant derrière lui le concept traditionnel de «pour un gène il y a une protéine».

Source: Par l'Institut national de recherche sur le génome humain (http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif), via Wikimedia Commons

Caractéristiques

Pour Kelemen et al. (2013) "l'une des fonctions de cet événement est d'augmenter la diversité des ARN messagers, en plus de réguler les relations entre protéines, entre protéines et acides nucléiques et entre protéines et membranes".

Selon ces auteurs "l'épissage alternatif est responsable de la régulation de la localisation des protéines, de leurs propriétés enzymatiques et de leur interaction avec les ligands". Elle a également été liée aux processus de différenciation cellulaire et au développement des organismes.

À la lumière de l'évolution, cela semble être un mécanisme important de changement, car une forte proportion d'organismes eucaryotes supérieurs se sont avérés souffrir d'événements élevés d'épissage alternatif. En plus de jouer un rôle important dans la différenciation des espèces et dans l'évolution du génome.

Épissage alternatif et cancer

Il est prouvé que toute erreur dans ces processus peut conduire à un fonctionnement anormal de la cellule, entraînant de graves conséquences pour l'individu. Parmi ces pathologies potentielles, le cancer se distingue.

Pour cette raison, l'épissage alternatif a été proposé comme nouveau marqueur biologique de ces conditions anormales dans les cellules. De même, s'il est possible de bien comprendre la base du mécanisme par lequel la maladie survient, des solutions pourraient être proposées.

Références

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