ARN polymérase

ARN polymérase définition

Une ARN polymérase (RNAP), ou acide ribonucléique polymérase, est une enzyme multi-sous-unité qui catalyse le processus de transcription où un polymère D’ARN est synthétisé à partir d’un modèle D’ADN. La séquence du polymère D’ARN est complémentaire à celle de L’ADN modèle et est synthétisée dans une orientation 5’→ 3′. Ce brin D’ARN est appelé la transcription primaire et doit être traité avant qu’il puisse être fonctionnel à l’intérieur de la cellule.,

Les ARN polymérases interagissent avec de nombreuses protéines afin d’accomplir leur tâche. Ces protéines aident à améliorer la spécificité de liaison de l’enzyme, aident à dérouler la structure à double hélice de l’ADN, modulent l’activité de l’enzyme en fonction des besoins de la cellule et modifient la vitesse de transcription. Certaines molécules RNAP peuvent catalyser la formation d’un polymère de plus de quatre mille bases de longueur chaque minute. Cependant, ils ont une plage dynamique de vitesses et ils peuvent parfois s’arrêter, voire s’arrêter à certaines séquences afin de maintenir la fidélité lors de la transcription.,

fonctions de L’ARN polymérase

traditionnellement, le dogme central de la biologie moléculaire a considéré L’ARN comme une molécule messagère, qui exporte l’information codée dans L’ADN hors du noyau afin de conduire la synthèse des protéines dans le cytoplasme: ADN → ARN → protéine. Les autres ARN bien connus sont L’ARN de transfert (ARNt) et L’ARN ribosomique (ARNr) qui sont également intimement liés à la machinerie synthétique des protéines., Cependant, au cours des deux dernières décennies, il est devenu de plus en plus clair que L’ARN remplit une gamme de fonctions, dont le codage des protéines n’est qu’une partie. Certains régulent l’expression des gènes, d’autres agissent comme des enzymes, certains sont même cruciaux dans la formation des gamètes. Ceux-ci sont appelés non-codage ou ncRNA.

étant donné que le RNAP est impliqué dans la production de molécules qui ont un si large éventail de rôles, l’une de ses principales fonctions est de réguler le nombre et le type de transcriptions D’ARN formées en réponse aux exigences de la cellule., Un certain nombre de protéines, de facteurs de transcription et de molécules de signalisation différentes interagissent avec l’enzyme, en particulier l’extrémité carboxy-terminale d’une sous-unité, pour réguler son activité. On pense que cette régulation était cruciale pour le développement des plantes et des animaux eucaryotes, où les cellules génétiquement identiques montrent une expression génétique différentielle et une spécialisation dans les organismes multicellulaires.

de plus, le fonctionnement optimal de ces molécules D’ARN dépend de la fidélité de la transcription – la séquence dans le brin de modèle D’ADN doit être représentée avec précision dans l’ARN., Même un seul changement de base dans certaines régions peut conduire à un produit complètement non fonctionnel. Par conséquent, alors que l’enzyme doit travailler rapidement et terminer la réaction de polymérisation dans un court laps de temps, elle a besoin de mécanismes robustes pour assurer des taux d’erreur extrêmement faibles. Le substrat nucléotidique est criblé à plusieurs étapes pour vérifier sa complémentarité avec le brin d’ADN modèle. Lorsque le nucléotide correct est présent, il crée un environnement propice à la catalyse et à l’élongation du brin D’ARN. De plus, une étape de relecture permet d’exciser des bases incorrectes.,

enfin, les ARN polymérases sont également impliquées dans la modification post-transcriptionnelle des ARN pour les rendre fonctionnels, facilitant leur exportation du noyau vers leur site d’action ultime.

Types D’ARN polymérase

Il existe une similitude remarquable dans les ARN polymérases trouvées chez les procaryotes, les eucaryotes, les archées et même certains virus. Cela indique la possibilité qu’ils ont évolué à partir d’un ancêtre commun., Procaryotic rnap est composé de quatre sous-unités, y compris un sigma-facteur qui se dissocie du complexe enzymatique après l’initiation de la transcription. Alors que les procaryotes utilisent le même RNAP pour catalyser la polymérisation de l’ARN codant ainsi que de l’ARN non codant, les eucaryotes ont cinq ARN polymérases distinctes.

L’ARN I eucaryote est un cheval de bataille, produisant près de cinquante pour cent de l’ARN transcrit dans la cellule. Il polymérise exclusivement L’ARN ribosomique, qui forme un composant important des ribosomes, les machines moléculaires qui synthétisent les protéines., L’ARN polymérase II est largement étudiée car elle est impliquée dans la transcription des précurseurs d’ARNm. Il catalyse également la formation de petits ARN nucléaires et de micro ARN. RNAP III transcrit l’ARN de transfert, certains ARN ribosomiques et quelques autres petits ARN et est important car beaucoup de ses cibles sont nécessaires au fonctionnement normal de la cellule. Les ARN polymérases IV et V se trouvent exclusivement dans les plantes et, ensemble, sont cruciales pour la formation de petits ARN interférents et d’hétérochromatine dans le noyau.,

processus de Transcription

La Transcription commence par la liaison de l’enzyme RNAP à une partie spécifique de l’ADN, également connue sous le nom de région promotrice. Cette liaison nécessite la présence de quelques autres protéines – le facteur sigma chez les procaryotes et divers facteurs de transcription chez les eucaryotes. Un ensemble de protéines appelées facteurs de transcription généraux sont nécessaires à toute activité de transcription eucaryote et comprennent le facteur D’Initiation de la Transcription II A, II B, II D, II E, II F et II H., Ceux-ci sont complétés par des molécules de signalisation spécifiques qui modulent l’expression des gènes à travers des étendues d’ADN non codant situées en amont. Souvent, l’initiation est interrompue plusieurs fois avant qu’un tronçon de dix nucléotides ne soit polymérisé. Après cela, la polymérase se déplace au-delà du promoteur et perd la plupart des facteurs d’initiation.

ceci est suivi par le déroulement de L’ADN double brin, également connu sous le nom de « fusion », pour former une sorte de bulle où la transcription active se produit. Cette « bulle » semble se déplacer le long du brin D’ADN à mesure que le polymère D’ARN s’allonge., Une fois la transcription terminée, le processus est terminé et le brin D’ARN est traité. Les rnap procaryotes et les ARN polymérases eucaryotes I et II nécessitent des protéines de terminaison de transcription supplémentaires. RNAP III met fin à la transcription quand il y a un tronçon de bases de Thymine sur le brin non-modèle de L’ADN.

comparaison entre L’ADN et L’ARN polymérase

bien que L’ADN et L’ARN polymérases catalysent toutes deux des réactions de polymérisation des nucléotides, il existe deux différences majeures dans leur activité. Contrairement aux ADN polymérases, les enzymes RNAP n’ont pas besoin d’amorce pour commencer la réaction de polymérisation., Ils sont également capables de commencer la réaction à partir du milieu d’un brin D’ADN et de lire des signaux « STOP » qui provoquent la dissociation du complexe enzymatique du gabarit. Enfin, alors que les ARN polymérases sont légèrement plus lentes que leurs homologues, elles ont l’avantage de n’avoir besoin que de faire une copie complémentaire d’un brin d’ADN.

• 3′- > 5′ orientation – directionnalité d’un seul brin d’acide nucléique qui dérive de la numérotation des atomes de carbone sur le cycle de sucre nucléotidique., Une extrémité de l’acide nucléique a un groupe hydroxyle libre sur le troisième carbone et l’autre extrémité a un groupe phosphate libre attaché au cinquième carbone.
• hétérochromatine – Segments d’un chromosome qui sont transcriptionnellement silencieux et semblent être plus denses que les régions transcrites activement.
• siRNA-les petits ARN interférents sont des molécules d’ARN à double brin courtes impliquées dans la régulation des gènes par interférence ARN.
• Carboxy-terminus – une extrémité d’une protéine ou d’un polypeptide qui contient un groupe carboxyle libre attaché à l’atome de carbone alpha de l’acide aminé., L’autre extrémité du polypeptide est appelée N-terminus ou amino-terminus.

Quiz

1. Laquelle de ces ARN polymérases catalyse la formation d’ARN messager (ARNm)?
A. ARNP j’
B. ARNP II
C. ARNP III
D. ARNP V

2. Laquelle de ces ARN polymérases ne se trouve que dans les plantes?
A. RNAP I et II
B. RNAP I et III
C. RNAP IV et V
D., Aucune des réponses ci-dessus

3. Lequel d’entre eux est présent lors de l’initiation de la transcription procaryotique?
A. facteur Sigma
B. Facteur de Transcription II
C. Facteur de Transcription II B
D. Facteur de Transcription II D