Régulation multiple des gènes eucaryotes

Elle place la chromatine dans une **conformation fermée**, ce qui réprime l'expression des gènes concernés.

La **méthylation de l'ADN** (au niveau des îlots CpG) et les **modifications post-traductionnelles des histones** (acétylation, phosphorylation, méthylation, etc.).

L'**ARN polymérase II**, les **facteurs généraux de transcription** (TFIIA, B, D, E, F, H), les **facteurs de transcription spécifiques** et le **complexe Médiator**.

Il sert d'**intermédiaire** entre les facteurs de transcription spécifiques et la machinerie transcriptionnelle (ARN polymérase II + facteurs généraux), jouant le rôle de plateforme d'assemblage.

Les régions régulatrices des gènes eucaryotes **ne contrôlent qu'un seul gène** à la fois, chaque gène possédant son **propre promoteur** (souvent la TATA box) et ses propres séquences régulatrices, contrairement aux opérons procaryotes où les séquences sont communes à plusieurs gènes.

La **transcription** et la **traduction** sont des étapes **distinctes** et **non simultanées**, délimitées par le **noyau** et par une étape de **maturation** de l'ARN messager (épissage, ajout de la coiffe et de la queue Poly(A)).

1. **Compaction de la chromatine** (régulation épigénétique) 2. **Transcription** (facteurs de transcription) 3. **Maturation post-transcriptionnelle** (épissage alternatif) 4. **Stabilité** de l'ARNm 5. **Traduction** (rôle des microARN, structure de l'ARNm)

La régulation au niveau de la **chromatine** (régulation **épigénétique**), car la compaction de l'ADN est une étape limitante : les gènes ne sont accessibles que sous forme d'**euchromatine**.

Sous forme d'**euchromatine** (forme lâche et accessible de la chromatine).

ARN polymérase II, facteurs généraux de transcription (TFIIA, B, D, E, F, H) et complexe Médiator

Les gènes eucaryotes sont **morcelés** (exons et introns) et régulés de façon **individuelle**, contrairement aux gènes procaryotes qui sont **compacts**, **ininterrompus** et organisés en **opérons**.

Ils sont organisés sur le modèle de l'**opéron** : regroupés et contrôlés par un **promoteur** et des **séquences régulatrices communes**, transcrits en un ARN **polycistronique**.

La séquence codante est **compacte** et **ininterrompue** ; l'opéron entier est transcrit en un unique ARN messager **polycistronique** immédiatement **mature**.

Contrairement aux procaryotes (régulation surtout transcriptionnelle), les eucaryotes sont régulés à **multiples niveaux** : compaction de la chromatine, transcription, maturation (épissage), stabilité de l'ARNm et traduction.

Les régions **codantes** sont les **exons** (converties en acides aminés) ; les régions **non codantes** sont les **introns** (éliminés par épissage, inutiles à la traduction).

Il permet, à partir d'un seul gène, de produire plusieurs ARNm matures différents menant à plusieurs isoformes protéiques, par inclusion ou exclusion variable des exons lors de l'épissage.

Ajout d'une **coiffe** à l'extrémité 5' et d'une **queue Poly(A)** à l'extrémité 3', ainsi que l'élimination des introns et l'épissage des exons.

L'**ARN interférence** : un microARN guidé par le complexe RISC s'apparie à un ARNm cible pour le détruire ou bloquer sa traduction.

L'enzyme **DICER** clive le précurseur en épingle à cheveux en courts fragments d'ARN double-brin d'environ 20 nucléotides.

En l'absence de fer, l'IRP se fixe à la séquence **IRE** dans la région 5'-UTR, forçant une conformation en épingle à cheveux qui **bloque la traduction** de l'ARNm de la ferritine.

Informations non codées par l'ADN, basées sur des modifications qui influencent l'expression des gènes **sans changer leur séquence**, en agissant sur la compaction de la chromatine de façon réversible.

Les gènes eucaryotes sont morcelés (alternance d'exons et d'introns) alors que les gènes procaryotes sont compacts et ininterrompus.

Les gènes eucaryotes possèdent une unité de transcription fragmentée en exons et introns, contrairement aux gènes procaryotes dont la séquence codante est continue.

DICER

L'euchromatine est une forme lâche/décompactée de la chromatine où les gènes sont accessibles pour la transcription, tandis que l'hétérochromatine est une forme compactée où les gènes sont inaccessibles.

La TATA box

exons et introns

les régions codantes (exons) et les régions non codantes (introns)

La méthylation de l'ADN

Les modifications post-traductionnelles des histones

Le fer se fixe à la protéine IRP et l'empêche de se lier à l'ARN messager, ce qui permet la traduction intensive de l'ARNm de la ferritine.

Chez les eucaryotes, la transcription a lieu dans le noyau tandis que la traduction a lieu dans le cytoplasme, et l'ARN pré-messager doit subir une maturation (épissage, coiffe, queue polyA) avant de pouvoir être traduit.

Elles sont séparées par le noyau et par une étape obligatoire de maturation de l'ARN messager.

Un opéron est un groupe de gènes procaryotes codants, organisés en une unité transcriptionnelle unique, contrôlés par un promoteur et des séquences régulatrices communes, transcrits en un seul ARN messager polycistronique immédiatement mature.

transcriptionnel

Compaction/accessibilité de la chromatine (régulation épigénétique)

Transcription (facteurs de transcription et machinerie transcriptionnelle)

Maturation post-transcriptionnelle (épissage alternatif)

Stabilité de l'ARN messager

Traduction (régulation traductionnelle, microARN, ARN interférence)

La mémoire épigénétique permet la transmission et la conservation du profil de différenciation des cellules en répliquant et transmettant les modifications épigénétiques (méthylation de l'ADN et modifications des histones) lors des divisions cellulaires, assurant ainsi la stabilité de l'expression génique spécifique à chaque type cellulaire tout au long du développement.

Le complexe RISC guide le microARN vers son ARN messager cible ; si l'appariement est parfait, l'ARNm est détruit ; si l'appariement est imparfait, la traduction de l'ARNm est bloquée.

Une coiffe à l'extrémité 5' et une queue poly(A) à l'extrémité 3'

Coiffe en 5' et queue poly(A) en 3'

Elles ne contrôlent qu'un seul gène à la fois, chaque gène possédant son propre promoteur et ses propres séquences régulatrices.

Les régions régulatrices des gènes eucaryotes sont individuelles (chaque gène a son propre promoteur et ses propres séquences de régulation), contrairement aux opérons procaryotes où plusieurs gènes partagent des séquences régulatrices communes.

L'hormone hydrosoluble se fixe sur un récepteur membranaire, ce qui déclenche une cascade de signalisation intracellulaire qui active un facteur de transcription jusqu'alors inactif, lequel se fixe sur ses séquences cibles pour activer l'expression du gène.

Élimination des introns (excision) et épissage des exons

Ajout d'une coiffe à l'extrémité 5'

Ajout d'une queue poly(A) à l'extrémité 3'

Oui, elles sont réversibles dans une certaine mesure.

Oui, les modifications épigénétiques sont réversibles.

euchromatine

Sous forme d'euchromatine (conformation ouverte)