Structure de la chromatine et épissage de l'ARN

Chez les eucaryotes, le traitement du pré-ARNm dans le noyau est étroitement couplé à sa transcription. Dès que l'ARN polymérase commence à transcrire, le pré-ARNm nouvellement synthétisé est immédiatement lié par divers facteurs pour être transformer en ARNm mature et fonctionnel. Par conséquent, le taux de transcription des gènes par l'ARN polymérase affecte directement les étapes du traitement de l'ARNm.

Un des principaux facteurs qui régule le taux d'activité de l'ARN polymérase est la structure de la chromatine du gène, qui comprend le positionnement des nucléosomes et la modification des histone sur l'ADN matrice. Les nucléosomes sont très stratégiquement placés sur certaines régions de l'ADN. Ils agissent comme une barrière et mettent temporairement en pause l'activité de l'ARN polymérase sur l'ADN.

Par exemple, dans la plupart des gènes, un nucléosome est positionné après de l'élément promoteur. Il oblige l'ARN polymérase à s'arrêter sur le site d'intiation de la transcription, donnant suffisamment de temps pour l'assemblage des facteurs d'élongation et du complexe de remodelage de la chromatine qui aide à créer une région exempte de nucléosomes sur l'ADN matrice. En attendant, la cellule peut recruter en 5 prime les enzymes de la coiffe pour le pré-ARNm nouvellement synthétisé.

Le positionnement des nucléosomes est également favorisé sur les exons et non sur les introns. Des modifications spécifiques des histones dans ces nucléosomes spécifiques à exon aident à recruter les composants du splicéosome, qui peuvent ensuite être directement transférés à l'ARN en cours de synthèse. Ces modifications d'histone peuvent également contribuer à la sélection de l'exon sur le brin émergent de l'ARNm.

Les modifications des histones sur les nucléosomes peuvent recruter différents facteurs protéiques, ce qui peut faciliter la rétention d'exons constitutifs ou alternatifs dans le brin mature d'ARNm. Enfin, le remplacement de l'histone H3 normal par ses variants sur le corps du gène peut conduire à un recrutement défectueux des facteurs d'épissage et améliorer la rétention d'intron, ce qui entraîne la dégradation des ARNm résultants de la voie non-sens ou à l'introduction de mutations dans la protéine traduite. Un tel épissage anormal a été lié à de nombreuses maladies, y compris les troubles neurodégénératifs et les cancers.