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8.10:

Facteurs d’élongation de la transcription

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Molecular Biology
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Transcription Elongation Factors

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Une fois la transcription lancée dans la cellule, les facteurs de transcription initiaux sont libérés du complexe de préinitiation. L’ARN polymérase doit ensuite ajouter de nouveaux nucléotides à l’extrémité trois prime du brin d’ARN croissant, dans une phase appelée élongation de la transcription. L’élongation chez les eucaryotes est difficile, car l’ADN d’une cellule non-divisée existe sous la forme d’un réseau condensé appelé chromatine.Dans la chromatine, l’ADN est étroitement enroulé autour des histones chargés à intervalles répétés. Ces complexes d’histones et d’ADN sont appelés nucléosomes. Lorsque l’ARN polymérase rencontre les nucléosomes ou d’autres protéines de liaison à l’ADN ou certaines séquences d’ADN spécifiques, il peut s’arrêter.L’incapacité de translocaliser davantage peut conduire à la dissociation de l’ARN polymérase avant la transcription complète du gène. Pour éviter cela, la cellule recrute des protéines accessoires spéciales qui peuvent aider l’ARN polymérase à exécuter un processus d’élongation ininterrompu sur le gène. Les facteurs d’élongation eucaryotes s’associent directement à l’ARN polymérase et l’aident à se déplacer facilement le long du brin modèle d’ADN et à réaliser son activité catalytique.En outre, la cellule recrute également d’autres protéines, telles que le complexe de remodelage de la chromatine dépendant de l’ATP et les chaperons d’histone, qui permettent à la machine de transcription d’accéder à l’ADN génomique condensé à l’intérieur de la chromatine. Ces complexes de plusieurs sous-unités perturbent l’interaction entre l’ensemble des histones et de l’ADN, ce qui entraîne la restructuration ou le repositionnement des nucléosomes. L’altération de l’architecture des nucléosomes permet de créer des régions exemptes de nucléosomes de l’ADN facilement accessibles par la machine de transcription.Une fois le pré-ARNm synthétisé, les histones doivent être réintégrés sur l’ADN matrice. Les protéines de remodelage de la chromatine et les chaperons d’histone rembobindront ensuite l’ADN autour des histones, en terminant le processus de réassemblage du nucléosome.

8.10:

Facteurs d’élongation de la transcription

L’élongation de la transcription est un processus dynamique qui change en fonction de l’hétérogénéité de la séquence de l’ADN en cours de transcription. Par conséquent, il n’est pas surprenant que la composition du complexe d’élongation varie également au cours de la transcription d’un gène.

L’élongation de la transcription est régulée via la pause de l’ARN polymérase à plusieurs reprises au cours de la transcription. Chez les bactéries, ces arrêts sont nécessaires car la transcription de l’ADN en ARNm est couplée à la traduction de cet ARNm en protéine. Cependant, chez les eucaryotes, la transcription est couplée au traitement de l’ARNm. Par conséquent, la pause de l’ARN polymérase autour des jonctions exon-intron est nécessaire pour augmenter l’efficacité de l’épissage de l’ARNm.

Ces arrêts de l’activité de l’ARN polymérase peuvent être réversibles ou irréversibles. En cas de pause réversible, des protéines telles que TFIIF, élongines, ELL, assurent que l’ARN polymérase reprenne son élongation après une brève pause. Cependant, si l’arrêt de l’activité de l’ARN polymérase est irréversible, cela devient un arrêt transcriptionnel. Si la transcription est arrêtée, alors l’enzyme ne peut pas reprendre l’élongation par elle-même. Dans une telle situation, les facteurs d’élongation tels que TFIIS  et pTEFb permet à l’ARN polymérase II de lire la matrice d’ADN au niveau des sites d’arrêt de la transcription.

De plus, les facteurs de remodelage de la chromatine dépendant de l’ATP et les chaperons d’histones sont également impliqués dans la régulation de l’élongation de la transcription. Ensemble, ils peuvent modifier les positions des nucléosomes le long de l’ADN, le rendant accessible ou inaccessible à la machinerie de transcription.

Par conséquent, l’ARN polymérase a besoin de l’aide de plusieurs facteurs pour traverser la chromatine et des séquences spécifiques qui interfèrent avec la transcription.

Suggested Reading

  1. Sims, Robert J., Rimma Belotserkovskaya, and Danny Reinberg. "Elongation by RNA polymerase II: the short and long of it." Genes & development 18, no. 20 (2004): 2437-2468.
  2. Winston, Fred. "Control of eukaryotic transcription elongation." Genome biology 2, no. 2 (2001): reviews1006-1.