Épissage alternatif de l’ARN

L’épissage alternatif d’ARN est l’épissage régulé d’exons et d’introns pour produire différents ARNm matures à partir d’un seul pré-ARNm. Contrairement à l’épissage constitutif où un seul gène produit un seul type d’ARNm, l’épissage alternatif permet à un organisme de produire plusieurs protéines d’un seul gène et joue un rôle important dans la diversité des protéines.

Il existe cinq types d’épissage d’ARN alternatif qui varient dans la manière dont les segments de pré-ARNm sont retirés ou retenus dans l’ARNm mature. Le premier type est le saut d’exon où certains exons, ainsi que tous les introns, sont sélectivement supprimés. C’est le type le plus important d’épissage alternatif observé chez l’homme. Le deuxième type, la rétention d’intron, se produit lorsqu’un intron spécifique est retenu dans l’ARNm mature tandis que les autres sont retirés. Ce type d’épissage est plus répandu chez les plantes que chez les humains. Dans les troisième et quatrième types d’épissage alternatif, les extrémités 5' ou 3’ alternatives sont sélectionnés dans des exons spécifiques, respectivement. Ce changement en 5' et 3' des sites d’épissage raccourcissent ou allongent l’exon, ce qui donne différents types d’ARNm matures. Ce type d’épissage alternatif se produit à la fois chez les humains et les plantes. Le dernier et le plus rare type d’épissage alternatif d’ARN est celui des exons mutuellement exclusifs où sur deux exons, un seul est conservé tandis qu’un autre a été supprimé.

L’épissage alternatif est régulé par différents éléments cis et facteurs trans. Les éléments agissant en cis sont des séquences d’ADN présentes à proximité des gènes structuraux, tandis que les facteurs agissant en trans sont d’autres molécules qui se lient à l’ADN. Dans l’épissage alternatif de l’ARN, les éléments agissant en cis se composent principalement d’amplificateurs d’épissage et de silencieux spécifiques aux exons et aux introns.  Les facteurs agissant en trans, comme les protéines SR (facteurs d’épissage riches en sérine/arginine), peuvent se lier aux amplificateurs d’épissage d’exons ou d’introns pour aider la machinerie d’épissage à reconnaître les sites d’épissage faibles. D’autre part, des protéines telles que les ribonucléoprotéines nucléaires hétérogènes se lient aux silencieux d’épissage d’exon ou d’intron pour empêcher l’épissage en masquant les sites d’épissage du spliceosome.

L’épissage alternatif de l’ARN est courant chez les eucaryotes supérieurs. Près de 95 % des gènes humains sont épissés alternativement ; par conséquent, les défauts de la machinerie peuvent altérer considérablement le fonctionnement des organes et entraîner le cancer et d’autres maladies, notamment des troubles neurologiques et cardiaques. Chez l’homme,  les mutations qui affectent directement l’épissage pré-ARNm représentent plus de 15 % des maladies génétiques, telles que la progéria de Hutchinson-Gilford et la bêta-thalassémie.