ARN polymérase

Structure de l'ARN polymérase II eucaryote, complexée à un ADN matrice (vert) et montrant un brin d'ARN en cours de synthèse (jaune)

L'ARN polymérase est un complexe enzymatique responsable de la synthèse de l'acide ribonucléique, ou ARN, à partir d'une matrice d'ADN. Ce processus biologique, présent dans toutes les cellules s'appelle la transcription.
Chez les eucaryotes, trois sortes d'ARN polymérases sont responsables de la synthèse des quatre sortes d'ARN (ARNr, ARNm et ARNt, ainsi que les petits ARN : ARNsn, ARNno et pARNi).

Rôle

L'ARN polymérase transcrit un premier brin d'ADN que l'on nomme « transcrit primaire ». Pour cela elle se fixe sur une séquence particulière appelée promoteur. Ce promoteur diffère quelque peu selon les gènes, il comporte deux boîtes dont la boîte de PRIBNOW ou boîte TATA (la séquence exacte étant TATAAAA), centrée à 10 nucléotides en amont du gène, chez les procaryotes, 25 chez les eucaryotes, signalant le début de la transcription. La boîte TATA peut parfois être remplacée par la boîte GC (GGGCGG) située 50 à 60 nucléotides en amont du gène. Il existe également la boîte CAAT située 70 à 80 nucléotides en amont du gène et qui elle a pour but de réguler la vitesse de transcription du gène. Lorsqu'elle se fixe sur la boîte TATA (ou GC), l'ARN polymérase s'associe avec différentes protéines appelées facteurs de transcription(FT) pour former une particule d'initiation. Il existe des FT généraux et des FT spécifiques de certains gènes. La liaison entre l'ADN et l'ARN polymérase permet d'une part d'ouvrir la double hélice et d'autre part de catalyser l'insertion des ribonucléotides triphosphates pour former un brin d'ARN. Ce brin est donc le transcrit primaire aussi appelé ARN immature. Cet ARN deviendra mature lors de l'épissage

Chez les procaryotes

Chez les procaryotes, il n'existe qu'une seule ARN polymérase découverte dans les années 1960 chez la bactérie Escherichia coli, sa composition est la suivante :

• Le cœur de l’enzyme ARN polymérase = α₂ββ’ω
• Holo-enzyme = α₂ββ’ωσ

Les deux sous-unités α permettent de maintenir le brin non-transcrit à l'écart, les sous-unités β’ et β contiennent le site catalytique. La sous-unité σ se détache au début de la transcription. Et la sous-unité ω permet de maintenir la sous-unité β’ dans sa bonne conformation et de la recruter pour former un core-enzyme fonctionnel. La sous-unité σ permet de diminuer d'un facteur 10000 l'affinité de l'ARN polymérase pour des séquences quelconques d'ADN et au contraire augmente l'affinité de cette même enzyme pour le site promoteur

Chez les eucaryotes

ARN polymérases I

Les ARN polymérases I permettent la synthèse des ARN ribosomiques (rARN sauf l'ARNr 5S).

ARN polymérases II

L'ARN polymérase II catalyse la formation de l'ARNm ou plus souvent d'un ARN prémessager. Il existe chez les plantes, une quatrième ARN polymérase qui permet la synthèse de siARN (small interfering). Ceux-ci permettent de réguler spécifiquement la transcription de gènes en les "éteignant", c'est-à-dire en se fixant sur l'ARNm, ce qui a pour conséquence de provoquer sa dégradation ou son inhibition. Cette enzyme est située dans le nucléoplasme. L'ARN polymérase 2 est composé de 12 sous-unités ^[1].

ARN polymérases III

Les ARN polymérases III sont responsables de la synthèse d'ARN courts comme l'ARNt, l'ARNs (small ARN) et l'ARN ribosomiques (ARNr 5S)

ARN polymérases 4

Ils sont spécialisés dans la transcription de l'ADN mitochondrial. Sont aussi impliqués dans la synthèse de l'hétérochromatine chez les plantes.

Notes et références

Voir aussi

Outre l'ARN polymérase ADN-dépendante (assurant la transcription d'une matrice d'ADN en ARN), il existe des ARN-polymérases ARN-dépendantes, fabriquant de l'ARN à partir d'une matrice d'ARN. Ces enzymes participent à la réplication de certains virus dont le génome est composé d'ARN, on les appelle des réplicases.

Articles connexes

• ADN polymérase
• Acide ribonucléique (ARN)

v · Expression des gènes
Introduction à la génétique	Théorie fondamentale de la biologie moléculaire • ADN • ARN • Protéine • Code génétique • Synthèse des protéines
Transcription	Régulation de la transcription Facteurs de transcription • ARN Polymérase • Promoteur • Amplificateur Régulation post-transcriptionnelle Modifications post-transcriptionnelles • Édition • Épissage • Épissage alternatif • Polyadénylation • Dégradation des ARNm non-sens
Traduction	Régulation de la traduction Facteurs d'initiation • Ribosome • ARNt • IRES • Coiffe Régulation post-traductionnelle Modifications post-traductionnelles (ajout de groupe fonctionnels, peptidiques, modifications structurelles ou chimiques) • Phosphorylation • Protéolyse
Contrôle épigénetique	Extinction de gène • Méthylation de l'ADN • Code des Histones • Gène Hox • Gène soumis à empreinte

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