Transcription (biologie) - Définition
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Introduction
- La transcription est un processus biologique ubiquitaire qui consiste, au niveau de la cellule, en la copie des régions dites codantes de l'ADN en molécules d'ARN. En effet, si la molécule d'ADN est le support universel de l'information génétique, ce sont les molécules d'ARN qui sont reconnues par la machinerie de traduction en séquences protéiques.
- L'enzyme qui catalyse cette réaction de transcription est appelée ARN polymérase. Il en existe plusieurs types intervenant dans la transcription de plusieurs types d'ARN (messager, ribosomique, de transfert, etc.) L'ARN polymérase reconnaît et se fixe sur une région particulière de l'ADN, située en amont d'une région codante d'un gène : le site promoteur.
Chez les eucaryotes, le transcrit primaire d'ARNm est complété par une queue (polyadénylation) et une extrémité 5' comportant plusieurs modifications chimiques : la coiffe.
La molécule d'ARN directement synthétisée à partir du modèle ADN reste dans le noyau et est traitée par un complexe enzymatique. Ce mécanisme s'appelle l'épissage : certaines séquences appelées introns sont excisées, les exons restant se relient ensuite entre eux. Il peut y avoir un mécanisme d'épissage alternatif, augmentant ainsi le nombre de possibilités d'ARN messager mature. L'ARN produit est plus court, passe dans le cytoplasme et devient un ARNm ou ARN messager mature.
L'ARNm est alors traduit en protéine à partir des acides aminés en présence des ribosomes et des ARN de transfert (ARNt). Ce mécanisme s'appelle la traduction.
Chez les procaryotes
La transcription a lieu dans le cytoplasme bactérien puisque c'est là que se trouve l'ADN (chromosome ou plasmide) Elle se déroule en 3 étapes distinctes : l'initiation, l'élongation et la terminaison. L'initiation s'effectue au niveau du promoteur, immédiatement en amont de la séquence codante. L'ARN polymérase bactérienne est constituée de 5 sous unités : 2 α, β, β' et σ. La sous unité σ reconnaît une séquence consensus dans le promoteur du gène, classiquement, la "Pribnow-Box" [TATAAT], se fixe sur l'ADN et recrute les autres parties du complexe enzymatique. Une fois l'ARN polymérase mise en place, la sous unité σ se détache du complexe et β' assure la liaison à l'ADN : c'est le complexe fermé. L'ARN polymérase déroule ensuite la double hélice sur 17 paires de bases environ : c'est le complexe ouvert. La phase d'élongation peut commencer en remplaçant le départ de la sous unité σ par une Nus A. Le complexe enzymatique synthétise alors le brin d'ARN complémentaire du brin codant. La terminaison de la transcrition se fait au niveau du terminateur, situé après la séquence codante. Des séquences d'ADN riches en paires G-C avec 3 liaisons hydrogènes, donc plus fortes, ralentissent la progression de l'ARN pol, et d'autre part la formation d'une boucle en épingle à cheveux entre 2 régions complémentaires de l'ARN bloquent l'enzyme. Enfin une protéine de terminaison (Rho) libére la molécule d'ARN. L'ARNm ainsi produit est directement utilisable par la machinerie cellulaire pour être traduit. Comme la transcription et la traduction se déroulent dans le même compartiment, il est même possible que des ribosomes commencent à traduire un ARNm avant que sa transcription soit terminée.
La Transcription Inverse
La transcription inverse (ou rétrotranscription) est la réaction inverse de la transcription. C'est la synthèse d'un brin d'ADN à partir d'une matrice ARN grâce à une ADN polymérase ARN dépendante ou encore transcriptase inverse ou rétrotranscriptase (le terme anglais reverse transcriptase est parfois aussi utilisé).
