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La grande mission des petits ARN : comment l'ARN polymérase III soutient-elle la réparation de l'ADN ?
Dans les cellules eucaryotes, l'ARN polymérase III (Pol III en abrégé) est une protéine clé responsable de la transcription de l'ADN en ARN ribosomique 5S, en ARN de transfert (ARNt) et en d'autres petits ARN. Ces gènes, transcrits par l'ARN polymérase III, appartiennent à la catégorie des « gènes de base », dont l'expression est essentielle dans tous les types cellulaires et dans la plupart des conditions environnementales. Par conséquent, la régulation de la transcription de Pol III est principalement liée à la régulation de la croissance cellulaire et du cycle cellulaire, et nécessite donc moins de protéines régulatrices que l'ARN polymérase II. Cependant, dans des conditions de stress, la protéine Maf1 inhibe l'activité de Pol III, tandis que la rapamycine inhibe la fonction de Pol III en ciblant directement TOR.
Processus de transcription
Le processus de transcription (quelle que soit la polymérase utilisée) se déroule en trois étapes principales :
- Initiation : le complexe ARN polymérase doit être construit sur le promoteur du gène
- Extension : Synthèse de transcrits d'ARN
- Terminaison : achèvement de la transcription de l’ARN et désassemblage du complexe ARN polymérase
Processus de démarrage
Comparé à Pol II, Pol III ne nécessite pas de séquences de contrôle en amont du gène et s'appuie généralement sur des séquences de contrôle internes, c'est-à-dire des séquences dans la région de transcription. L'initiation de Pol III est divisée en trois catégories, correspondant à l'initiation de l'ARNr 5S, de l'ARNt et de l'ARNsn U6."TFIIIB est composé de trois sous-unités : la protéine de liaison TATA (TBP), le facteur associé à TFIIB (BRF1 ou BRF2) et la protéine B-duplicate (BDP1)."
Classe I : initiation de l'ARNr 5S
Au cours du processus d'initiation du gène de l'ARNr 5S (catégorie I), TFIIIA se lie d'abord à la région C de la séquence de contrôle de l'ARNr 5S située dans la séquence d'ADN transcrite, puis TFIIIC introduit TFIIIB et assemble Pol III.
Classe II : initiation de l'ARNt
Pour l'initiation par l'ARNt (classe II), TFIIIC se lie aux séquences de contrôle A et B et positionne TFIIIB pour se lier à l'ADN au site de démarrage de la transcription.
Classe III : initiation de l'ARNsn U6
Lors de l'initiation de l'ARNsn U6 (catégorie III), SNAPc se lie aux séquences en amont du site d'initiation, un processus qui est amélioré par les facteurs de transcription Pol II et favorise finalement l'assemblage de TFIIIB.
Processus d'extension
TFIIIB continue de se lier à l'ADN après que Pol III ait initié la transcription, ce qui est différent de la plupart des facteurs de transcription essentiels pour la transcription de Pol II, ce qui entraîne un taux de redémarrage élevé des gènes transcrits par Pol III.
« Une étude sur Saccharomyces cerevisiae a révélé que le taux moyen d'extension de la chaîne d'ARN était de 21 à 22 nucléotides par seconde. »
Terminer le processus
Pol III termine la transcription au niveau de petites polyurées (5 à 6 U), et bien que l'utilisation d'une épingle à cheveux ne soit pas nécessaire chez les eucaryotes, sa présence peut améliorer l'efficacité de la terminaison.
Transcription de petits ARN
Les ARN transcrits par l'ARN polymérase III comprennent :
- ARN de transfert (ARNt)
- ARN ribosomique 5S
- ARN épissomique U6
- ARN RNase P et ARN RNase MRP
- ARN 7SL (composant ARN de la particule de reconnaissance du signal)
- Plusieurs microARN
- Petit ARN nucléolaire
- Plusieurs ARN antisens régulateurs de gènes
L'ARN polymérase III semble être essentielle à la réparation des cassures double brin de l'ADN par recombinaison homologue. Il favorise la formation d'hybrides ARN-ADN transitoires lors des cassures double brin, une étape intermédiaire essentielle dans la réparation des cassures double brin médiée par recombinaison homologue.
« Cette étape protège l'extrémité 3' du brin d'ADN de la dégradation, et le brin d'ARN est ensuite remplacé par la protéine RAD51. »
Dans un environnement biologique en constante évolution, l'ARN polymérase III trace la voie à suivre pour protéger les processus cellulaires et joue un rôle indispensable en travaillant de concert avec la réparation de l'ADN. Vous êtes-vous déjà demandé à quel point les tâches accomplies par ces petits ARN dans les cellules sont importantes pour la stabilité globale du génome ?
