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Le pouvoir mystérieux de l’ARN polymérase III : pourquoi est-elle essentielle à la croissance cellulaire ?
Dans les cellules eucaryotes, l'ARN polymérase III (souvent abrégée en Pol III) est une protéine clé responsable de la transcription de l'ADN en une variété de petits ARN, notamment l'ARN ribosomique 5S et l'ARN de transfert (ARNt). Ces molécules d’ARN jouent un rôle indispensable dans la croissance cellulaire et le maintien des fonctions physiologiques de base. Ces gènes, transcrits par l'ARN polymérase III, sont classés comme gènes « de ménage », ce qui signifie que leur expression est essentielle dans tous les types de cellules et dans la plupart des conditions environnementales.
Par conséquent, la régulation de l’ARN polymérase III est directement liée à la qualité de la croissance cellulaire et à la régulation du cycle et nécessite moins de protéines régulatrices que l’ARN polymérase II.
En cas de stress ou de conditions défavorables, l’activité de l’ARN polymérase III est inhibée. La protéine Maf1 est un facteur inhibiteur important et la rapamycine inhibe l'activité de l'ARN polymérase III en agissant directement sur la voie TOR.
Le processus de transcription est un mécanisme complexe impliquant trois étapes principales, dont l’initiation, l’élongation et la terminaison. Tout d’abord, lors de la phase d’initiation, un complexe d’ARN polymérase doit être construit sur le promoteur du gène. Ceci est suivi par la phase d'élongation, au cours de laquelle les transcrits d'ARN sont synthétisés, et enfin par la phase de terminaison, au cours de laquelle le complexe RNAP se désassemble.
Processus de démarrage
Le processus d'initiation de l'ARN polymérase III diffère sous certains aspects de celui de l'ARN polymérase II. Pol III s'appuie généralement sur des séquences de contrôle internes situées dans la région transcrite et ne nécessite pas de séquences de contrôle situées en amont du gène.
Lors de l'initiation de l'ARN polymérase III, les facteurs de transcription se lient d'abord aux séquences de contrôle, puis recrutent le TFIIIB (facteur de transcription B de la polymérase III) pour former un complexe.
La structure de TFIIIB est composée de trois unités, dont la protéine de liaison TATA (TBP), le facteur associé à TFIIB (BRF1 ou BRF2) et la double unité B (BDP1). Cette architecture globale est assez similaire à la structure de l’ARN polymérase II.
Processus d'extension
Pendant la phase d'élongation, TFIIIB reste lié à l'ADN après l'initiation de la transcription, permettant aux gènes transcrits par Pol III de subir une réinitiation de la transcription à haute fréquence. Des études ont montré que dans la levure Saccharomyces cerevisiae, la vitesse moyenne d’extension de chaîne est de 21 à 22 nucléotides par seconde, et la vitesse maximale peut atteindre 29 nucléotides.
Terminer le processus
En ce qui concerne le processus de terminaison, l'ARN polymérase III termine la transcription au niveau d'une petite séquence poly-U (5-6 uraciles). Chez les eucaryotes, bien que cela ne soit pas essentiel, la présence d'une boucle en épingle à cheveux peut améliorer l'efficacité de la terminaison chez l'homme.
Chez la levure, des études ont montré que la terminaison de la transcription se produit par étapes au niveau de la séquence T7GT6 et suggèrent que l'insertion d'un nucléotide G peut réinitialiser le taux de transcription.
ARN transcrit
Les principaux types d'ARN que l'ARN polymérase III peut transcrire comprennent l'ARN de transfert, l'ARN ribosomique 5S, l'ARN d'épissage U6, etc. Ces ARN jouent leurs propres fonctions uniques dans divers processus physiologiques au sein des cellules.
Rôle dans la réparation de l'ADNOutre sa fonction transcriptionnelle, l'ARN polymérase III joue également un rôle important dans le processus de réparation par recombinaison homologue de l'ADN. Il favorise la formation d'hybrides ARN-ADN temporaires lors des cassures double brin de l'ADN, une étape intermédiaire critique qui aide à protéger le brin d'ADN en surplomb 3' de la dégradation.
Ces actions de l’ARN polymérase III soulignent son rôle essentiel dans la croissance cellulaire, le métabolisme et le maintien de la stabilité du génome. Il existe encore de nombreux mystères sur son fonctionnement, et les scientifiques travaillent d’arrache-pied pour les percer. À l’avenir, à mesure que les recherches sur l’ARN polymérase III continueront de progresser, nous aurons peut-être une meilleure compréhension de son importance dans la vie cellulaire. Cela signifie-t-il que l’ARN polymérase III aura des implications plus profondes pour la biomédecine du futur ?
