Mécanismes moléculaires et produits de la transcription des gènes

Principe de la transcription

La synthèse de l’ARN nécessite trois acteurs :

– un modèle d’ADN qui sert de matrice sur l’un de ses brins ;

– les quatre monomères précurseurs de l’ARN : les quatre ribonucléotides sous forme 

triphosphate (ATP, UTP, CTP et GTP) ;

– une enzyme : l’ARN polymérase (dite ADN dépendante) qui catalyse l’ensemble des réactions

aboutissant à la copie fidèle du brin matrice. Comme c’est le cas dans la synthèse de toutes les chaînes polynucléotidiques, la croissance de la chaîne néoformée d’ARN s’effectue à son extrémité

3’ OH. La fonction alcool du ribose, qui se présente au nouveau nucléotide triphosphate

allongeant la chaîne, permet la soudure, avec élimination simultanée de pyrophosphate. Tous les

nucléotides triphosphates sont des molécules riches en énergie (c’est-à-dire que leur hydrolyse

est thermodynamiquement très favorisée), au même titre que l’ATP, et c’est l’hydrolyse d’une

liaison phosphoanhydride qui permet l’accrochage des nucléotides entre eux le long de la chaîne.

 De même que pour les deux brins d’une molécule d’ADN, le brin d’ADN transcrit et l’ARN complémentaire sont antiparallèles, et susceptibles de former une double hélice. 

Lors du processus transcriptionnel, la molécule d’ADN doit s’ouvrir, se dénaturer localement et de façon transitoire, afin que la polymérase puisse recopier un des brins ; le principe de la transcription est donné dans la figure suivante:

 Crédit: Jean-Claude Callen

L’oeil de dénaturation de l’ADN, au niveau duquel la molécule d’ARN complémentaire du brin matrice est fabriquée, progresse régulièrement le long de la molécule d’ADN (structure à trois brins : triplex). L’ARN polymérase, située dans cet oeil au niveau du point d’accrochage entre l’ADN et l’ARN, est donc localisée du côté 3’ OH de la molécule en cours de synthèse, alors que le groupement 5’ Ph se trouve à l’autre extrémité, qui est libre. La chaîne d’ADN non copiée, de même séquence que l’ARN, est parfois nommée brin codant ou brin-sens.

Source: Biologie cellulaire: des molécules aux organismes/ Jean-Claude Callen