Des unités de transcription simples et complexes sont présentes dans les génomes eucaryotes
Les gènes eucaryotes qui produisent un seul type d’ARNm, codant pour une seule protéine,sont appelés unités de transcription simples. Les mutations dans les exons,les introns et les régions de contrôle de la transcription peuvent toutes influencer l’expression desprotéines codées par les unités de transcription simples (figure 9-1b). Contrairement à certaines mutations dans les opérons bactériens, qui peuvent affecter plusieurs protéines, les mutations dans les unités de transcription eucaryotes simples ne peuvent affecter qu’une seule protéine.
Bien que de nombreuses unités de transcription chez les eucaryotes soient simples, les unités de transcription complexes sont assez courantes dans les organismes multicellulaires. La transcription de l’ARN primaire codée par les unités de transcription complexes peut être traitée de plus d’une manière par l’utilisation de sites alternatifs poly(A) ou de sites d’épissage, ce qui conduit à la formation d’ARNm contenant différents exons. Par exemple, une unité de transcription qui contient deux ou plusieurs sitespoly(A) peut produire différents ARNm, chacun ayant les mêmes exons 5′, mais des exons 3′ distincts (figure9-2a). Un autre type de traitement alternatif de l’ARN, appelé saut d’exons, produit des ARNm avec les mêmes 5′et 3′ exons mais des exons internes différents (figure 9-2b). Des exemples de ces deux types de traitement alternatif de l’ARN se produisent pendant la différenciation sexuelle chez la drosophile (voir figure 11-26). Généralement, un ARNm est produit à partir d’une unité de transcription complexe dans certains types de cellules, et un ARNm alternatif est produit dans d’autres types de cellules. Par exemple, les différences d’épissage de l’ARN du transcrit primaire de la fibronectine dans les fibroblastes et les hépatocytesdéterminent si la protéine sécrétée comprend ou non des domaines qui adhèrent aux surfaces cellulaires (voir figure 11-24).
Figure 9-2
Deux exemples d’unités de transcription eucaryotes complexes et l’effet des mutations sur l’expression des protéines codées. L’ARN transcrit à partir d’une unité de transcription complexe (bleu) peut être traité de manière alternative pour donner deux ou plusieurs monocistrons fonctionnels (plus…)
Une mutation dans la région de contrôle ou dans un exon partagé par les ARNm alternatifs affectera toutes les protéines alternatives codées par une unité de transcription complexe donnée. En revanche, les mutations dans un exon présent dans un seul des ARNm alternatifs n’affecteront que la protéine codée par cet ARNm. En conséquence, la relation entre la définition moléculaire d’un gène et le groupe de complémentation génétique n’est pas toujours simple pour les unités de transcription complexes. Par exemple, l’unité de transcription complexe représentée dans la figure 9-2a code deux protéines qui ont la même séquence N-terminale, codée par leurs 5′ exons communs, et des séquences C-terminales différentes, codées par leurs 3′ exons uniques.La mutationb affecte la protéine codée par l’ARNm 1, et la mutationc la protéine codée par l’ARNm 2. Les mutations b et c se complètent dans un test de complémentation génétique, même si elles se produisent dans le même gène, car un chromosome avec la mutation b peut exprimer une protéine normale codée par l’ARNm inférieur, et un chromosome avec la mutation c peut exprimer une protéine normale codée par l’ARNm supérieur. Cependant, un chromosome avec une mutation a dans un exon commun aux deux ARNm ne compléterait ni la mutation b ni la mutation c. En d’autres termes, la mutation a serait dans les mêmes groupes de complémentation que les mutations b et c, même si b et c ne seraient pas dans le même groupe de complémentation!
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