Intron

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Représentation schématique de l'enchaînement exon-intron dans un gène du génome, ici représenté par un chromosome.

Un intron est une portion de gène, le plus souvent non codante, qui ne se retrouve pas dans l'ARN cytoplasmique après épissage. Il s'oppose à l'exon.

Chez les organismes eucaryotes, les gènes sont constitués d'une suite d'exons et d'introns (comme dans intrusif) alternés. Par exemple : Exon1 - Intron1 - Exon2 - Intron2 - Exon3 - ...

Après la transcription, l'ARN synthétisé va subir un certain nombre de modifications, dont l'épissage, au cours duquel les introns vont être excisés de l'ARN. Les exons vont quant à eux être suturés pour donner l'ARN mature par le mécanisme d'épissage. On obtiendra donc un ARN de type Exon1 - Exon2 - Exon3 - ...

Représentation schématique de l'épissage d'un ARN (Pre-mRNA). On observe l'absence de séquences (en bleu) dans l'ARN mature : les introns ont été épissés.
(UTR = région non traduite)

Les introns ne jouent donc aucun rôle dans le devenir de l'ARN (traduction en protéine pour l'ARNm, en ribosome pour l'ARNr, traduction ARNt...), si bien que leurs fonctions ne sont pas très bien déterminées à ce jour. Leur rôle le plus important est, pour ce qu'il est possible d'observer à ce jour, de permettre une combinatoire lors de l'épissage. Cela permet aux gènes à ARNm de coder plusieurs protéines, ce qui représente une économie d'énergie pour la cellule, surtout lorsque la transcription se fait à haute fréquence.

Historique[modifier | modifier le code]

La découverte des introns est due à Phillip Allen Sharp et Richard J. Roberts[1],[2], ce qui leur a valu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1993. Ils les ont observés pour la première fois dans les ARN messagers de l'adénovirus en 1976, peu avant que l'équipe de Pierre Chambon en trouve également dans des ARN cellulaires comme celui de l'ovalbumine. C'est Walter Gilbert qui a inventé en 1978 la dénomination intron pour ces séquences non codantes entrelacées entre les régions codantes[3] : Intron est la contraction de INTragenic RegiON.

Epissage alternatif des introns[4][modifier | modifier le code]

Article détaillé : Splicéosome

Il existe plusieurs méthodes différentes à disposition de la cellule pour exciser un transcrit primaire d'ARNm (ou pré-ARNm). Toutes incluent un type particulier d'ARN : les ARN petits nucléaires (small nuclear RNAs, snRNA). Ces petites molécules d'ARN ont une activité catalytique endonucléase, permettant de couper dans le transcrit primaire par hydrolyse des liaisons phosphodiesters. Le processus d'épissage alternatif de pré-ARNm qui est le plus documenté est l'épissage par un splicéosome.

Le splicéosome est constitué de particules appelées les petites ribonucléoprotéines nucléaires (en anglais small nuclear ribonucleoprotein, ou snRNP). Chaque snRNP est constitué de 5 snRNAs différents appelés U1, U2, U3, U4 et U5 ainsi que plus de 60 protéines différentes, l'ensemble formant un large complexe. Pour que ces particules puissent distinguer les introns des exons dans un gène, il faut par conséquent une séquence à la jonction intron-exon permettant de les identifier. Chaque intron possède au niveau de ses extrémités (5' et 3') une séquence qui sera alors reconnue par des snRNA et ensuite clivée : en 5', on retrouve une séquence "GURAGU" (consensus) et en 3' une séquence "CAG". Ces deux séquences sont les sites de clivage des introns. De plus, les introns splicéosomales (c'est-à-dire, les introns qui sont excisés par des splicéosomes) contiennent une séquence à l'intérieur de l'intron appelé la séquence d'embranchement, la séquence en 5' est également appelée la séquence donneuse.

L'excision de l'intron par un splicéosome est assez particulière : le complexe va cliver l'intron par une hydrolyse de liaison phosphodiester à son extrémité 5' et le rattacher au niveau de la séquence d'embranchement par formation d'une liaison inhabituelle 5'-2' phosphodiester et former une boucle d'ARN de la forme d'un lasso. La séquence de clivage en 3' est ensuite reconnue et excisée. La transcrit, excisé de son intron, est alors coupé en deux puis ressoudé par formation d'une liaison phosphodiester 5'-3' avec les deux autres bouts. Lorsque tous les introns sont excisés, le pré-ARNm devient un ARNm (ARNmessager mâture) prêt à la traduction.

L'épissage alternaltif ne se fait uniquement pour les pré-ARNm et non d'autres transcrit primaires d'ARN. Les pré-ARNm se distinguent des autres molécules d'ARN nucléaires par la présence d'une coiffe 5' de 7-méthylguanosine triphosphate à l'extrémité 5' ainsi que d'une coiffe polyadénylée à l'extrémité 3'.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Berget S. M., Moore C., Sharp PA., « Spliced segments at the 5' terminus of adenovirus 2 late mRNA. », Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 74,‎ , p. 3171-3175 (PMID 269380)
  2. (en) Chow L. T., Gelinas R. E., Broker T. R., Roberts R. J., « An amazing sequence arrangement at the 5' ends of adenovirus 2 messenger RNA. », Cell, vol. 12,‎ , p. 1-8 (PMID 902310)
  3. (en) Tonegawa S., Maxam A. M., Tizard R., Bernard O., Gilbert W., « Sequence of a mouse germ-line gene for a variable region of an immunoglobulin light chain. », Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 75,‎ , p. 1485-1489 (PMID 418414)
  4. (en) Bruce Alberts, Molecular Biology of the cell, Garland Science, , 1465 p. (ISBN 9780815344643), p. Chapter 6 : How cells read the genome : From DNA to protein, "RNA splicing is performed by the Spliceosome", p.319

Annexes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]