Chaque cellule d'un organisme multicellulaire se compose de son génome complet dans le noyau en une ou plusieurs copies. Mais, seul un ensemble unique de gènes est transcrit dans une cellule particulière, définissant l'individualité de la cellule parmi les autres cellules de l'organisme. De nombreux gènes ne sont également transcrits qu'à certains moments. La transcription d'un gène produit un ARN qui est traduit en une protéine. Lorsqu'une protéine particulière est requise pour le fonctionnement de la cellule, le gène qui code pour la protéine est transcrit. Ainsi, ce gène est considéré comme « activé ». Lorsqu'un gène est désactivé, la transcription est interrompue. Plusieurs mécanismes sont impliqués dans la régulation de l'expression des gènes. La régulation de l'expression des gènes dans les cellules eucaryotes repose sur un groupe de protéines appelées facteurs de transcription (TF). En plus des facteurs de transcription, les modifications de la chromatine, l'épissage de l'ARN, les mécanismes de contrôle des siARN et la signalisation cellulaire sont également responsables de la régulation de l'expression des gènes chez les eucaryotes.

Cet article examine,

1. Que sont les facteurs de transcription 2. Comment les facteurs de transcription se lient-ils à l'ADN

Que sont les facteurs de transcription

Un facteur de transcription est une molécule de protéine qui contrôle l'activité d'un gène en déterminant si un gène particulier est transcrit en ARN ou non. L'ARN polymérase est l'enzyme qui catalyse la synthèse d'ARN en utilisant l'ADN comme matrice. Les facteurs de transcription contrôlent l'action de l'ARN polymérase en déterminant quand, où et avec quelle efficacité l'enzyme fonctionne. Par conséquent, les facteurs de transcription peuvent agir soit comme des activateurs qui stimulent l'expression des gènes, soit comme des répresseurs qui diminuent l'expression des gènes.

On trouve trois types de facteurs de transcription: les facteurs généraux, les facteurs en amont et les facteurs inductibles. Facteurs de transcription généraux sont nécessaires à l'initiation de la transcription des gènes codants. Le complexe d'initiation formé par les facteurs de transcription généraux est appelé le appareil de transcription basale. Facteurs de transcription en amont sont impliqués dans la reconnaissance d'éléments de consensus courts spécifiques situés en amont du point de départ de la transcription. Facteurs inductibles fonction similaire aux facteurs de transcription en amont, régulant davantage l'expression des gènes en se liant aux éléments de réponse. La fonction d' activateur sur la transcription est illustrée à la figure 1.

Figure 1: Le rôle des facteurs de transcription

Après avoir expliqué les facteurs de transcription, voyons maintenant comment les facteurs de transcription se lient à l'ADN.

Comment les facteurs de transcription se lient-ils à l'ADN

Les facteurs de transcription appartiennent à diverses familles de protéines qui fonctionnent comme des complexes protéiques à sous-unités multiples. Ils se lient directement aux séquences d'ADN cis-régulatrices ou aux motifs qui se produisent en amont de la boîte TATA de la séquence promotrice. Ces motifs ont généralement une longueur d'environ 6 à 10 paires de bases. Les facteurs de transcription se lient également à des activateurs ou à des silencieux qui affectent la transcription. Les amplificateurs se produisent à proximité du gène - en amont, en aval ou dans les introns. Ils activent l'expression des gènes tandis que les silencieux désactivent l'expression des gènes. Les facteurs de transcription modifient leur structure 3-D tout en accompagnant la liaison à l'ADN.

Le complexe de formation de facteurs de transcription et de promoteur ainsi que les amplificateurs recrutent l'ARN polymérase II. L'influence des facteurs de transcription peut être positive ou négative en fonction de l'impact global de l'ensemble du complexe de facteurs de transcription. Les facteurs de transcription consistent en de multiples domaines fonctionnels à lier aux motifs de séquence ainsi qu'aux autres facteurs de transcription appelés co-activateurs, ARN polymérase II, complexes de remodelage de la chromatine et petits ARN non codants. Deux facteurs de transcription se lient à deux motifs adjacents sur le brin d'ADN et se combinent pour former un dimère qui plie l'ADN. Ce processus est considéré comme faisant partie du processus d'activation des gènes. La structure de la chromatine permet également aux coactivateurs de s'associer. Certains facteurs de transcription agissent également comme des éléments d'attache entre des promoteurs et des amplificateurs distincts à l'aide d'autres protéines. Le complexe d'activateur de transcription eucaryote est illustré à la figure 2.

Figure 2: Complexe activateur de transcription

En plus de l'activation de l'expression génique, certains facteurs de transcription sont impliqués dans la répression de l'expression génique. Les répresseurs peuvent bloquer les facteurs de transcription généraux qui activent l'expression des gènes. La plupart des facteurs de transcription sont capables de réguler de nombreuses expressions géniques, tandis que quelques facteurs de transcription ne sont capables de réguler que des expressions géniques sélectionnées. Étant donné que les facteurs de transcription contrôlent l'expression de la plupart des gènes impliqués dans le développement d'un organisme, l'expression défectueuse des gènes des facteurs de transcription peut entraîner le développement irrégulier de l'organisme.

Conclusion

Les facteurs de transcription régulent l'expression des gènes chez les eucaryotes. L'initiation de la transcription est régie par des facteurs de transcription. Ces types de facteurs de transcription sont appelés activateurs. Ils activent le gène. Outre l'activation de la transcription, les facteurs de transcription peuvent également réprimer l'expression des gènes. Les gènes sont désactivés par la liaison de répresseurs. Les facteurs de transcription se lient aux éléments régulateurs de la région promotrice. Au cours de l'activation des gènes, les facteurs de transcription se lient également aux régions amplificatrices, formant une boucle qui recrute l'ARN polymérase II afin d'initier la transcription. Les répresseurs bloquent les facteurs de transcription généraux des éléments régulateurs de l'ADN.

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Courtoisie d'image: 1. "0338 RNA Polymerase Binding" par OpenStax - https://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Preface (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia2. "Facteurs de transcription" de Kelvinsong - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia