Le génome des procaryotes et des eucaryotes est constitué de gènes. Ces gènes sont exprimés pour produire des molécules fonctionnelles telles que l'ARN et les protéines, qui sont vitales pour le fonctionnement de la cellule. Les deux étapes de l'expression des gènes sont la transcription et la traduction. La transcription et la traduction des procaryotes et des eucaryotes sont très similaires. Cependant, certaines caractéristiques avancées peuvent être identifiées dans l'expression des gènes eucaryotes, car les eucaryotes sont des organismes plus développés que les procaryotes. Cependant, les deux types d'organismes utilisent également plusieurs mécanismes pour réguler leur expression génique. Généralement, l'expression des gènes procaryotes est régulée au niveau transcriptionnel, tandis que l'expression des gènes eucaryotes est régulée aux niveaux transcriptionnel et traductionnel.

Domaines clés couverts

1. Comment l'expression des gènes est-elle régulée chez les procaryotes et les eucaryotes - Définition, régulation de l'expression génique 2. En quoi la régulation des gènes chez les procaryotes et les eucaryotes est-elle similaire – Similitudes entre la régulation des gènes chez les procaryotes et les eucaryotes

Termes clés: eucaryotes, expression génique, procaryotes, régulation de l'expression génique, transcription, traduction

Comment l'expression des gènes est-elle régulée chez les procaryotes et les eucaryotes

L'expression des gènes est le processus de transcription de l'ADN en ARN, suivi de la traduction en protéines. C'est un processus étroitement réglementé chez les procaryotes et les eucaryotes. La régulation de l'expression des gènes est impliquée dans la production d'une quantité accrue ou réduite de produits géniques. Un large éventail de mécanismes est impliqué dans la régulation de l'expression des gènes.

1. Niveau de réplication – Les mutations peuvent entraîner des altérations de l'expression des gènes.
2. Niveau transcriptionnel – Des activateurs et des répresseurs régulent la transcription.
3. Niveau post-transcriptionnel – L'épissage d'ARN est impliqué dans la régulation de l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel.
4. Niveau de traduction – La traduction d'une molécule d'ARNm en une séquence d'acides aminés d'une protéine est contrôlée par divers processus tels que la voie d'interférence ARN.
5. Niveau post-traductionnel – La synthèse d'une protéine peut être régulée en contrôlant les modifications post-traductionnelles.

Différents niveaux de régulation de l'expression génique sont illustrés sur la figure 1.

Figure 1: Régulation de l'expression génique

En quoi la régulation des gènes chez les procaryotes et les eucaryotes est-elle similaire

La transcription et la traduction sont très similaires chez les procaryotes et les eucaryotes. L'ARN polymérase est impliquée dans le processus de transcription des gènes en ARNm. La traduction des procaryotes et des eucaryotes se produit dans le cytoplasme à l'aide de ribosomes. La régulation de l'expression des gènes chez les procaryotes et les eucaryotes présente certaines similitudes.

1. Régulation au niveau transcriptionnel - La régulation de l'expression des gènes chez les procaryotes se produit principalement lors de l'initiation de la transcription. L'expression des gènes est également régulée au niveau transcriptionnel chez les eucaryotes.
2. Facteurs de transcription - La liaison de l'ARN dans la région du promoteur est régulée par des facteurs de transcription dans l'expression des gènes procaryotes et eucaryotes.
3. Gènes structurels - Les gènes procaryotes fonctionnellement similaires sont organisés en groupes de gènes appelés opérons. Chez les eucaryotes, plusieurs protéines sont produites par épissage alternatif d'ARN.
4. Activateurs et répresseurs - Les activateurs régulent positivement l'expression des gènes tandis que les répresseurs régulent négativement l'expression des gènes chez les procaryotes et les eucaryotes.
5. Mécanismes de rétroaction - L'expression des gènes procaryotes et eucaryotes est régulée par des mécanismes de rétroaction.

La régulation de l'expression des gènes procaryotes au niveau transcriptionnel est illustrée à la figure 2.

Figure 2: Règlement du lac Opéron

Cependant, chez les eucaryotes, la régulation de l'expression génique se produit à différentes étapes tout au long du processus d'expression génique. Il est régulé aux niveaux post-transcriptionnel, traductionnel et post-traductionnel.

Conclusion

L'expression génique est le mécanisme de synthèse d'ARN fonctionnel ou de molécules de protéines à l'intérieur des cellules. Le mécanisme d'expression des gènes est très similaire chez les procaryotes et les eucaryotes. L'expression génique doit être régulée afin de synthétiser la quantité requise de produits géniques par la cellule. Chez les procaryotes comme chez les eucaryotes, l'expression des gènes est régulée au niveau transcriptionnel. Les deux mécanismes sont contrôlés par des facteurs de transcription, des activateurs et des répresseurs. Les gènes procaryotes et eucaryotes peuvent être régulés pour produire plusieurs produits géniques.

Référence:

1. "Régulation de l'expression des gènes". Lumen, Biologie sans limites, Disponible ici

Image de courtoisie:

1. «Synthèse des protéines» (domaine public) via Commons Wikimedia 2. «Figure 16 02 02″ Par CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia