Régulation post-transcriptionnelle

Comment les cellules contrôlent l'expression génique après la transcription — en ajustant la stabilité, la localisation et la traduction de l'ARNm, y compris le silençage par de petits ARN régulateurs.

Definition

La régulation post-transcriptionnelle est le contrôle de l'expression génique aux étapes suivant la transcription — régissant la stabilité, la localisation et la traduction de l'ARNm — de sorte que la quantité et le moment de la production de protéines puissent être ajustés indépendamment du taux de transcription.

Scope

Ce sujet couvre la régulation agissant sur l'ARNm : le contrôle de la stabilité et de la dégradation des transcrits, la localisation de l'ARNm, l'efficacité traductionnelle via des facteurs et des éléments des régions non traduites, ainsi que le silençage par les microARN et les petits ARN apparentés. Il complète le contrôle transcriptionnel et au niveau de la chromatine en abordant le devenir du message lui-même ; la biologie plus large des ARN non codants est développée dans le domaine de la biologie de l'ARN.

Core questions

• Comment les cellules contrôlent-elles la durée de persistance d'un ARNm avant sa dégradation ?
• Comment la traduction d'un ARNm est-elle augmentée ou diminuée ?
• Comment les microARN silencient-ils leurs messages cibles ?
• Pourquoi localiser un ARNm dans une partie particulière de la cellule avant de le traduire ?

Key theories

Silençage médié par les microARN

Les petits ARN s'apparient avec des séquences complémentaires dans les ARNm cibles, généralement dans leurs régions non traduites, pour réprimer la traduction ou promouvoir la dégradation, un mécanisme révélé pour la première fois par le petit ARN lin-4 agissant sur lin-14.

Contrôle via les régions non traduites et la stabilité de l'ARNm

Des éléments dans les régions non traduites de l'ARNm, reconnus par des protéines et de petits ARN, déterminent la demi-vie du transcrit, sa localisation et son efficacité traductionnelle, offrant une couche de contrôle de l'expression rapide et réversible.

Mechanisms

La durée de vie d'un ARNm est déterminée par sa coiffe, sa queue poly(A) et des éléments de séquence qui recrutent des protéines stabilisatrices ou déstabilisatrices, la déadénylation déclenchant souvent la dégradation. La traduction est régulée par des facteurs d'initiation et par des protéines ou des ARN qui se lient aux régions non traduites pour bloquer ou améliorer le recrutement des ribosomes. Les microARN, traités à partir de précurseurs et chargés dans des complexes de silençage, s'apparient avec les ARNm cibles pour réprimer leur traduction et accélérer leur dégradation. Des signaux de localisation dirigent certains ARNm vers des régions cellulaires spécifiques où ils sont traduits à la demande.

Clinical relevance

La dégradation dérégulée de l'ARNm, le contrôle traductionnel et l'activité des microARN sont impliqués dans les cancers et d'autres maladies, et les approches basées sur les petits ARN sont utilisées comme outils de recherche et thérapeutiques ; ceci est présenté comme une signification, non comme une directive clinique.

History

La découverte en 1993 par les groupes d'Ambros et de Ruvkun que le gène lin-4 produit un petit ARN régulateur contrôlant lin-14 a introduit le contrôle post-transcriptionnel médié par les microARN, ce qui, avec les études sur la stabilité de l'ARNm et la régulation traductionnelle, a établi cette couche de régulation de l'expression génique.

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• lodish2016

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la régulation post-transcriptionnelle ?

Le contrôle de l'expression génique après la synthèse d'un ARNm, en ajustant sa stabilité, sa localisation et son efficacité de traduction.

Comment les microARN réduisent-ils la production de protéines ?

Ils s'apparient avec les ARNm cibles et recrutent des complexes qui bloquent la traduction et accélèrent la dégradation du message, réduisant ainsi la quantité de protéines produites.