Splicéosome


Splicéosome
Illustration montrant les exons et les introns d'un ARN prémessager et la formation d'un ARN mature par épissage. Les UTRs sont des portions non codantes situées aux extrêmités de l'ARNm.

Le splicéosome, appelé particule d'épissage (en anglais, splicing), est un complexe dynamique de particules ribonucléoprotéiques (composées d'ARN et de protéines) et localisé dans le noyau des cellules.

Son rôle est de s'associer à l'ARN pré-messager et, par deux réactions de trans-estérification, d'en assurer la maturation, avant son exportation dans le cytoplasme, pour être traduit en protéines. Les différentes particules du splicéosome sont aussi appelées snRNP, pour small nuclear RiboNucleoProteins.

En effet, très souvent chez les eucaryotes, se trouvent au milieu des chaines codantes d'ARN (les exons), des portions qui ne traduisent pas de protéines, les introns. À l'intérieur de l'intron doivent figurer un site d'épissage en 3', un site d'épissage en 5' et un point de branchement. Le site d'épissage 5' ou site donneur comprend très souvent une séquence GU à l'extrémité 5' de l'intron. Le site d'épissage en 3' ou site accepteur d'épissage se termine presque toujours avec une séquence AG. En amont de l'extêmité AG se trouve une région riche en pyrimidines (C et U), le tractus polypyrimidine. En amont du tractus polypyrimidine est situé le point de branchement, qui comprend une adénine.

Schéma de l'organisation des jonctions exon-intron-exon. Les exons amont et aval sont en orange et l'intron est en gris. Les nucléotides conservés sont indiqués.

La fonction précise du complexe macromoléculaire qu'est le splicéosome est de catalyser l'excision des introns des ARN pré-messagers et la suture des exons, une étape appelée processus d'épissage.

Il existe deux types de splicéosomes: le splicéosome majeur, qui mature la majorité des ARNm et le splicéosome mineur.

  • Le splicéosome majeur se compose de 5 snRNPs : snRNP U1, U2, la di-snRNP U4/U6 et la snRNP U5. Ces particules sont formées d'un petit ARN (snRNA) auquel s'associent des protéines. On distingue deux familles de protéines:
    • (i) les 7 protéines Sm (SmB/B', D1, D2, E, F, G) dites "protéines de cœur", s'associant en anneau heptamèrique autour des snRNAs U1, U2, U4, U5
    • (ii) les protéines dites "spécifiques" retrouvées uniquement sur un type de snRNP (comme U1A, 70K et U1C, spécifiques de la snRNP U1).

A l'heure actuelle environ 150 protéines différentes viennent s'ajouter aux snRNPs pour former le splicéosome.

Le splicéosome s'assemble sur les séquences introniques des ARN pré-messagers de manière séquentielle:

Un cycle d'action du splicéosome
  1. Complexe E d'engagement: La snRNA U1 s'associe au site Guanosyl-Uridyl à l'extrêmité 5' (5'GU) de l'intron,
  2. Complexe A: La snRNA U2 se fixe sur le point de branchement situé à une distance de 20-40 nucléotides de la paire AC qui forme l'extrêmité 3' de l'intron
  3. Complexe B1: Les snRNAs U4 et U6 s'associent par un long appariemment puis le snRNA U5 se lie aux deux précedents créant le complexeU4/U5/U6. De plus U6 se fixe sur U2 tandis que U5 va se fixer sur l'extrêmité 3' de l'exon à proximité de U1 (le splicéosome est alors au complet), rapprochant les extrêmités de l'intron à exciser.
  4. Complexe B2: U1 est libéré, U5 glisse sur l'intron et U6 se fixe à l'extrémité 5' du site de clivage
  5. Complexe C1: U4 est libéré, U6 et U2 catalysent la réaction de transestérification et l'extrêmité 5' de l'intron est coupée. Se forme une structure en boucle appelée lasso.
  6. Complexe C2: l'extrémité 3' de l'intron est coupée, ce qui libère l'intron. Ensuite, les exons sont liés. Enfin, le complexe se dissocie.
  • Le splicéosome mineur agit sur le même principe mais les introns qu'il peut exciser sont beaucoup plus rares et diffèrent également dans les sites d'épissage. Il diffère aussi dans les séquences reconnues, qui dans son cas sont respectivement AC en 5' et UA en 3'. En outre, seule la snRNP U5 est la même pour les deux réactions, les autres sont appelées analogues fonctionnels U11 (dont la fonction est analogique à U1), U12 (U2), U4atac (U4) et U6atac (U6).

Voir aussi

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