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Concept
Riboswitch
Résumé
redresse=1.25|vignette|Structure 3D du riborégulateur fixant la
Un riboswitch est un des systèmes de type riborégulateur. Il s'agit d'une structure d'ARN présente sur la partie amont (en 5'), non traduite, de certains ARN messagers. Un riboswitch comporte deux parties : l'aptamère (simple ou en tandem) et la plateforme d'expression. L'aptamère peut lier directement un ligand (une petite molécule) ce qui déclenche une modification de structure de la plateforme d'expression. Cette modification va influer sur l'expression du gène porté par l'ARNm en bloquant ou en activant la transcription ou la traduction de la protéine correspondante. Les riboswitches sont ainsi une des voies possibles de régulation de la traduction.
Très souvent, le ligand du riboswitch est un métabolite de la réaction catalysée par la protéine codée par l'ARNm, ce qui conduit à un mécanisme de rétroaction directe.
Les riboswitches ont été principalement observés chez les bactéries, bien qu'ils existent aussi chez certains plantes, champignons, phages et archées. Ils réguleraient ainsi une partie non négligeable du génome bactérien, par exemple environ 2 % du génome de B. subtilis est sous le contrôle de riboswitches.
De nombreuses bactéries sont capables de transporter des métabolites de l'environnement ou de les synthétiser à partir de précurseurs mais cela nécessite l'utilisation de protéines. De plus, celles-ci permettent d'évaluer la concentration des métabolites cellulaires puis interagissent avec l'ADN ou l'ARN pour moduler l'expression d'enzymes. Ainsi lorsque l'inhibition des gènes de la biosynthèse des vitamines B1, B2 et B12 par la thiamine, la riboflavine et la cobalamine, respectivement, a été élucidée, et les protéines supposément responsables de cette inhibition ont été recherchées. Cependant, ces protéines ne furent jamais trouvées. À la place, des séquences conservées d'ARNm ont été identifiées en 2002 et suggérèrent la possibilité d'une régulation par l'ARNm. Finalement, il fut montré que trois dérivés de vitamines (TPP, FMN et AdoCbl) pouvaient directement interagir avec leurs ARNm.
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Riboswitch
redresse=1.25|vignette|Structure 3D du riborégulateur fixant la Un riboswitch est un des systèmes de type riborégulateur. Il s'agit d'une structure d'ARN présente sur la partie amont (en 5'), non traduite, de certains ARN messagers. Un riboswitch comporte deux parties : l'aptamère (simple ou en tandem) et la plateforme d'expression. L'aptamère peut lier directement un ligand (une petite molécule) ce qui déclenche une modification de structure de la plateforme d'expression.
Gène
Un gène, du grec ancien (« génération, naissance, origine »), est, en biologie, une séquence discrète et héritable de nucléotides dont l'expression affecte les caractères d'un organisme. L'ensemble des gènes et du matériel non codant d'un organisme constitue son génome. Un gène possède donc une position donnée dans le génome d'une espèce, on parle de locus génique. La séquence est généralement formée par des désoxyribonucléotides, et est donc une séquence d'ADN (par des ribonucléotides formant de l'ARN dans le cas de certains virus), au sein d'un chromosome.
Aptamère
vignette|Structure d'un aptamère ARN spécifique de la biotine. L'aptamère et sa surface moléculaire sont représentés en jaune. La biotine (sphères) s'insère de manière très ajustée dans une cavité de la structure de l'ARN Un aptamère est un oligonucléotide synthétique, le plus souvent un ARN qui est capable de fixer un ligand spécifique et parfois de catalyser une réaction chimique sur ce ligand. Les aptamères sont en général des composés synthétiques, isolés in vitro à partir de banques combinatoires d'un grand nombre de composés de séquence aléatoire par une méthode de sélection itérative appelée SELEX.
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