Régulation de l'expression des gènes

La régulation de l'expression des gènes désigne l'ensemble de mécanismes mis en œuvre pour passer de l'information génétique incluse dans une séquence d'ADN à un produit de gène fonctionnel (ARN ou protéine). Elle a pour effet de moduler, d'augmenter ou de diminuer la quantité des produits de l'expression des gènes (ARN, protéines). Toutes les étapes allant de la séquence d'ADN au produit final peuvent être régulées, que ce soit la transcription, la maturation des ARNm, la traduction des ARNm ou la stabilité des ARNm et protéines. La régulation de l'expression génique est indispensable pour que le métabolisme de la cellule soit en adéquation avec son environnement. Elle est également fondamentale pour la différenciation cellulaire, structurelle et fonctionnelle, au cours de l'ontogenèse. Chez les organismes pluricellulaires, elle est responsable du fait que, bien que possédant toutes le même génome, les cellules d'un individu ne l'expriment pas de la même façon. Chez les procaryotes comme chez les eucaryotes, les gènes sont régulés principalement à l’étape de l’initiation de la transcription, le plus souvent par des protéines capables d’activer ou d’inhiber le fonctionnement du gène. Les activateurs fonctionnent toujours par recrutement de l’ARN polymérase mais aussi, chez les eucaryotes, de complexes protéiques responsables de l’initiation de la transcription. La transcription est régulée chez les bactéries au niveau de l’initiation de la transcription. Chez les procaryotes (eubactéries et archées), des gènes sont regroupés en opérons, qui sont des unités transcriptionnelles. Un opéron comporte plusieurs gènes dont la transcription génère un seul ARN messager dit polycistronique, aussi appelé polycistron. Sur un ARN polycistronique, les séquences codantes de chaque gène sont séparées par des séquences non codantes de 1 à 40 nucléotides généralement, qui sont l’un des rares types de séquences non codantes connues chez les procaryotes.

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La régulation de la transcription est la phase du contrôle de l'expression des gènes agissant au niveau de la transcription de l'ADN. Cette régulation modifiera la quantité d'ARN produit. Cette régulation est principalement effectuée par la modulation du taux de transcription par l'intervention de facteurs de transcription qui se classent en deux catégories : les éléments cis-regulateurs géniques, en coopération avec les facteurs transprotéiques. Il existe également des mécanismes de régulation de la terminaison de la transcription.

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.