Rôles et biosynthèse des MICROARN

RÔLES ET BIOSYNTHÈSE DES MICROARN

Méthodes d’identification des microARN et de leurs cibles

L’identification des microARN repose essentiellement sur la prédiction de gènes codant pour ces microARN, à l’aide d’outils informatiques classiques qui se fondent sur la conservation entre espèces et la structure théorique d’un gène à miARN pour déterminer si une séquence donnée peut contenir un microARN. Des critères sont par exemple une longue région d’appariement de bases dans la région tige du précurseur, l’absence de grande boucle asymétrique ou encore une énergie libre minimale.

Plusieurs logiciels permettant cette identification existent (MiRscan, ProMir, miRAlign, miRDeep…). Ils aident à la mise en place et à la validation d’hypothèses expérimentales mais n’ont pas une sensibilité ni une spécificité parfaites, une confirmation expérimentale de l’analyse informatique est donc indispensable.

Une fois identifiés et confirmés, les nouveaux miARN sont soumis à la base de données internationale miRBase afin de leur assigner un nom qui pourra alors être utilisé dans les publications (voir 2.2. Nomenclature des microARN). Par ailleurs, il est également intéressant d’identifier les cibles des miARN. De la même façon ue pour les gènes des miARN, les logiciels se fondent sur plusieurs critères : conservation inter-espèce du site cible du miARN, fort appariement au niveau de la région seed du miARN à l’ARNm (le plus souvent dans sa région 3’NC), énergie libre minimum positive lors de l’interaction thermodynamique miARN-ARNm…

Composition de Drosha

Cette enzyme conservée est une protéine d’environ 160kDa. Elle contient deux domaines ribonucléase III (RIIIDs, RNase III domains) et un domaine lui permettant de se lier aux ARN double brin (dsRBD, double-stranded RNA-binding domain). Elle contient également un domaine riche en proline et un domaine riche en arginine et sérine, dont les fonctions sont encore inconnues à ce jour.

Drosha agit en association avec le cofacteur DGCR8/Pasha, formant ainsi un complexe nommé Microprocesseur. DGCR8/Pasha est une protéine d’environ 120kDa qui contient elle aussi deux domaines dsRBD, ainsi qu’un domaine WW d’environ 40 acides aminés qui se fixe sur les séquences riches en proline. Le rôle exact de cette protéine n’est pas encore connu, mais elle semble aider Drosha à la reconnaissance de son substrat et la fixation de l’ARN.

Modalités de sélection

En général, c’est le brin correspondant à l’extrémité 5’ de la tige-boucle du pré-miARN qui donnera le miARN mature. C’est ce brin anti-sens qui présente une moins bonne stabilité interne par rapport au reste de la séquence du précurseur, et cette propriété thermodynamique semble jouer un rôle crucial pour le désenroulement du duplex et la sélection du brin via le RISC [Khvorova et al., 2003]. En effet, pour que le duplex se désenroule et que le RISC retienne et conserve le brin, il faut des éléments déstabilisants que sont les mésappariements, trous et hernies. Or cela se retrouve essentiellement sur le brin 5’ du duplex.

Dans le cas particulier des mitrons, la sélection du brin guide montre une large préférence pour le brin 3′ qui est majoritairement utilisé comme miARN mature.

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PARTIE 1 : RÔLES ET BIOSYNTHÈSE DES MICROARN
1. Rôles des microARN
1.1. Découverte des microARN
1.2. MicroARN chez les métazoaires
1.3. MicroARN chez les plantes
1.4. MicroARN et physiologie
1.4.1. MicroARN et cellules souches
1.4.2. MicroARN et cellules germinales
1.4.3. MicroARN et cycle cellulaire
1.4.4. MicroARN, hématopoïèse et immunité
1.4.5. MicroARN et tissu nerveux
1.4.6. MicroARN et muscles
1.5. MicroARN et pathologie
1.5.1. MicroARN et cancers
1.5.2 MicroARN et maladies cardiovasculaires
1.5.3. MicroARN et maladies du système nerveux central
1.5.4. MicroARN et maladies génétiques
1.5.5. MicroARN et maladies infectieuses
2. Identification et nomenclature des microARN
2.1. Méthodes d’identification des microARN et de leurs cibles
2.2. Nomenclature des microARN
3. Gènes à l’origine des microARN
3.1. MicroARN exoniques
3.2. MicroARN introniques
3.2.1. Introns de régions non codantes
3.2.2. Introns de régions codantes
3.2.3. Mirtrons, courts introns de régions codantes
3.3. MicroARN mixtes
3.4. Groupe de gènes (cluster)
4. Transcription des microARN
4.1. Action de l’ARN polymérase
4.2. Structure des transcrits primaires
4.3. Cas particulier des mirtrons
5. Maturation des microARN
5.1. Action de Drosha dans le noyau
5.1.1. Composition de Drosha
5.1.2. Sélection du site de clivage
5.2. Transport par exportin-5
5.2.1. Modalités de l’export
5.2.2 Exportin-5 et stabilité du pré-microARN
5.3. Action de Dicer dans le cytoplasme
5.3.1. Composition de Dicer
5.3.2. Sélection du site de clivage
5.3.3. Résultat du clivage
5.4. Sélection du brin guide
5.4.1. Assemblage du miRISC
5.4.2. Modalités de sélection
5.4.3. MiARN mature et devenir du brin passager
6. Schéma récapitulatif
7. Alternatives à cette synthèse classique des microARN
7.1. Voie des mirtrons, indépendante de Drosha
7.1.1. Mirtrons classiques
7.1.2. Mirtrons à queue en 5’
7.1.3. Mirtrons à queue en 3’
7.1.4. Schéma récapitulatif
7.2. Voie des miARN dérivés de shARN endogènes
7.3. Voie indépendante de Dicer
PARTIE 2 : MODES D’ACTION ET RÉGULATION DES MICROARN
1. Reconnaissance de l’ARNm cible
1.1. Composition du miRISC
1.1.1 Protéines Argonautes
1.1.2. Protéines GW182
1.2. Site d’hybridation (seed )
1.3. Appariements supplémentaires et compensatoires
1.4. Importance de l’accessibilité du site
2. Clivage et dégradation de l’ARNm
2.1. Conditions nécessaires
2.2. Clivage de l’ARNm
3. Blocage de la traduction de l’ARNm
3.1. Généralités sur la traduction de l’ARNm
3.2. Déadénylation de l’ARNm
3.2.1. Généralités sur la dégradation des ARNm
3.2.2. Mécanisme de la déadénylation médiée par les microARN
3.3. Inhibition de l’initiation de la traduction
3.3.1. Inhibition de la reconnaissance de la coiffe
3.3.2. Inhibition du recrutement de la sous-unité 60S
3.4. Séquestration de l’ARNm dans des corps cytoplasmiques
3.5. Inhibition aux étapes post-initiation
4. Activation de l’ARNm
4.1. Exemples d’activation
5. Régulation des microARN
5.1. Régulation de la transcription des gènes à microARN
5.1.1. Activateurs et répresseurs de transcription des miARN
5.1.2. Boucles de rétrocontrôle de l’expression des miARN
5.2. Régulation de la maturation des microARN
5.2.1. Régulation du clivage par Drosha
5.2.2. Régulation du clivage par Dicer
5.2.3. Les miARN isoformes
5.2.4. Edition de l’ARN
5.3. Régulation des fonctions des microARN
5.3.1. Au niveau des protéines Ago
5.3.2. Au niveau des protéines GW182
5.3.3. Protéines autres que GW182 et Ago
5.3.4. Interactions entre miRISC et RNP
5.3.5. Edition de l’ARN
5.4. Turn-over des microARN
5.4.1. Conditions cellulaires affectant la stabilité des miARN
5.4.2. Enzymes dégradant les miARN
5.4.3. Fonctions régulatrices des ARN cibles
PARTIE 3 : MICROARN ET INFECTION VIRALE
1. Virus et microARN
1.1. Origine et identification des microARN viraux
1.2. Nomenclature des microARN viraux
2. MicroARN viraux
2.1. Gènes à l’origine des microARN viraux
2.2. Synthèse des microARN viraux
2.2.1. Synthèse classique
2.2.2. Voies alternatives
2.3. Modes d’action des microARN viraux
2.4. Fonctions des microARN viraux
2.4.1. Longévité accrue des cellules infectées
2.4.2. Echappement à la réponse immunitaire
2.4.3. Régulation du déclenchement du cycle lytique
2.4.4. Autres fonctions
3. Influence des virus sur les microARN cellulaires
4. Influence des microARN cellulaires sur les viru
4.1. Régulation négative
4.2. Régulation positive
4.3. Tropisme tissulaire
5. MicroARN et herpès virus
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE