Rétrotransposon

Comme les rétrotransposons LTR, les rétrotransposons non-LTR contiennent les gènes de la transcriptase inverse, de la protéine de liaison à l’ARN, de la nucléase et parfois du domaine H de la ribonucléase, mais ils ne possèdent pas les longues répétitions terminales. Les protéines de liaison à l’ARN fixent l’intermédiaire de transposition de l’ARN et les nucléases sont des enzymes qui rompent les liaisons phosphodiesters entre les nucléotides des acides nucléiques. Au lieu des LTR, les rétrotransposons non-LTR ont des répétitions courtes qui peuvent avoir un ordre inversé de bases les unes à côté des autres à part les répétitions directes trouvées dans les rétrotransposons LTR qui est juste une séquence de bases qui se répète.

Bien qu’ils soient des rétrotransposons, ils ne peuvent pas effectuer une transcription inverse en utilisant un intermédiaire de transposition ARN de la même manière que les rétrotransposons LTR. Ces deux composants clés du rétrotransposon sont toujours nécessaires mais la façon dont ils sont incorporés dans les réactions chimiques est différente. En effet, contrairement aux rétrotransposons LTR, les rétrotransposons non-LTR ne contiennent pas de séquences qui lient l’ARNt.

Ils se répartissent principalement en deux types : les éléments LINE et les éléments SINE. Les éléments SVA sont l’exception entre les deux car ils partagent des similitudes avec les LINEs et les SINEs, contenant des éléments Alu et différents nombres de la même répétition. Les SVA sont plus courts que les LINEs mais plus longs que les SINEs.

Bien qu’historiquement considérés comme de l' »ADN poubelle », la recherche suggère que dans certains cas, les LINEs et les SINEs ont été incorporés dans de nouveaux gènes pour former de nouvelles fonctions.

LinesEdit

Lorsqu’une LINE est transcrite, la transcription contient un promoteur d’ARN polymérase II qui garantit que les LINE peuvent être copiées dans n’importe quel emplacement où elles s’insèrent. L’ARN polymérase II est l’enzyme qui transcrit les gènes en transcriptions d’ARNm. Les extrémités des transcrits LINE sont riches en adénines multiples, les bases qui sont ajoutées à la fin de la transcription pour que les transcrits LINE ne soient pas dégradés. Ce transcrit est l’intermédiaire de transposition de l’ARN.

L’intermédiaire de transposition de l’ARN passe du noyau au cytoplasme pour être traduit. Cela donne les deux régions codantes d’une LIGNE qui se lie à son tour à l’ARN à partir duquel elle est transcrite. L’ARN de la LIGNE retourne ensuite dans le noyau pour s’insérer dans le génome eucaryote.

Les Lignées s’insèrent dans les régions du génome eucaryote qui sont riches en bases AT. Au niveau des régions AT, LINE utilise sa nucléase pour couper un brin de l’ADN double brin eucaryote. La séquence riche en adénine du transcrit LINE s’apparie avec le brin coupé pour signaler l’endroit où le LINE sera inséré avec des groupes hydroxyle. La transcriptase inverse reconnaît ces groupes hydroxyle pour synthétiser le rétrotransposon LINE à l’endroit où l’ADN est coupé. Comme pour les rétrotransposons LTR, cette nouvelle LIGNE insérée contient des informations sur le génome eucaryote, de sorte qu’elle peut être facilement copiée et collée dans d’autres régions génomiques. Les séquences d’information sont plus longues et plus variables que celles des rétrotransposons LTR.

La plupart des copies de LINE ont une longueur variable au départ car la transcription inverse s’arrête généralement avant que la synthèse de l’ADN ne soit terminée. Dans certains cas, cela entraîne la perte du promoteur de l’ARN polymérase II, de sorte que les LINE ne peuvent plus se transposer.

Structure génétique des LINE1 et SINEs murins. En bas : structure proposée des complexes ARN-protéine (RNP) de L1. Les protéines ORF1 forment des trimères, présentant une activité de liaison à l’ARN et de chaperon d’acide nucléique.

Line1 humaine

Les rétrotransposons LINE1 (L1) constituent une partie importante du génome humain, avec une estimation de 500 000 copies par génome. Les gènes codant pour la LINE1 humaine voient généralement leur transcription inhibée par la fixation de groupes méthyles sur son ADN effectuée par les protéines PIWI et les enzymes ADN méthyltransférases. La rétrotransposition de L1 peut perturber la nature des gènes transcrits en se collant à l’intérieur ou à proximité des gènes, ce qui pourrait à son tour entraîner des maladies humaines. Les LINE1 ne peuvent se rétrotransposer que dans certains cas pour former des structures chromosomiques différentes contribuant à des différences génétiques entre les individus. On estime à 80-100 le nombre de L1 actives dans le génome de référence du Projet Génome Humain, et à un nombre encore plus faible le nombre de L1 au sein de ces L1 actives qui rétrotransposent souvent. Les insertions de L1 ont été associées à la tumorigenèse en activant des gènes liés au cancer, oncogènes et suppresseurs de tumeurs.

Chaque LIGNE1 humaine contient deux régions à partir desquelles des produits génétiques peuvent être codés. La première région codante contient une protéine à fermeture éclair à leucine impliquée dans les interactions protéine-protéine et une protéine qui se lie à l’extrémité des acides nucléiques. La deuxième région codante possède une nucléase purine/pyrimidine, une transcriptase inverse et une protéine riche en acides aminés cystéines et histidines. L’extrémité du LINE1 humain, comme pour les autres rétrotransposons est riche en adénine.

SINEsEdit

Les SINEs sont beaucoup plus courts (300bp) que les LINEs. Ils partagent des similitudes avec les gènes transcrits par l’ARN polymérase II, l’enzyme qui transcrit les gènes en transcrits d’ARNm, et la séquence d’initiation de l’ARN polymérase III, l’enzyme qui transcrit les gènes en ARN ribosomal, ARNt et autres petites molécules d’ARN. Les SINEs tels que les éléments MIR des mammifères ont un gène ARNt au début et riche en adénine à la fin comme dans les LINEs.

Les SINEs ne codent pas une protéine transcriptase inverse fonctionnelle et dépendent d’autres transposons mobiles, notamment les LINEs. Les SINEs exploitent les composants de transposition des LINEs malgré le fait que les protéines de liaison aux LINEs préfèrent se lier à l’ARN des LINEs. Les SINEs ne peuvent pas transposer par eux-mêmes car ils ne peuvent pas coder des transcrits SINE. Ils sont généralement constitués de parties dérivées d’ARNt et de LINEs. La partie ARNt contient un promoteur d’ARN polymérase III qui est le même type d’enzyme que l’ARN polymérase II. Cela permet de s’assurer que les copies de la LIGNE seront transcrites en ARN pour une transposition ultérieure. Le composant LINE reste afin que les protéines de liaison LINE puissent reconnaître la partie LINE du SINE.

Éléments AluModifier

Les éléments Alu sont les SINE les plus courants chez les primates. Ils mesurent environ 350 paires de bases, ne codent pas pour des protéines et peuvent être reconnus par l’enzyme de restriction AluI (d’où leur nom). Leur distribution peut être importante dans certaines maladies génétiques et certains cancers. Pour copier et coller l’ARN Alu, il faut que l’extrémité riche en adénine de l’Alu et le reste de la séquence soient liés à un signal. L’Alu lié au signal peut alors s’associer aux ribosomes. L’ARN de la LIGNE s’associe aux mêmes ribosomes que l’Alu. La liaison au même ribosome permet à l’Alu des SINEs d’interagir avec la LINE. Cette traduction simultanée de l’élément Alu et de la LINE permet le copier-coller des SINE.