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Elements transposables de classe I, Via Arn - Coggle Diagram
Elements transposables de classe I
Qu'est-ce qu'un élément transposable ?
C'est une séquence adn qui pt se déplacer dans le génome et se dupliquer et créer des mutations,...
par le mécanisme de transposition
Transposition adn ou arn ?
Transcriptase réverse ?
Oui
Est une adn polymérase qui sait synthétiser un brin d'adn complémentaire en prenant de l'ARN comme matrice
sans forme extracellulaire
Rétroplasmides mitochondriaux
Plasmides se répliquant via une Transcriptase Reverse
Circulaires ou linéaires
Petits (3.6 kb)
ADN circulaire
Encodent une reverse transcriptase (RT)
Les transcrits ont une structure secondaire en forme de tRNA
en 3’.
Uniquement dans les mitochondries de certains Fungi
Rétrons
– Fonction? Mobilité?
Une fonction trouvée en 2015 :
– La colonisation de l'intestin par Salmonella nécessite les rétrons.
– Le métabolisme anaérobie dépend des rétrons.
-Le msDNA pourrait être un élément régulateur de l'abondance
de certaines protéines
– Trois ORFs : msr, msd et RT
– Codent pour une transcriptase reverse (RT), proche de celle des
rétrovirus, qui rétrotranscrit une partie du mRNA de l’élément;
– Trouvés ensuite dans une grande variété de Bacteria (et Archaea);
– Centaines de copies extrachromosomiques du msDNA/cellule.
– Découverts en 1984 chez Myxococcus xanthus (Protéobactérie d)
et en 1989 chez E. coli (Protéobactérie g)
– Fct inconnue : mutants normaux...
Servent à synthétiser le msDNA = multicopy singlestranded
DNA Complexe de DNA simple-brin (65-163 bases), RNA et
protéines
– Protéobactéries a, b, g, d
– Cyanobactéries
– Firmicutes
– Fusobacteria
– Bacteroidetes
rétrointrons = introns du groupe 2
Longueur : 700 b à 3 kb
Structure à 6 domaines
Dans les trois règnes (± 100 connus). Dans mitochondries et chloroplastes des
Plantes et Protozoaires), pas dans génome noyau. Chez Bacteria. Peu chez Archaea.
Peuvent contenir un ORF avec activité réverse transcriptase
Ce sont alors des rétro-éléments : appelés rétrointrons
Epissage autocatalytique
Epissage semblable au spliceosome majeur :
• absence d’un exoG
• lariat (lien 5’-2’), séquence de branchement
• boucle d5 ressemble au snRNP U2/U6
Ancêtre du spliceosome majeur?
Rétrotransposons
Forme extracellulaire
Rétrovirus
-Avec forme extracellulaire et intraC
génome arn simple brin répliqué par intermédiaire à ADN db
longueur : 9-10KB
Infectent les vertébrés
RT et intégrases sont dans les particules virales
RT commet bcp d'erreurs => gde variabilité génétique => difficile de les combattre
Cycle :
Décapsidation du virion
Transcription inverse en ADN db de l'un d 2 génomes
Entrée ds la cellule => fusion mb
Entrée ADN db dans noyau (svt ft mitose)
Intégration ds génome de l'hote par intégrase virale
Transcription de l'ADN rétroviral : formation ARNm viral et ARN génomique viral
Assemblage et encapsidation de l'ARN génomique viral dans des nucléocapsides
Bourgeonnement de virions enveloppés
Organisation du génome rétroviral
rétrovirus simples : 3 gènes = gag-pol-env
1 long pré-mrna => 2mrna => 3 polyprotéines => diverses protéines (les rétrovirus complexes ont d gènes supplémentaires)
Protéines virales
pol : PR(protéase), RT(réverse transcriptase), IN(intégrase), RH(ribonucléase h)
env : SU (reconnaissance et entrée, surface glycoprotein), TM(transmembrane glycoprotein)
gag : prot MA (matrice), CA(capside), NC(nucléocapside)
Les rétrovirus endogènes
Rétrovirus défectifs faisant partie intégrante du génome
Stables, transmis de génération en génération
Issus d'une ancienne infection de C germinales
Mais les génomes de certains mammifères possèdent des rétrovirus endogènes pouvant etre réactivés et générer des particules infectieuses
Chez l'homme ?
Ont perdu leur activité il y a +ou- 50 m d'années
40% du génome dérive de rétroéléments, dont +- 1/4 = ervs (100 000 ervs)
sinon : activation possible et différents effets : mutations,...
Prot KAP1 inhibe les ervs humains par méthylation des histones au début embryogénèse => blocage définitif
Importance évolutive
HTLV-1 et 2 => infectent millions d'hommes => cancer
Utilisation des rétrovirus en biotechnologie
En voie de résolution : nucléases à doigt Zn (ZFN)
Exemple de thérapie génique avec rétrovirus modifiés :
Traitement du X-SCID : déficit immunitaire combiné sévère
lié à l’X (absence lymphocytes T et NK).
Problème : contrôler le site d’insertion
(l’intégrase procède au hasard)
Thérapie génique
Rétrotransposons
Rétroéléments de classe I, sans forme extracellulaire
Ressemblance avec les rétrovirus
3 classes :
Les SINEs (Short Interspersed Nuclear Elements)
Les LINEs (Long Interspersed Nuclear Elements)
Rétroéléments de classe I, sans forme extracellulaire
Ressemblance avec les rétrovirus (moins que les précédents)
Longueur : ± 7000 pb (mais Nbx éléments tronqués).
RT : homologies avec celle des rétrovirus
mais aussi avec celle des introns II
Enzyme multifonctionnelle : RT et endonucléase (comme introns II)
Parfois : intégrase (endonucléase)
Pas de LTR
TR plus longs : 7-21 pb (comme introns II)
Nombreux dans les génomes eucaryotes; ±20% du génome humain.
Promoteur pour l’ARN polymérase II :
transcription è mRNA è rétrotranscription (TPRT)
è insertion autre endroit
La Super Famille Virale
• Rétrotransposons LTR
• Rétrovirus endogènes (ERV)
– Très grande diversité (plus grande que celle des rétrovirus)
⇒ Hypothèse : les rétrovirus sont des rétrotransposons
ayant acquis les gènes pour sortir de la cellule (env)
Classification LTR
– Groupe Ty3/Gypsy
Large distribution chez Animaux, Plantes, Fungi
– Groupe Bel/Pao
Chez Animaux
– Groupe Ty1/Copia
Large distribution chez Animaux, Plantes, Fungi
RT et/ou intégrase homologue de celle des rétrovirus
ORFs (ou fragments ORFs) homologues de gag/pol
LTR (è « rétrotransposons LTR »)
DR de 4-6 pb (Target Repeats)
Introns possibles
8% du génome humain
Autonomes (avec gag/pol) ou non-autonomes (sans gag/pol)
Via Arn