le mystère des séquences non codantes

[Azaaar]

Bonjour/Bonsoir,

J'ai une petite question. L'ADN est une chaine polynucléotidique c'est à dire une succession de nucléotides. Mais comment on peut avoir des séquences codantes et non codante ? Enfin ma question est un peu confuse mais je comprends pas comment des séquences de l'ADN peuvent être codante et d'autre non alors qu'au final elles sont toutes identiques (identique dans le sens où c'est un enchainement de nucléotide) par exemple pourquoi un promoteur ne code pour aucune protéine ? Pareil pour les introns ceux sont des séquences non codante qu'on retrouve entre les exons (séquences codantes) mais pourquoi sont elles non codantes ? alors que les exons code pour une protéine ? Pourtant ceux sont toutes des enchainements de nucléotide
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[Great.J]

Bonjour,

Ton raisonnement est bon, mais pas assez approfondit.
Comme tu le dis, la structure de l'ADN ne varie pas dans la molécule, elle reste toujours un enchaînement des 4 mêmes nucléotides.
Ce qui fait qu'une séquence est codante ou non réside dans la présence de petites séquences bien particulière : le promoteur et le terminateur.
Si on enlève à un gène ces deux régions, cela deviendra une séquence non-codante, mais possédant quand même l'information génétique de ta protéine. Celle-ci, si le gène est unique dans ta cellule, ne sera jamais exprimée.
L'intérêt d'une séquence codante, c'est qu'elle apporte quelque chose derrière. Après tout, pourquoi mettre en place une portion de ton génome qui te coutera de l'énergie lors de sa réplication si au final elle ne te sert à rien ? Le vivant travaille de façon méthodique et ne laisse rien au hasard. D'ailleurs, les séquences non-codantes servent quasiment toujours de séquences régulatrices (procaryotes).
Il ne faut pas interpréter les choses ainsi : une séquence codante code pour une protéine et est donc utile pour la cellule alors qu'une séquence non-codante ne code rien et est inutile. Loin de là. Une séquence codante donne une protéine alors que l'autre permet à ta cellule de contrôler quand, comment et dans quelle circonstances une séquence codante doit être transcrite et/ou traduite.
Pour revenir à nos moutons, d'un point de vue moléculaire, une séquence est codante car elle est bordée de séquences qui présentent une structure tridimensionnelle particulière, lui permettant d’interagir avec des entités présentes dans ta cellule (ARN, protéines, ADN aussi …). La séquence Shin-Dalgarno par exemple, est une séquence consensus (très généralement entendons le bien) dont l'enchaînement des bases est complémentaire à l'enchainement des bases d'un ARNr présent dans les ribosomes. Cette petite complémentarité va amener le ribosome à se lier à cette séquence. Ensuite, un ARNt particulier entre dans le ribosome et son anticodon s’associe avec le codon START ou codon +1 de ton ARNm. Ceci entraine la traduction.
Sans cette petite séquence bien spécifique, il n’y a pas de démarrage de traduction et donc pas de protéines.

En espérant avoir répondu à ta question,
Cordialement

[Azaaar]

Oui merci. Mais les introns quand a eux servent a quoi concrètement quand tu dis régulé, comment peuvent elles régulés les exons ?

[dalmia]

Je copie/colle ma réponse ici que je n'ai pas pu ajouter dans l'autre post

Bonjour,

Effectivement, les introns ont une fonction régulatrice qui peut s'expliquer de différentes façons. Leur épissage retardé dans l'ARN pré-messager, par exemple, permet d'abaisser le niveau d'expression du gène correspondant. L'existence de l'épissage alternatif est un autre niveau de modulation qui permet d'obtenir différentes protéines à partir d'un seul gène. C'est comme ça qu'avec environ 20 000 gènes, l'Homme exprime il me semble 100 000 protéines différentes. Sans ça, ce serait impossible. Imagine la taille de notre génome s'il fallait un gène par protéine, en plus de tous les gènes non codants...

Pour repérer un intron, tu peux retrouver des enchaînements de bases bien précis. C'est-à-dire qu'à une frontière 5'- exon - intron 3' (début d'intron), tu vas retrouver tel motif, et un autre au niveau d'une frontière 5' - intron - exon 3' (fin d'un intron). Alors c'est compliqué car il existe plusieurs façons d'exciser un intron. Mais pour ceux qui ne sont pas autoépissables et nécessitent l'intervention d'autres facteurs (complexe appelé spliceosome notamment), eh bien ceux-ci vont justement avoir une spécificité d'action à ces frontières précisément. Bien sûr, ce n'est pas fiable à 100% et tu peux avoir des pathologies reliées à des frontières non reconnues (intron non épissé) ou au contraire à la reconnaissance de frontières qui n'en sont en fait pas (excision d'un exon qui aurait dû être gardé).

Je n'exclus pas forcément le rôle de l'épigénétique dans l'excision des introns, mais j'ignore son impact.

Dalmia

PS : je rajoute qu'il existe aussi des excisions voulues et normales d'exons pour générer différentes protéines.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Geb]

Bonsoir,

À l’origine, l’ADN non codant concerne l’ADN qui n’est pas transcrite en ARN messager et donc, pas traduite en protéine.

Voilà ce qu’en 1973 David Comings disait de l’expression, introduite l’année précédente par le généticien américain d’origine japonaise Susumu Ohno :

- Evolution of Genetic Systems

Ohno suggested that the DNA in our genomes which is not being used for structural or regulatory genes be called “junk DNA.” (I find this term useful in the sense that even junk is not totally useless, otherwise, people wouldn’t collect so much of it.)

Cela dit, ce qu’on ne savait pas en 1972, c’est qu’une grande partie de l’ADN poubelle est transcrite en ARN. Ce qui a fait dire au bioinformaticien australien John Mattick la chose suivante, dans la conclusion de l’une de ses publications :

- Challenging the dogma: the hidden layer of non-protein-coding RNAs in complex organisms (Mattick, 2003)

The presumed universality of the central dogma and the flow of genetic information was encapsulated by Jacques Monod’s famous statement (reported in reference 104) that ‘‘What was true for E. coli would also be true for the elephant’’ and ever since has dominated our conception of the nature of genetic information and the structure of genetic systems. Although Monod did suggest that RNA itself may have (other) functions, the prevailing orthodoxy has been that proteins not only constitute the primary structural and functional components of living cells, but also constitute most of the regulatory control system, in both simple and complex organisms. The central dogma has therefore not only been taken to mean that most genes encode proteins, but also that proteins are sufficient in themselves to specify and organize the autopoietic programming of complex biological entities, an assumption that has pervaded molecular biology for decades. This assumption must now be reassessed.

Il y a, dans une de ses publications (Mattick, 2004), une image que Joan Steitz, une spécialiste de l'ARN viral non codant, considère « très profonde » dans une de ses conférences :

- Noncoding RNAs: With a Viral Twist (mai 2011)

Cordialement.