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Vivant

L'enzyme qui contrôle le silence des gènes

La plus belle réussite de la biologie moderne est la découverte des fondements génétiques du vivant . Toutes les instructions nécessaires à la constitution d'un organisme, quel qu'il soit, sont codées dans son ADN. Mais il reste un grand mystère : le fait que des cellules ayant le même ADN soient capables d'exprimer des fonctions différentes et uniques. Chaque organe, chaque tissu des organismes complexes, comme l'être humain, est formé de nombreuses cellules différentes, unités élémentaires du vivant. Les cellules qui composent un tissu expriment des fonctions spécifiques, caractéristiques de ce tissu. Ainsi, les cellules musculaires ont la capacité de se contracter, et les cellules cérébrales transmettent des informations électriques. Pourtant, l'ADN est identique dans toutes les cellules d'un organisme donné : il est le même dans un neurone cérébral ou dans une cellule musculaire de la langue. Car tous les organismes complexes se développent à partir d'une cellule unique, formée lors de la fécondation. L'ADN de cette première cellule se divise de nombreuses fois et se réplique fidèlement au fil du développement dans toutes les cellules filles. Mais comment les diverses cellules de l'organisme acquièrent-elles leurs propriétés spécifiques ? Autrement dit, comment se différencient-elles ? C'est pendant l'embryogenèse que les cellules acquièrent la capacité d'exprimer certains fragments de leur ADN à l'exclusion des autres. Une cellule nerveuse n'exprimera que les gènes nécessaires à son fonctionnement. Une cellule musculaire exprimera les seuls gènes indispensables à la contraction musculaire mais pas ceux qui déterminent les fonctions des cellules sanguines. Comment cela est-il possible ? Quels sont les mécanismes responsables des différences d'expression des gènes ? Qu'est-ce qui confère à l'ADN d'un tissu donné son identité ? Depuis une vingtaine d'années, de nombreux travaux de recherche ont tenté de répondre à ces questions. On sait désormais que le processus de différenciation est orchestré par une interaction entre l'ADN et différentes protéines. Celles-ci agissent sur l'ADN à des moments précis et activent ou inactivent tel ou tel gène spécifique. Dans les cellules, l'ADN est associé à des structures composées de multiples protéines pour former la chromatine*. Certaines de ces protéines, comme les histones, sont communes à tous les gènes alors que d'autres, qui activent ou inactivent les gènes auxquels elles sont associées sont spécifiques de ceux-ci. La disposition et la répartition des protéines qui interagissent avec l'ADN détermine si la chromatine d'un gène se présente sous une conformation active permettant sa transcription* ou sous une forme inactive qui réduit le gène au silence. Ce sont ces différentes interactions entre protéines et ADN qui expliquent comment le même génome peut exprimer différentes fonctions dans différentes cellules. En outre, les vertébrés, mais aussi les végétaux et les bactéries, disposent d'un mécanisme qui confère à l'ADN une identité spécifique de cellule. Leur génome est modifié par un processus enzymatique qui attache à l'ADN de petits groupes chimiques, les groupements méthyle. Les groupements méthyle s'attachent à l'ADN en des positions bien précises, formant un motif différent d'un gène à l'autre et d'un tissu à l'autre. Ce qui fait le caractère unique de ce revêtement moléculaire, c'est qu'il fait partie intégrante de la structure de l'ADN, auquel il est attaché par des liaisons chimiques. La structure moléculaire de l'ADN des vertébrés et des végétaux a donc deux composantes : une composante génétique, qui est la même dans toutes les cellules d'un organisme donné et qui est formée de l'enchaînement des quatre bases de l'ADN, et une couche dite épigénétique, formée de groupements méthyle n'ayant pas la même disposition dans les différents types cellulaires.

La Recherche : http://www.larecherche.fr/VIEW/324/03240561.html

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