Présentation :
Le silençage épigénétique joue un rôle essentiel dans la régulation de l’expression des gènes au cours du développement, de la différenciation cellulaire et des états pathologiques. La transcription est un mécanisme crucial par lequel le silençage épigénétique est obtenu. La transcription, processus de synthèse de l'ARN à partir d'une matrice d'ADN, peut entraîner des modifications épigénétiques conduisant à la répression de l'activité des gènes. Dans cet article, nous explorerons les mécanismes moléculaires par lesquels la transcription intervient dans le silençage épigénétique, en nous concentrant sur l'implication de l'ARN polymérase, des complexes de remodelage de la chromatine et des ARN non codants.
1. ARN polymérase et allongement de la transcription :
La première étape du silençage épigénétique médié par la transcription est le recrutement de l’ARN polymérase II (Pol II) dans la région promotrice d’un gène cible. Pol II est une enzyme complexe qui pilote l'élongation de la transcription le long de la matrice d'ADN. Cependant, dans certains cas, Pol II peut s'arrêter ou se bloquer sur des loci génomiques spécifiques, conduisant à la formation de complexes d'élongation de transcription (TEC). Ces TEC en pause peuvent recruter des complexes de remodelage de la chromatine et d'autres facteurs de silençage, facilitant ainsi l'établissement de modifications épigénétiques.
2. Recrutement de Complexes de Remodelage de la Chromatine :
Les complexes Pol II en pause peuvent recruter divers complexes de remodelage de la chromatine qui modifient la structure et l'accessibilité de la chromatine. Ces complexes utilisent l'hydrolyse de l'ATP pour remodeler les nucléosomes, les repositionner le long de l'ADN, voire les expulser complètement. En modifiant l'organisation nucléosomale, les complexes de remodelage de la chromatine créent un environnement chromatinien plus condensé et répressif, qui inhibe la transcription des gènes sous-jacents.
3. Modifications des histones et méthylation de l'ADN :
La présence de complexes Pol II en pause et le recrutement de complexes de remodelage de la chromatine entraînent souvent des modifications spécifiques des histones associées au silençage génique. Les marques de méthylation des histones, telles que H3K9me3 et H3K27me3, sont déposées par les histones méthyltransférases recrutées dans les TEC en pause. De plus, la méthylation de l’ADN, une autre modification épigénétique clé impliquée dans l’inactivation des gènes, peut être établie ou renforcée au cours de la transcription. Les ADN méthyltransférases peuvent être recrutées dans les régions transcrites et ajouter des groupes méthyle aux dinucléotides CpG, consolidant ainsi l'état répressif de la chromatine.
4. ARN non codants dans le silençage transcriptionnel :
La transcription peut également conduire à la génération d’ARN non codants (ARNnc), tels que de longs ARN non codants (ARNnc) et de petits ARN interférents (ARNsi). Ces ARNnc peuvent jouer un rôle important dans l’inactivation transcriptionnelle. Par exemple, les lncARN peuvent servir de guides pour les complexes de remodelage de la chromatine et les recruter dans des loci génomiques spécifiques. Les siARN, quant à eux, peuvent guider les protéines Argonaute pour cibler les ARNm et induire leur dégradation ou leur répression traductionnelle, contribuant ainsi au silençage des gènes.
Conclusion :
En résumé, la transcription joue un rôle crucial dans la mise au silence épigénétique. Le recrutement de l'ARN polymérase II, la formation de complexes d'élongation de transcription en pause et le recrutement ultérieur de complexes de remodelage de la chromatine et de modificateurs d'histone établissent des environnements chromatiniens répressifs qui empêchent l'expression des gènes. De plus, la génération d’ARN non codants pendant la transcription peut contribuer davantage à l’inactivation de la transcription. Comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels la transcription intervient dans le silençage épigénétique fournit des informations précieuses sur la régulation des gènes et a des implications potentielles pour les interventions thérapeutiques dans les maladies associées à une expression génétique aberrante.
