Recherche Avancée

Thèse soutenue

Le petit ARN nucléolaire U3 de la levure Saccharomyces cerevisiae, structure et maturation du précurseur, structure de l'ARN mature libre et au sein de la particule ribon

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Auteur / Autrice : Anne Grégoire
Direction : Christiane Branlant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Au cours de ce travail de thèse, nous avons étudié la structure secondaire du snoRNA U3A de S cerevisiae libre et au sein de la snoRNP U3. Nous avons aussi étudié la structure secondaire des pré-snoRNA U3A et U3B et de l'intron de l'ARN prémessager de l'actine de S cerevisiae. Les résultats obtenus ont permis de proposer des modèles de structure secondaire pour les snoRNA U3 et pré-snoRNA U3 de levures des genres Kluyveromyces, Pichia et Hansenula, d'identifier les motifs et séquences conservés dans ces ARN. Enfin, nous avons réalisé une étude de la relation entre la structure secondaire du pré-snoRNA U3 et son efficacité d'épissage in vitro et in vivo. Nous montrons que le snoRNA U3 de S cerevisiae, qui est impliqué dans les premières étapes de maturation du pré-ARN ribosomique, est constitué de deux domaines. Un domaine 3'qui présente une structure à 4 branches, avec au centre et au sein d'une des hélices, quatre des boîtes phylogénétiquement conservées du snoRNA U3. Ces boîtes constituent comme nous l'avons montré, le site defixation des protéines de la snoRNP U3. Le rôle essentiel du domaine 3' doit être de fixer les protéines. Le domaine 5', de petite taille, comporte deux structures tige/boucle de faible stabilité. Ce domaine comporte deux séquences qui interagissent avec le pré-ARN ribosomique, la boite. A et un segment s'appariant à la région 5' ETS. Une grande partie de cette structuration de l'ARN mature est déjà formée dans l'ARN précurseur. L'intron du pré-snoRNA U3A comporte une longue structure tige/boude centrale et des structures tige/boucle renfermant le site 5' et le site 3' d'épissage. C'est la première structure secondaire complète établie pour un pré-ARN épissé dans un spliceosome. L'observation d'une structure tige/boucle centrale dans l'intron est un argument fort en faveur de l'hypothèse selon laquelle les longs introns chez S cerevisiae doivent avoir une structuration permettant de rapprocher le site 5'et la boîte de branchement afin de favoriser la formation des complexes spliceosomaux. Nous avons apporté d'autres arguments expérimentaux complémentaires en faveur de cette hypothèse, en étudiant l'intron du pré-ARNm de l'actine et en remodelant la région centrale de l'intron du pré-snoRNA U3A. Enfin, l'étude de pré-snoRNA d'autres levures apporte des arguments phylogénétiques enfaveur d'un rôle important de cette structure tige/boucle centrale. D'une manière générale, toutes les caractéristiques structurales du pré-snoRNA U3A sont conservées dans les autres pré-snoRNA U3A que nous avons étudiés, ce qui suggère une importance fonctionnelle de ces caractéristiques structurales. Le remodelage du pré-snoRNA U3A et la production de pré-ARN chimériques entre pré-snoRNA U3A et pré-ARNm de l'actine a montré l'importance de la structure secondaire dupré-ARN pour l'efficacité d'épissage chez S cerevisiae. Un appariement fort du site 5' ou de la boîte de branchement bloque l'épissage, un appariement du site 3' est mieux toléré. La structure secondaire du pré-snoRNA U3A a manifestement été sélectionnée de façon à assurer une forte efficacité d'épissage de ce pré-ARN, malgré une boîte 5' appariée et une boîte de branchement non canonique, d'où sans doute des possibilités de régulation. Nous avons montré l'importance qu'avait, pour le fort taux d'épissage observé, la présence d'une boîte de branchement en simple brin et de manière très inattendue, la présence d'un exon 2 très structuré. Cet exon peut même avoir un effet activateur en cis sur l'épissage d'un intron hétérologue.