L'initiation de la traduction chez les eucaryotes, source de diversification et de modulation de l'expression des gènes

Abstract

Prière d'adresser toute correspondance au Secrétariat généra l de la SFG, Michel Solignac, laboratoire de biolo­ gie et génétique évolutives, bâtiment 13, Cnrs, 91 198 Gi fsur-Yvette Cedex, Fra nce. Comité de rédaction Les progrès réalisés ces dernières années dans la connaissance du mécanisme de traduction des ARN messagers chez les eucaryotes révè­ lent l'importance de ce processus dans la modulation de l'expression des gènes et le rôle clé qu'y joue l'étape d'initiation. De ces études, il ressort que l'expression de certains gènes codant pour des protéines de régulation (facteurs de transcription, proto-oncogènes, fac teurs de crois­ sance, récepteurs d'hormone, etc.) semble soumise à une régulation traductionnelle. La traduction de la séquence codante d'un ARN messager est contrôlée par l'énorme complexe macromoléculaire qu'est le ribo­ some. Bien que les mécanismes de traduction des gènes soient similai­ res chez les procaryotes et chez les eucaryotes, des différences importan­ tes les séparent. En premier lieu, les ARN messagers procaryotes contien­ nent souvent plusieurs gènes (ou cis­ trons), alors que les ARN messagers eucaryotes sont presque toujours monocistroniques ; de plus, chez les eucaryotes, les ARN messagers por­ tent à l'extrémité 5' une << coiffe ,, fo rmée d'un ribonucléotide triphos­ phate méthylé et, à l'extrémité 3', une << queue ,, polyadénylée. Une autre différence majeure concerne l'étape d'initiation de la traduction. Chez les procaryotes, l'initiation de la traduction se fa it par fixation de la petite sous-unité du ribosome sur une séquence particulière de l' ARN messager (séquence de Shine­ Dalgarno) située à proximité du codon d'initiation, qui est en géné­ ral le codon méthionine AUG. Le positionnement de l'ARN de trans­ fe rt (ARNt) méthionine initiateur puis la fixation de la grosse sous­ unité du ribosome achèvent l'étape d'initiation. Chez les eucaryotes, l'initiation de la traduction commence par la recon­ naissance de l'extrémité 5' coiffé e de l'ARN messager par la petite sous-unité du ribosome chargée d'un ARNt méthionine initiateur et fi nit par la reconnaissance du codon d'initiation. La fixation de la grande sous-unité sur la petite sous-unité permet au ribosome ainsi constitué de débuter la syn thèse protéique. Contrairement à la relative simpli­ cité du processus d'initiation chez les procaryotes, chez les eucaryotes, un grand nombre de facteurs fo r­ més pour la plupart de plusieurs sous-unités participent à l'initiation de la traduction (figure 1). Parmi les mécanismes de régulation de l'initia­ tion de la traduction, la phosphory­ lation de certains facteurs d'initia­ tion (en particulier du facteur eiF-2 ; voir figure 1) joue un rôle prépon­ dérant. Ces phosphorylations en cas­ cade ont été décrites en détail dans deux revues récentes [l, 2]. Nous nous limiterons ici à l'étude des élé­ ments de régulation de la traduction portés par l'ARN messager. Ces élé­ ments qui influencent en cis le pro­ cessus de traduction sont divers. Certains, comme la séquence nucléotidique qui entoure le codon d'initiation, interviennent dans la reconnaissance du site d'initiation par la petite sous-unité du ribosome. D'autres agissent sur le passage du ribosome de l'extrémité 5' coiffée de l'ARN messager au codon d'ini