Répresseur

Définition

En langage génétique, le répresseur est un effecteur qui inhibe la transcription d'un gène, comme un gène de régulation par exemple. En génétique moléculaire, un répresseur est une protéine de liaison à l'ADN ou ARN, qui inhibe l'expression d'un ou de plusieurs gènes en se liant à l'opérateur.

Opéron LAC avec son répresseur et un promoteur :

Schéma de la régulation des gènes pour l'utilisation du lactose avec le répresseur de l'opéron lac et une séquence promotrice (promoteur).

Explications

Un répresseur, lié à la génomique, est une protéine qui inhibe l'expression d'un ou plusieurs gènes. La protéine répresseur agit en se liant à la région promotrice du ou des gènes, ce qui empêche la production d'ARN messager (ARNm). Les protéines répresseurs sont essentielles pour la régulation de l'expression des gènes dans les cellules.

Un répresseur de liaison à l'ADN bloque l'attaque de l'ARN polymérase sur le promoteur, empêchant ainsi la transcription des gènes dans l'ARN messager. Un répresseur de liaison à l'ARN se lie à l'ARNm et empêche la traduction de l'ARNm en protéines. Ce bloc d'expression génique s'appelle la répression.

Si un inducteur est présent, c'est-à-dire une molécule qui active l'expression génique, il peut interagir avec la protéine répressive et la détacher de l'opérateur. L'ARN polymérase est alors capable de transcrire le message, exprimant ainsi le gène. Un corépresseur est une molécule qui peut se lier au répresseur et lui permettre de se fixer fermement à l'opérateur, ralentissant ainsi la transcription. Un répresseur qui se lie à un corépresseur est appelé un répresseur inactif ou aporepresseur. Un type d'aporepresseur est le répresseur trp, une protéine importante du métabolisme bactérien.

Le mécanisme de répression décrit ci-dessus est du type à rétroaction car il ne permet la transcription qu'en présence d'inductances spécifiques. Dans le génome des eucaryotes, il existe des segments d'ADN appelés silencieux. Ces séquences d'ADN se lient aux répresseurs pour inhiber partiellement ou totalement l'expression des gènes. Les silencieux peuvent être situés à plusieurs bases avant ou après le promoteur. Les répresseurs peuvent également avoir deux sites de liaison : l'un pour la région de l'opérateur et l'autre pour la région du promoteur. Cela provoque le repliement du chromosome (boucle) pour permettre aux deux régions de rester en contact étroit.

Rôle

Un répresseur en génétique est une protéine qui se lie à l'opérateur dans l'ADN et bloque ainsi la liaison de l'ARN polymérase au promoteur. Cela empêche la transcription d'un gène situé dans l'opéron. En conséquence, il n'y a pas d'ARNm pouvant conduire à la formation des protéines codées, souvent des enzymes, pendant la traduction. Ainsi, l'expression des gènes bloqués est omise. L'action du répresseur peut être régulée par plusieurs facteurs.

Le répresseur lui-même est codé par un gène régulateur. Si le répresseur doit être activé par un corepresseur approprié, cela s'appelle un aporepresseur. Lorsque l'aporepresseur est activé par le produit final d'une chaîne de réaction, on parle de répression du produit final. Un inducteur, par contre, modifie le répresseur de telle sorte qu'il se libère de l'opérateur, activant ainsi l'expression génique. Ce processus est également appelé dérépression.

Les répresseurs jouent un rôle important dans la régulation des gènes :

• Dans le cas de l'induction de substrat au cours de la répression catabolique, le substrat de l'enzyme codée par le gène de structure agit comme inducteur sur le répresseur, lequel est donc désactivé et permet ainsi l'expression de l'enzyme et la dégradation du substrat (exemple : opéron lactose chez E. coli).
• L'atténuation de la synthèse du tryptophane chez les procaryotes (par exemple chez E. coli) est bloquée par un répresseur trp contenant du tryptophane en tant que corépresseur. L'aporepresseur (sans tryptophane lié) ne peut pas bloquer la transcription de l'opéron tryptophane.

En bref

Les répresseurs sont des protéines qui désactivent ou réduisent l'expression des gènes, ce qui se traduit par une réduction de la production d'ARN messager du gène affecté. Les protéines répresseurs fonctionnent généralement en se liant et en bloquant des séquences d'ADN critiques dans le gène, telles que le promoteur où commence la transcription de l'ARNm. Chez les bactéries, le répresseur et l'activateur de l'expression des gènes sont distincts l'un de l'autre. Dans les cellules eucaryotes supérieures, cependant, une protéine de liaison à l'ADN peut servir d'activateur ou de répresseur de l'expression génique, en fonction de son interaction avec d'autres protéines dans la cellule ou un autre contexte cellulaire. De plus, d'autres molécules telles que l'ARN non codant peuvent également servir de répresseurs.

Un holorépresseur est une forme active de certains répresseurs d'opérons, après qu'ils se soient liés à un corépresseur.

En rapport avec "répresseur"

• corépresseur

  

  Un corépresseur est une molécule qui, en se liant à un répresseur, lui permet de se lier à un opérateur et ainsi arrêter la transcription d'un gène.

• effecteur

  

  Un effecteur est un organe (glande, muscle) ou une cellule qui devient actif en réponse à un stimulus nerveux.

• holorépresseur

  

  Un holorépresseur est une forme active de certains répresseurs d'opérons, après qu'ils se soient liés à un corépresseur.

• régulon

  

  En génétique moléculaire, le régulon est l'opéron servant à la régulation de la composition du milieu intracellulaire.