Les coactivateurs

Les coactivateurs sont des complexes protéiques retrouvés chez tous les eucaryotes. Ils agissent en favorisant la mise en place du complexe de préinitiation ou en modifiant la structure chromatinienne afin de la rendre plus propice à la transcription (Naar et al., 2001). Contrairement aux facteurs généraux, ils sont dispensables à l’activité basale de Pol II, bien qu’ils soient nécessaires aux mécanismes d’activation d’un grand nombre de gènes in vivo.

CHAPITRE I : LA TRANSCRIPTION DES GENES DE CLASSE II

Les différents coactivateurs ont en commun d’interagir avec les activateurs spécifiques pour être recrutés aux promoteurs (Naar et al., 2001).

I.6.3.1 Les complexes coactivateurs contenant des Tafs

Les TAFs ("TBP associated factors") sont associés à TBP au sein du complexe TFIID mais aussi à d'autres protéines dans des complexes comme SAGA et PCAF (Naar et al., 2001). Certains Tafs possèdent une ou plusieurs activités enzymatiques. Par exemple, Taf1 possède des activités kinase et histone acetyltransferase (HAT) (Dickstein et al., 1996; Mizzen et al., 1996). TFIID a été caractérisé biochimiquement comme un facteur général de la transcription. Cependant, des études réalisées in vivo chez la levure, ont montré que le complexe n’était pas requis pour la transcription de l’ensemble du génome (Kuras et al., 2000; Shen et al., 2003). Environ 30% des gènes de classe II dépendent directement de Tafs spécifiques de TFIID et 70 % dépendent de Tafs partagées entre SAGA et TFIID (Lee et al., 2000). Ces données de génomique fonctionnelle montrent que malgré la nécessité de TFIID pour la transcription basale sur certaines matrices in vitro, le complexe semble plutôt se comporter comme un coactivateur, in vivo.

Le complexe SAGA de S. cerevisiae régule l'activité d'environ 10% du génome. Il est plus particulièrement impliqué dans la transcription des gènes associés au stress (Huisinga and Pugh, 2004). Les protéines qui composent le complexe SAGA sont réparties en 4 classes : les protéines Ada, Spt, Taf et la protéine Tra1 (Timmers and Tora, 2005). Les protéines Ada ont été isolées à partir de cribles génétiques en interaction avec l’activateur Gcn4 et avec la protéine chimérique constituée du domaine de liaison à l'ADN de Gal4 associée au domaine d’activation de la transcription du virus herpes VP16 (Gal4-VP16). Elles favorisent la transcription en réponse à ces deux activateurs (Marcus et al., 1994). Ceci indique que le complexe peut être directement recruté sur le promoteur par des activateurs. SAGA facilite l'assemblage du PIC en interagissant directement avec TBP via la sous-unité Spt8 (Sermwittayawong and Tan, 2006), ce qui entraine le recrutement de TBP au promoteur (Bhaumik and Green, 2001; Larschan and Winston, 2001). De plus, SAGA chez la levure et PCAF chez l’Homme agissent sur la structure chromatinienne via la sous-unité Gcn5. La protéine possède une activité HAT dont le substrat principal est l'histone H3 du nucléosome (Grant et al., 1997). Ce type de modification entraîne généralement la fluidification de la chromatine et favorise la transcription.

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I.6.3.2 Complexes de remodelage de la chromatine

L’accessibilité de l’ADN aux facteurs de transcription ainsi qu’au PIC est un élément essentiel dans l’activation de la transcription. Les éléments architecturaux de la chromatine limitant cet accès, un "remodelage" de la chromatine est nécessaire, pour l’activation de la transcription. Le terme remodelage définit tous les événements qui altèrent la sensibilité aux nucléases d’une région de la chromatine (Aalfs and Kingston, 2000). Ce remodelage nécessite ou non une source d’énergie (ATP). Il existe donc des complexes de remodelage de la chromatine qui peuvent être divisés en fonction de leurs homologies et de leurs activités biochimiques en trois familles (Figure 6).

Les complexes SWI/SNF, initialement découverts chez la levure, sont de gros complexes dont la composition varie en fonction du tissu chez les mammifères, mais dont le cœur reste conservés (Naar et al., 2001). Ce sont des coactivateurs qui lient les récepteurs nucléaires (Wallberg et al., 2000; Yoshinaga et al., 1992) et des facteurs spécifiques comme c-Myc et C/EBP" (Armstrong et al., 1998; Kowenz-Leutz and Leutz, 1999). Les activités biochimiques de ces complexes montrent qu’ils dissocient les nucléosomes et facilitent l’association des facteurs de transcription de façon dépendante de l’ATP (Narlikar et al., 2002).

Les complexes RSC forment une deuxième famille. Les sous-unités de leur cœur catalytique sont paralogues à celles de SWI/SNF. Les deux sous-unités Rsc1 et Rsc2 chez la levure contiennent des bromodomaines qui sont essentiels pour leur fonction de fluidification de la chromatine. Puisque les bromodomaines lient les lysines acétylées, ces sous-unités pourraient faciliter la liaison de RSC aux histones acétylées.

Enfin, les complexes ISWI constituent la troisième famille. Ils ont initialement été isolés chez la drosophile avant que leurs homologues humains et de levure ne soient découverts (Naar et al., 2001). Ils déplacent les nucléosomes et participent à leur redéploiement grâce un mécanisme appelé glissement d’octamère (Hamiche et al., 1999; Langst et al., 1999). Le rôle des complexes de remodelage de la chromatine ne semble pas être restreint à la transcription. En effet, ils pourraient intervenir dans d’autres mécanismes comme la réparation et la réplication de l’ADN (Citterio et al., 2000; Guschin and Wolffe, 1999).

CHAPITRE I : LA TRANSCRIPTION DES GENES DE CLASSE II

Figure 6: Complexe de remodelage de la chromatine dépendant de l’ATP.

Schéma représentant les trois familles de complexe de remodelage de la chromatine dépendant de l’ATP. D’après Narlikar et al., (2002).

I.6.3.3 Le Médiateur

Le Médiateur de la transcription par l’ARN polymérase II sera plus amplement détaillé dans le chapitre IV de cette introduction. Brièvement, Le Médiateur est un complexe multi-protéique conservé chez tous les eucaryotes. C’est un coactivateur qui crée un lien entre Pol II et les activateurs spécifiques. Il est capable d’intégrer et de transmettre les signaux de régulation positif et négatif à l'ARN polymérase (Bjorklund and Gustafsson, 2005). Il favorise la transcription basale in vitro, et devient essentiel à la transcription in vivo (Holstege et al., 1998; Kim et al., 1994). Enfin, la caractérisation biochimique du Médiateur a montré qu’il était capable de stimuler l’activité de phosphorylation du CTD du facteur général de la transcription TFIIH qui est un acteur essentiel de l’initiation.

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Table 4: Le complexe TFIIH

Homme Levure Poids moléculaire Hs (kDa) Fonctions CAK/ TFIIK

Cdk7 Kin28 41 Kinase de la transcription et du cycle cellulaire

CycH Ccl1 38 Régule l'activité de la kinase Cdk7/Kin28

MAT1 Tfb3 32 Régule la spécificité de substrat de la kinase Cdk7/Kin28

Cœur de TFIIH

XPB Ssl2 89 Hélicase 3'-5' ATP dépendante XPD Rad3 80 Hélicase 5'-3' ATP dépendante

Ancre le sous-complexe CAK/TFIIK au cœur de TFIIH

p62 Tfb1 62 -

p52 Tfb2 52 Ancre XPB au cœur de TFIIH p44 Ssl1 44 Active XPD

Rôle dans l'échappée du promoteur par Pol II

p34 Tfb4 34 -

p8 Tfb5 8 Stabilise le complexe

CHAPITRE II : LE FACTEUR GENERAL DE LA TRANSCRIPTION TFIIH