ARN polymérase

Une ARN polymérase est une enzyme qui synthétise un ARN en assemblant des ribonucléotides complémentaires d’une matrice. Les enzymes de transcription cellulaires utilisent généralement un brin d’ADN, tandis que des polymérases virales utilisent de l’ARN. Le nom désigne donc une fonction de synthèse partagée par des enzymes dont les structures, les partenaires et les matrices diffèrent.

Sens de la synthèse

L’enzyme allonge l’extrémité 3′ du transcrit. Elle lit la matrice dans le sens 3′ vers 5′ et produit la chaîne dans le sens 5′ vers 3′. Les substrats sont des ribonucléosides triphosphates ; la réaction forme une liaison phosphodiester et libère du pyrophosphate. La complémentarité des bases guide l’incorporation, sans rendre la fidélité absolue.

La production d’ARN comprend une initiation, une élongation et une terminaison. Pour les polymérases de transcription, la reconnaissance du promoteur dépend de l’enzyme et de facteurs associés. Les mécanismes d’amorçage ou de reconnaissance d’une matrice virale peuvent être différents : le cycle décrit pour une polymérase cellulaire ne s’applique pas intégralement à toute enzyme portant ce nom.

Plusieurs machineries cellulaires

Les ARN polymérases multisous-unités des bactéries, des archées et des eucaryotes possèdent un cœur évolutif conservé. Chez les eucaryotes, la polymérase I produit principalement les grands ARN ribosomiques ; la polymérase II produit notamment les ARN messagers et plusieurs ARN régulateurs ; la polymérase III synthétise entre autres les ARN de transfert et certains petits ARN. Ces rôles principaux ne remplacent pas la description des exceptions propres aux organismes.

Au cours de l’élongation, des pauses, un recul sur la matrice et le clivage du transcrit participent à la régulation et à la correction de certaines erreurs. La transcription dépend aussi de la chromatine, des facteurs de transcription et des signaux cellulaires. La présence de l’enzyme ne démontre donc pas à elle seule qu’un gène est exprimé.

Enzyme, activité et résultat

Une ARN polymérase est une entité enzymatique ; son activité catalytique est la réaction qu’elle réalise. Un dosage d’activité, une mesure de quantité de protéine et une mesure d’ARN produit répondent à des questions différentes. La quantité finale d’un transcrit dépend de sa synthèse, mais aussi de sa maturation et de sa dégradation. L’interprétation d’une expérience précise donc la matrice, les substrats, les facteurs présents et le produit effectivement mesuré.