Les cellules végétales et les algues vertes sont caractérisées par la présence d'organites, les chloroplastes, où le processus fascinant de la photosynthèse a lieu. Les chloroplastes ont évolué à partir de l'endosymbiose d’ancêtres bactériens et des gènes y sont toujours organisés en unités de transcription (opérons) comme chez les bactéries. Cependant, les ARNm qui sont transcrits à partir de ces groupes de gènes sont soumis à des événements de processing (maturation) complexes, qui sont spécifiques aux chloroplastes. Le modèle actuel de processing des produits de transcription dans les chloroplastes propose que les extrémités des transcrits codés par des gènes adjacents du même opéron sont définies et stabilisées par la même protéine de liaison à l'ARN. En conséquence, les extrémités des transcrits provenant de gènes adjacents se chevauchent au niveau du site de fixation protéique (
Figure A). Nous avons étudié les mécanismes de
processing qui interviennent dans le cas de l'opéron de l’ATP synthase (
atp) dans les chloroplastes de la plante
A. thaliana. Cet opéron est transcrit à partir de deux promoteurs situés en amont et à l'intérieur de l'opéron (
Figure B), qui présentent quatre sites potentiels pour des protéines liant l'ARN. Les données obtenues indiquent que, contrairement au modèle établit pour l'opéron
atp de maïs, les ARNm
atp présentant des extrémités se chevauchant sont très rares chez
A. thaliana. De plus, les quelques ARNm
atp présentant de telles extrémités sont tronqués à leur extrémité 3', ce qui en fait des produits de dégradation. Nous observons, au contraire, que les sites de liaison des protéines qui suivent les sites d'initiation de la transcription définissent exclusivement les extrémités 5’ d’ARNm
atp naissants. Les sites de liaison des protéines restantes ou des structures en épingle à cheveux rencontrés au cours de la progression de l'ARN polymérase définissent quant à eux les extrémités 3’ (
Figure B).
Ces résultats suggèrent que lors de l'évolution d’espèces différentes de plantes, comme le maïs et
Arabidopsis, les chloroplastes ont développé des stratégies distinctes pour produire des transcrits matures appropriés à la traduction.
Représentation schématique des deux modèles différents concernant le processing des ARNm atp chloroplastiques de maïs (modèle actuel, A) et d’Arabidopsis (modèle proposé, B).
= sites d'initiation de la transcription.
= séquences codantes des gènes atpI et atpH de l'opéron atp.