Les éléments transposables: le cas du transposon mariner une approche expérimentale

III. Fonctionnalité des MLEs : III.1. Les MLEs actifs :

Le premier élément reconnu comme un MLE actif est Mos1 (pour mosaic) qui était isolé par Jacobson et Hartl en 1986, (Hartl, 2001) à partir du génome de Drosophila mauritiana, un autre élément appelé Himar est construit à partir d'un élément muté isolé de la mouche Haematobia irritans, un troisième élément Famar1 était découvert chez le perce-oreille Forficula auricularia. (In Halaimia Toumi, 2006)

III.1.1. Le mécanisme de transposition des MLEs :

Tous les MLEs et aussi les TLEs transposent via un mécanisme de type « coupercoller » homologue à celui décrit chez quelques IS et Tn, ce mécanisme est constitué par trois étapes principales :( figure 6.5)

1. Reconnaissance et liaison de la transposase aux ITRs.

2. L'excision du transposon de son site donneur.

3. Réinsertion du transposon dans le site cible (In Augé Gouillou, 2003).

1 - Reconnaissance et liaison

Figure 6.5: Schéma du mécanisme de transposition des MLEs (Modèle d'après Augé
Gouillou, 2003)

2 - Excision 3 - Reinsertion

aux ITRs

Site
donneur

AT

TA

AT

TA

Transpososome

TA

AT
nn

TA

AT

nn

Intermédiaire de

Transposition

AT

TA

Site
accepteur

AT

TA

AT

TA

III.1.1.1. Liaison aux ITRs :

La liaison aux ITRs est assurée par le domaine N-Terminal (plus précisément par les HTH, l'hélice á₁ et á₂) qui reconnait spécifiquement chaque ITR, cette liaison aboutit à la formation d'une structure nucléoprotéique active qui est << le transpososome >>.

Deux types de dimérisation protéine-protéine peuvent avoir lieu lors de la formation des complexes ITR/transposase :

1- Interface de dimérisation << Cis >> : C'est la liaison de deux monomères de transposase côte à côte sur une seule molécule d'ADN, cette interface est localisée dans les premiers 20 aa.

2- Interface de dimérisation << trans >> : la liaison de deux molécules de transposases liées à deux molécules d'ADN différentes.

Ainsi, la région de la transposase située entre les aa 116-143 et qui comprend le motif WVPHEL est directement impliquée dans le passage d'une conformation cis à une conformation trans et la stabilité de cette dernière.

La transposase se lie aux ITRs au niveau d'une séquence cible palindromique aboutissant à la formation d'un complexe appelé cis-SE (Single End Complex 2), trois voies principaux sont proposées pour la destination de ce complexe :

1' La dissociation d'un monomère de transposase du complexe SEC-2 conduisant à la formation d'un complexe SEC1. (SEC1 : une molécule de transposase liée à un ITR, SE : 2 molécules de transposase liées à un ITR.)

1' Un monomère du complexe SE subit une modification conformationnelle caractérisée par l'acquisition d'une nouvelle conformation plus stable dite << Trans-SE >> dont les deux monomères possèdent une interface cisdimérisation libre. Un monomère du trans dimère peut recevoir un autre ITR en formant le complexe PEC1 (Paired End Complex 1). Enfin via les interfaces de dimérisation libres les deux transposases de ce complexe sont susceptibles de se lier à deux autre transposases pour former le complexe synaptique final dit PE.

1' Le complexe final PE résulte directement de la dimérisation de deux complexes cis-SE (Figure 6.6) (In Halaimia Toumi, 2006).

trans-SE

1 trans- dimère

Figure 6.6: Représentation schématique des différents complexes transposase/ITR
SEC: Single End Complex. PEC: Paired End Complex
(Modèle in Halaimia Toumi, 2006).

Cis-SE 1 cis-dimère

SEC1 ITR

Tnp

Voie 2

Voie 1

Voie 3

PE

1 trans-dimère

2 Cis-dimères

et 2 trans-
dimères

PEC1

L'exemple de Mos1 :

Les tests in vitro utilisant une protéine recombinante montrent qu'elle nécessite la présence des cations divalents (Mg⁺², Mn⁺², ou Ca²⁺) et un Ph élevé (autour du 9) et que la liaison Tnp/ITR est hautement spécifique parce que la transposase Mos1 ne se lie que sur ses propres ITRs ce qui explique l'absence d'un phénomène de transposition croisée (la transposition in trans). Les ITRs du Mos1 sont imparfaits parce que la séquence de l'ITR5' diffèrent de celle de l'ITR3' en 4 positions sur 28pb (position 1, 16, 18 et 26). Il a été démontré que les positions 1, 18 et 26 sont des contacts stabilisants entre la transposase et l'ITR parce qu'ils ont un faible impact sur la qualité et la quantité de la transposition, en revanche une forme mutée d'un ITR dans la position 16 a conduit à une perte de 90% la liaison Tnp/ITR ce qui suggère qu'elle est un point d'ancrage de la transposase sur l'ITR (In Augé Gouillou, 2003).