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RtpuBLiQuE ALGtRiENNE DtMocRATiQuE ET
popuLAiRE
Ministère de l'enseignement supérieur et de
la recherche scientifique
Université de Tébessa
Faculté
de sciences : Institut de la science de la nature/vie
Département de
Biologie
Mémoire de fin d'étude pour
l'obtention du diplôme des études
supérieures
Option : Biochimie
Cas de transposon mariner
« Une approche expérimentale »
Préparé par : FERHI Rahma
Encadré par : Dr. TOUMI Nassima
Promotion : 2008/2009
Dédicace
Je dédis ce travail à mon très cher
père qui nous a quitté très tôt. Que dieu lui garde
dans ses vastes paradis. Je le dédis spécifiquement à ma
mère qui m'a beaucoup soutenu et à mes frères, mes soeurs,
mes beaux frères, mes belles soeurs, mes cousins et cousines surtout
Hasna, je vous apprécie beaucoup.
Je dédis ce travail à tout mes amis, ceux de
BirMokadem surtout Rabab et Rawia, et ceux de Tébessa surtout Fatima,
Hassina, Zina, Dalel et Meriem, Je vous respecte beaucoup, et je vous souhaite
le meilleur.
Remerciements
Je remercie l'université de Tébessa surtout le
département de Biologie qui nous a ouvert les portes pour l'obtention du
diplôme des études supérieures en Biochimie.
Un remerciement très chaleureux est dirigé vers
Docteur Halaimia-Toumi Nassima pour son encadrement, sa grande patience et sa
gentillesse, merci également pour le temps que vous avez consacré
pour la correction de ce manuscrit.
Je remercie les gens qui s'occupent de notre bibliothèque
pour leur sympathie.
Liste des figures :
Figure 1 : Structure générale d'un
rétrotransposon à LTR.
Figure 1.1 : L'organisation génomique des
différentes familles des rétrotransposons à LTR.
Figure 1.2 : Cycle de vie d'un
rétrotransposon.
Figure 2 : Organisation structurelle des
rétroposons. Figure 2.1 : Modèle de
rétrotransposition de l'élément L1. Figure 3
: La structure d'une séquence d'insertion (IS1).
Figure 3.1 : La duplication du site cible lors
de l'insertion d'un élément transposable par la coupure
cohésive effectuée par la transposase.
Figure 3.2: La structure du transposon Tn10, les
IS sont orientées en sens inverse et forme des ITR.
Figure 3.3: la transposition
réplicative.
Figure 3.4: Le mécanisme
général de la transposition conservative. Figure
4: structure de l'élément Ac.
Figure 4.1 : La structure et l'épissage
somatique et germinale de l'élément P. Figure
4.2: Structure de l'élément Helitron du
maïs.
Figure 4.3 : Les différentes familles de
la superfamille
IS630/Tc1/ITmD41D/maT/mariner/Pogo/Ant1.
Figure 4.4 : Structure des
éléments de la famille Polintons/Mavericks.
Figure 5: Effet de l'insertion du
rétrotransposon à LTR, Tnt1, sur les transcrits du
gène nia2 codant la nitrate réductase chez Nicotiana
tabacum.
Figure 5.1 : Origine du système
immunitaire des mammifères par coaptation de l`activité
transposase d`un élément transposable.
Figure 6 : Résumé des
expériences conduisant à la découverte du transposon
mariner. Figure 6.1: La structure
générale des TLEs et des MLEs.
Figure 6.2: La structure d'un transposon
mariner, le cas du Mos1.
Figure 6.3 : Structure générale
de la transposase des MLEs (ici la transposase de Mos1).
Figure 6.4 : Structure de la transposase des TLEs
(ici la transposase de Sleeping Beauty). Figure 6.5:
Schéma du mécanisme de transposition des MLEs.
Figure 6.6: Représentation
schématique des différents complexes transposase/ITR.
Figure 6.7 : Les étapes de l'excision d'un
élément de type mariner.
Figure 6.8 : Les différentes
étapes de la transgénèse à l'aide de
mariner chez la souris. Figure 7 : Les
différentes étapes de la technique PCR.
Figure 8 : Schéma démontrant le
principe de Southern Blot.
Figure 9: Le séquençage selon la
méthode de Sanger.
Figure 10 : Structure nucléique de
l'élément Alvcmar.
Figure 11 : Localisation des
différents motifs et zones conservées sur la séquence
consensus des éléments Alvcmar. Lettres en gras : ITR,
lettres en bleu : UTR, lettres surlignes en gris : hélices á et
HTH.
Figure 12 : Expression de la transposase
fusionnée à la MBP par le plasmide pMAL.
Figure 13 : Le clonage du gène de la
transposase mariner ligué avec le plasmide pMAL dans une
bactérie.
Figure 14: Analyse de la production des
protéines sur gel SDS -PAGE.
Figure 15 : Principe de la technique de retard
sur gel.
Figure 16 : Analyse de la liaison de la
transposase Mos1.
Figure 17 : Schéma explicatif du principe
de l'analyse de spécificité.
Figure 18 : Analyse de la
spécificité de la fixation de la transposase Bytmar avec
leurs ITRs (Conditions expérimentales 30°C-2h).
Figure 19 : Schéma explicatif du test de
coupure.
Figure 20 : Analyse en test de coupure de la
transposase Alvcmar avec la construction 5T5.
Figure 21 : Test de transposition in
vivo.
Figure 22 : Les différents étapes
permettant la construction de vecteur porteur de gène da la
transposase.
Figure 23 : Les différentes étapes
de construction du vecteur pBC KC (+) porteur du pseudotransposon.
Figure 24 : Les différentes constructions
de pBC porteur de pseudo-transposon réalisées.
Figure 25 : Une représentation
schématique de la transposition inter-plasmidique obtenue avec la
transposase Mos1 au cours des tests de transposition in
vivo.
Liste des tableaux
Tableau 1: Transposons caractéristiques
d'E.coli.
Tableau 2 : Les différences
nucléiques entre les MLEs et les TLEs. Tableau
3: les différences protéiques entre les MLEs et
les TLEs. Tableau 4 : Quelques éléments
mariner potentiellement actifs.
Sommaire
Dédicace 2
Remerciements 3
Liste des figures 4
Liste des tableaux 7
Résumé 13
Introduction et historique 14
La Partie I : Les concepts de base des
éléments transposables 16
I- Classification générale des
éléments transposables: 17
I.1. Les éléments de la Classe I : Les
rétrotransposons 17
I.1.1. Les rétrotransposons à LTR : 17
I.1.1.a. Caractères généraux : 17
I.1.1.b. La classification : 19
I.1.1.b1. Les éléments autonomes : 19
I.1.1.b1.1. La super famille ty1/copia :
Pseudoviridae 19
I.1.1.b1.2. La super famille ty3/gypsy :
Métaviridae 20
I.1.1.b2. Les éléments non autonomes : 20
I.1.1.b2.1. La famille des TRIM : 20
I.1.1.b2.2. La famille des LARDs 21
I.1.1.c. Cycle de vie d'un rétrotransposon : 22
I.1.2. Les rétrotransposons sans LTR : ou
rétroposons 23
I.1.2.1. Les LINEs : 23
I.1.2.2. Les SINEs 25
I.1.2.3. Les RTEs : 26
I.2. Les éléments de la Classe II: Les
Transposons 26
I.2.1. Structure et diversité des transposons
procaryotes: 26
I.2.1.1. les séquences d'insertions: (IS)
26
I.2.1.2. les transposons composites: "Tn" 28
I.2.1.3. Les mécanismes de transposition: 30
1' La transposition réplicative : 30
1' La transposition conservative: 30
1' La transposase et son mode d'action: 32
I.2.2. Les transposons eucaryotes: 33
I.2.2.1. Le groupe des éléments hat:
34
I.2.2.2. Le groupe des éléments
PiggyBac: 35
I.2.2.3. Le groupe des éléments P:
36
I.2.2.4. Le groupe des MITEs/PIF/Harbinger: 37
I.2.2.5. Le groupe En/Spm: 38
I.2.2.6. L'élément Helitron : 39
I.2.2.7. Les éléments Mutator (Mu) 39
I.2.2.8. Le groupe des éléments de la super
famille IS630/Tc1/maT/mariner : 40
I.2.2.9. La famille Polintons(Mavericks) : 42
I.2.2.10. La famille des éléments Merlins
: 42
I.2.2.11. La Super famille des Transib : 43
II. L'impact des éléments transposables
sur le génome : 43
II.1. La modification de la structure et la fonction des
gènes : 44
II.2. Les réarrangements chromosomiques : 45
II.3. Les éléments transposables et la
régulation de l'expression du gène : 46
II.4. Néogènes (nouveaux gènes) et
recrutement d'élément transposable : 46
II.4.1. Recrutement de fonctions structurelles : 47
II.4.1. Recrutement de fonctions enzymatiques : 47
III. La régulation de la transposition :
49
III.1. L'autorégulation de la transposition :
50
II.1.1. Titration de la transposase par les séquences
délétées: 50
III.1.2. Les régions régulatrices : 50
III.1.3. Synthèse de répresseurs : 50
III.1.4. Inhibition par surproduction: 51
III.1.5. La Co-suppression: 51
III.1.5.1. La Co-suppression transcriptionnelle: 51
III.1.5.2. La Co-suppression post-transcriptionnelle:
52
III.2. Régulation de la transposition par les facteurs
de l'hôte : 52
III.2.1. L'effet de position : 52
III.2.2. La régulation
épigénétique : 52
IV. La transmission des éléments transposables
: 53
IV.1. Le transfert vertical : 53
IV.2. Le transfert horizontal : 53
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