Afin de maintenir leur homéostasie et de répondre aux stimuli environnementaux, les cellules
doivent contrôler l’expression de leurs gènes à travers divers mécanismes de régulation dont
certains impliquent les riborégulateurs. D’ailleurs, les riborégulateurs sont des structures d’ARN
non-codants qui contrôlent l’expression des gènes auxquels ils sont rattachés. La régulation par
les riborégulateurs est assurée par leur habileté à alterner entre leurs structures sous l’influence
de la liaison d’un ligand spécifique. De plus, le processus de repliement par lequel les structures
des riborégulateurs sont acquises est un évènement séquentiel qui se produit au cours de la
transcription et qui est aidé par les pauses transcriptionnelles.
Du fait de l’étroite relation entre la structure et la fonction de l’ARN, l’introduction de ce présent
manuscrit abordera d’abord l’architecture des structures d’ARN et leurs fonctions biologiques.
Ensuite, les fonctions de l’ARN dans les mécanismes de l’expression génique seront présentées
de façon générale d’abord puis discutées plus précisément dans le contexte des riborégulateurs.
Enfin, puisque la dynamique de repliement cotranscriptionnel des ARN est au cœur de notre
étude, les récentes recherches sur le repliement de l’ARN ainsi que les outils permettant de
suivre le processus de repliement cotranscriptionnel seront décrits.
Les riborégulateurs Thiamine pyrophosphate (TPP) sont les plus répandus dans les espèces
bactériennes et les seuls retrouvés chez les eucaryotes. Chez Escherichia coli (E. coli), les
opérons thiMD, tbpAPQ et thiCEFSGH sont sous contrôle de riborégulateurs TPP. Toutefois,
la plupart des connaissances sur les riborégulateurs TPP chez E. coli proviennent d’études
réalisées sur le riborégulateur du gène thiM. Du fait de la conservation de la séquence et de la
structure des riborégulateurs à travers les espèces, il est pris pour acquis que les riborégulateurs
tbpA et thiC se comportent de la même façon que le riborégulateur thiM. Puisque les
riborégulateurs tbpA et thiC sont très peu connus, notre étude vise à décrire le processus de
repliement cotranscriptionnel de ces riborégulateurs. Au chapitre 2, la dynamique de repliement
ix
cotranscriptionnel du riborégulateur thiC sera étudiée par cartographies chimiques et
enzymatiques dans un contexte natif. La modulation de la structure du riborégulateur par la
liaison du ligand a été observée au cours de la transcription, conformément aux résultats
précédemment rapportés. Quant au chapitre 3, il abordera la caractérisation de structures
transitoires d’ARN par l’outil de microscopie smFRET (single molecule Foster Resonance
Energy Transfer, FRET en mode molécule unique) en utilisant les complexes transcriptionnels.
Il sera déterminé que plusieurs conformations peuvent coexister en même temps. De plus,
comme attendu du fait de travaux antérieurs, notre étude a montré que la polymérase d’ARN
(ARN Pol) influence le repliement de l’ARN naissant. Pour ce qui est du dernier chapitre, il
discutera notre système d’étude à la lumière de ce qui est connu dans la littérature scientifique
