Épigénétique

Définition

Modifications héritables de l'expression génique sans changement de la séquence d'ADN. Transmissibles lors de la division cellulaire (et parfois transgénérationnellement). Explique comment ~200 types cellulaires différents ont le même génome mais des transcriptomes différents.

Méthylation de l'ADN

Ajout d'un groupe méthyle sur le C5 des cytosines dans les dinucléotides CpG. Par les DNMT (DNA methyltransferases).
DNMT1 : maintien (copie le patron de méthylation après réplication). DNMT3a/3b : méthylation de novo.
Hyperméthylation des promoteurs → répression transcriptionnelle (recrutement de MBD → complexes répresseurs → compaction chromatine).
Îlots CpG : régions riches en CpG (promoteurs de ~70% des gènes). Normalement non méthylés. Hyperméthylation aberrante de suppresseurs de tumeurs dans les cancers.

Modifications des histones

Sur les queues N-terminales. Code histone = combinaison de modifications → état transcriptionnel.
Acétylation (HAT/HDAC) : neutralise charges + des lysines → relaxation chromatine → activation. H3K9ac, H3K27ac.
Méthylation (HMT/KDM) : peut activer (H3K4me3) ou réprimer (H3K9me3, H3K27me3) selon le résidu et le degré.
Phosphorylation (H3S10p → condensation mitotique), ubiquitination.

ARN non codants régulateurs

miARN (~22 nt) : s'apparient au 3'UTR de l'ARNm cible → dégradation ou inhibition de la traduction. Régulent ~60% des gènes.
lncARN (>200 nt) : régulation transcriptionnelle. Ex : XIST = inactivation du chromosome X (corps de Barr).

Point clé concours : L'empreinte parentale (imprinting) = expression monoallélique selon l'origine parentale (ex : IGF2 paternel, H19 maternel). Défaut → syndrome de Beckwith-Wiedemann ou Prader-Willi/Angelman. Les inhibiteurs de HDAC et de DNMT sont utilisés en oncologie (épigénétique du cancer).