TP de compartimentation : Régulation par le fer de l'expression de l'ARNm du récepteur de la transferrine dans la lignée cellulaire humaine 293

Thèmes abordés

Transferrine

Résumé du document

Les cellules utilisent des protéines spécialisées pour reconnaître et stocker le fer. L'absorption du fer alimentaire est située au niveau des cellules intestinales, en particulier les entérocytes.

Les entérocytes adaptent le taux d'absorption du fer en fonction des réserves totales de cet élément au sein de l'organisme. La concentration en fer dans l'organisme doit être régulée. En effet, un excès ou une carence en fer peut par la suite entrainer des pathologies graves. Cette régulation est réalisée essentiellement au niveau post-transcriptionnel. Le métabolisme du fer est régulé par une interaction entre des protéines régulatrices telle que la ferritine et l'ARNm codant pour les récepteurs à la transferrine.

Le fer est transporté jusqu'à la cellule par une protéine : la transferrine, celle-ci se lie aux récepteurs de la transferrine (RTf), ce qui permet au fer de pénétrer au sein de la cellule.
Après avoir capté le fer, la cellule va pouvoir le stocker grâce à une nouvelle protéine: la ferritine.

La ferritine est une protéine de mise en réserve du fer. La région non codante 5' de l'ARNm de la ferritine contient des éléments qui se fixent aux éléments de réponses du fer.
A faible concentration en fer, la protéine est dans une conformation active et empêche l'amorçage de la traduction. Inversement à concentration élevée, la protéine est dans une conformation inactive ce qui rend possible l'amorçage de la traduction.

Cette protéine possède une autre fonction, elle intervient au niveau de la détoxification du fer. On dit alors que la ferritine joue un rôle équivalent à un chélateur. En effet, une fois que le fer est lié à cette protéine, celui-ci est rendu moins toxique.

Dans ce TP, la régulation par le fer de l'expression de l'ARNm codant pour les récepteurs de la transferrine est mise en évidence, dans la lignée cellulaire humaine 293.
Les cellules HEK293 sont issues de cultures primaires de rein embryonnaire humain, transformées par une partie de l'ADN d'un adénovirus.

Extraits

[...] De plus, une erreur de manipulation dans la réalisation du gel d'agarose, entrainant une lacune au sein de ce gel, a entrainé une migration non homogène des ADN lors de l'électrophorèse / Expérience complémentaire : Le TP effectué met en évidence la régulation par le fer de l'expression de l'ARNm du récepteur de la transferrine. Pour compléter ce TP, une manipulation mettant en parallèle un sujet sein et un sujet atteint pourrait être réalisée. Il serait intéressant d'utiliser un sujet atteint ayant une carence en fer. [...]

[...] Sachant qu'une concentration en fer élevée inhibe la transcription des ARNm, eux même responsables de la présence des récepteurs à la transferrine au sein de la cellule. Il est normal d'observer une fluorescence moindre à ce niveau. Les bandes de fluorescences correspondantes aux ADN RD28 et RD30 sont très visibles. En effet le taux de fer de départ étant faible, la transcription des ARNm codants pour les récepteurs à la transferrine a été activée. Pour les bandes fluorescentes correspondantes aux ADN RC28 et RC30, la fluorescence observée est intermédiaire à celle des deux précédentes. [...]

[...] Régulation par le fer de l'expression de l'ARNm du récepteur de la transferrine dans la lignée cellulaire humaine 293 INTRODUCTION Les cellules utilisent des protéines spécialisées pour reconnaitre et stocker le fer. L'absorption du fer alimentaire est située au niveau des cellules intestinales, en particulier les entérocytes. Les entérocytes adaptent le taux d'absorption du fer en fonction des réserves totales de cet élément au sein de l'organisme. La concentration en fer dans l'organisme doit être régulée. En effet, un excès ou une carence en fer peut par la suite entrainer des pathologies graves. [...]

[...] Lors d'une carence en fer (en a sur le schéma ci-dessus), les IRP lient avec une grande affinité les IRE. Ainsi l'ARNm du TfR est stabilisé ce qui facilite la synthèse de TfR et l'acquisition du fer. La traduction de l'ARNm de la ferritine est alors réprimée. À l'inverse, en présence d'une concentration intracellulaire en fer élevée(en b sur le schéma ci-dessus), le pouvoir de liaison des IRP aux IRE est faible. La traduction de l'ARNm de la ferritine est donc permise. [...]

[...] Un cliché du gel est pris sous UV. II / RESULTATS Puits Marqueur de taille Primers d'ADN Photo 1 : Electrophorèse prise lors de notre TP Ordre de dépôts de la gauche vers la droite : CR28, DR28, FR28-CG, DG, FG- CR30, DR30, FR30. L'électrophorèse que nous avons obtenue n'est pas représentative d'un résultat cohérant. En effet nous constatons que les bandes de migrations que nous observons correspondent aux primers. Les primers n'ont pas trouvé leurs cibles. Autrement dits ces amorces se sont disposés bouts à bouts. [...]