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SBM-1004 (intro à la génétique moléculaire) > 13- Les ARNs régulateurs > Flashcards

13- Les ARNs régulateurs Flashcards

1
Q

Vrai ou Faux. Seulement les protéines contrôlent l’expression génique.

A

Faux. Les ARN aussi le peuvent.

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Q

Sur quoi portait le modèle proposé par François Jacob et Jacques Monod?

A

Sur les détails mécanistiques de la régulation génique.
- Ils ont dit que l’expression d’un gène peut être contrôlé par le produit d’un autre, par exemple l’opéron Lac.
- Dans leur article de 1961, ils suggèrent que les régulateurs agissant en trans (répresseur) étaient des ARNs.
- Leur idée a été vite oubliée…

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3
Q

Sur quels (2) niveaux agissent les ARNs régulateurs?

A

sur la transcription de la pol et sur le mécanisme de traduction des ribosomes.

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4
Q

Décrivez l’effet de l’ARN court ARN 6S chez la bactérie.

A

ARN 6S se lie à la sous-unité σ70 de l’ARN pol σ70. Elle empêche la bactérie de réduire la transcription des gènes qui sont sous le contrôle de σ70.
Durant la phase stationnaire, σS est un facteur alternatif produit. Il entre en compétition avec σ70 pour la liaison à la polymérase. Ainsi, ARN 6S permet l’expression des gènes dépendants de σS, soit les gènes requis pour maintenir la cellule en vie durant la phase S.

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5
Q

Décrivez les ARN courts bactériens sARN.

A
  • 80-110 nucléotides
  • Régulent la traduction et la dégradation de l’ARNm
  • Codés par de petits gènes
  • sARN s’associe à Hfq avant leur appariement avec les ARNm, par le fait même elle augmente la stabilité du sARN.. S’apparient avec des séquences complémentaires des ARNm cibles. Ils entraînent une dégradation et/ou inhibition de la traduction de l’ARNm.
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6
Q

Vrai ou Faux. Les ARNs courts se retrouvent chez les eucaryotes.

A

Faux. Chez les bactéries. Ex. : ARN 6S, sARN,…

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7
Q

Vrai ou Faux. Les ARN régulateurs eucaryotes maturent à partir de précurseurs constitué d’un grand ARN double brin.

A

vrai

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8
Q

Quels sont les rôles de la protéine bactérienne Hfq? (3)

A
  • Elle exerce un rôle de chaperone de l’ARN.
  • Elle assiste d’autres protéines dans leur maturation, en leur assurant un repliement 3D adéquat.
  • Elle se lie avec sARN avant leur appariement avec l’ARNm et augmente leur stabilité.
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9
Q

Décrivez l’action du sARN RybB.

A

Il entraîne la destruction de ses ARNm cibles qui codent pour des protéines de mise en réserve du fer. Un niveau de fer trop élevé est toxique pour la cellule alors lorsque RybB se lie à son ARNm cible, la RNaseE reconnaît l’hétéroduplexe sARN-ARNm comme substrat et le dégrade.

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10
Q

Expliquez comment se fait l’expression du gène rpoS.

A
  • rpoS code pour la sous-unité σS de l’ARN polymérase bactérienne.
  • L’expression de rposS est contrôlée par des sARN qui activent (DsrA et RprA) sa traduction est d’autres qui vont la réprimer (OxyS), selon l’état de notre ARNm cible.
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11
Q

Qu’est ce qu’implique l’appariement trans?

A

implique un sARN, miARN ou une protéine qui va se fixer à l’ARNm et le réguler

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12
Q

Qu’est ce qu’implique l’appariement cis?

A

lorsque un ARNm se régule tout seul.

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13
Q

Où sont localisés les ribocommutateurs?

A

Localisés dans les régions 5’ non-traduites de l’ARNm.

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14
Q

Que contrôlent les ribocommutateurs?

A

Contrôlent l’expression des gènes en réponse aux changements de concentration de petites molécules.

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15
Q

Que vont réguler les ribocommutateurs?

A

Ils régulent l’expression aux étape de la terminaison de la transcription et de l’initiation de la traduction par changement de la structure secondaire de l’ARNm

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16
Q

Que vont provoquer les modifications des ribocommutateurs?

A

Les modifications qui ont lieu dans la région 5’ non-codante (l’aptamère) vont provoquer un changement de la structure secondaire de l’ARNm et donc la plateforme d’expression. Cela altère la terminaison de la transcription.

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17
Q

Décrivez comment agit le ribocommutateur de réponse au SAM chez Bacillus subtilis.

A

Chez Bacillus subtilis de nombreux gènes sont impliqués dans l’utilisation de l’AA méthionine. Ces gènes possèdent une région 5’ non traduite de 200 nucléotides contenant un ribocommutateur de réponse au SAM. Il peut agir au niveau de la terminaison de la transcription ou au niveau de l’ initiation de la traduction.

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18
Q

Qu’est ce que la tige-boucle 3-4 ?

A

La tige-boucle 3-4 est un terminateur transcriptionnel rho-indépendant. Elle prévient la transcription par la polymérase (atténuation).

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19
Q

Que peut séquestrer la formation de la tige-boucle 3-4 ?

A

La formation de la tige-boucle 3-4 peut aussi séquestrer le site de fixation des ribosomes. Cela inhibe ainsi la traduction.

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20
Q

Vrai ou Faux. Le ribocommutateur de réponse au SAM est un double mécanisme pour prévenir la traduction du gène.

A

vrai

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21
Q

Pourquoi la tige-boucle 2-3 n’est pas un terminateur de la transcription comme 3-4?

A

Parce que la séquence n’est pas immédiatement suivie des uraciles.

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22
Q

Vrai ou Faux. Chez Bacillus subtilis, en présence de SAM, il y a formation de la tige-boucle 2-3 dans le ribocommutateur dépendant de SAM.

A

Faux. Formation de la tige-boucle 3-4.

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23
Q

Chez quels organismes existent les ribocommutateurs? (5)

A
  • Archées
  • Bactéries
  • Champignons
  • Plantes
  • Eucaryotes: par contre ils sont capables de contrôler l’épissage alternatif.
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24
Q

L’opéron Trp contient des gènes responsables de la biosynthèse du ____. Leur expression est contrôlée par la quantité cellulaire disponible de ____ qui est mesurée par le niveau d’____ chargés avec le ____.

A

tryptophane.
tryptophane
d’ARNt
tryptophane

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25
Q

Que se passe-t-il lorsque la quantité cellulaire en tryptophane est élevée ?

A
  • Le ribosome transcrit complètement le peptide leader.
  • Formation de la tige-boucle 3-4, qui est un terminateur transcriptionnel rho-indépendant de l’opéron Trp (séquence suivie d’uraciles).
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26
Q

Que se passe-t-il lorsque la quantité cellulaire en tryptophane est basse ?

A
  • Le ribosome reste bloqué au niveau des résidus tryptophanes parce que l’ARNt chargé en Trp n’est pas disponible. Le peptide leader n’est pas traduit au complet.
  • Formation de la tige-boucle 2-3. Il n’y a plus de terminateur transcriptionnel rho-indépendant.
  • Les protéines peuvent alors se fixer sur le promoteur de l’opéron Trp et traduire le gène du Trp.
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27
Q

Quelle est la différence entre le ribocommutateur et le peptide leader?

A

Elle n’est pas contrôlée par la liaison directe d’un ligand à l’ARN.

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28
Q

Qu’est-ce que l’extinction par interférence à l’ARN?

A

C’est un processus d’extinction d’expression de gènes par des ARN courts. - 21 à 23 nucléotides.
Peut se faire de 3 façons:
1. Inhibition de traduction de l’ARNm
2. Dégradation de l’ARNm
3. Modifications de la chromatine qui entraîne la répression de la transcription.

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29
Q

Les siARN sont produits ____ ou synthétisés ____ ____ à partir de précurseurs ____.
Les shARN sont produits ____.
Les miARN sont dérivés d’ARN encodés par des gènes possédant leur propre promoteur codant ou non pour des ____.

A

artificiellement
in vivo
ARNdb
artificiellement
protéines

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30
Q

Quels sont les 3 ARN interférents (ARNi)?

A

siARN
shARN
miARN

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31
Q

Comment sont formés les ARNi?

A

siARN, shARN et miARN sont formés à partir de molécules d’ARN double brins longues ou structures tige-boucle qui seront clivées par une enzyme à activité RNaseIII, soit Dicer.

32
Q

Les ARN courts (siARN, shARN et miARN) inhibent l’expression des gènes à la suite de leur appariement avec leurs ARNm cibles de 3 façons. Quelles sont-elles? Quelle est la machinerie impliquée dans ces différents types d’inhibition?

A
  1. Dégradent l’ARNm
  2. Inhibent la traduction de l’ARNm
  3. Induisent des modifications de la chromatine qui entraîne la répression de la transcription.

Machinerie impliquée:
1. Complexe RISC
2. Argonaute

33
Q

Comment fonctionne l’inhibition de l’expression des gènes par siARN, shARN et miARN?

A
  • siARN, shARN et miARN doivent être simple brin pour avoir un impact sur l’expression des gènes.
  • Dicer prend un ARNdb ou une structure tige-bouche (pré-miARN) pour les former.
  • Ils sont dénaturés pour engendrer un ARN guide et un ARN support.
  • L’ARN guide est chargé dans le RISC.
  • Si la complémentarité entre l’ARN guide et l’ARNm est forte, l’ARNm cible est généralement dégradé. Intervention d’Argonaute qui clive l’ARNm.
34
Q

Vrai ou Faux. L’ARN support donne la spécificité au complexe RISC tandis que l’ARN guide est généralement détruit.

A

Faux. C’est l’inverse. L’ARN support est généralement détruit et l’ARN guide donne la spécificité au complexe RISC

35
Q

Comment se forme le miARN?

A

pri-miARN (il est transcrit du génome et clivé par Drosha) → pré-miARN (structure tige-boucle qui sera clivée par Dicer) → miARN

36
Q

Vrai ou Faux. Une tige-boucle de pré-ARN peut coder pour deux miARNs fonctionnels.

A

vrai

37
Q

Où sont présents les pré-miARN?

A

Dans un pri-miARN, on peut retrouver plusieurs pré-miARN dans région codantes ou non codantes d’exons ou dans des introns.

38
Q

Décrivez la formation des miARN en détail. (3 étapes)

A
  1. Le gène est transcrit par la polymérase II en ARNm contenant des structures tige-boucle (pri-miARN)
  2. Drosha associée à Pasha (protéine essentielle pour la spécificité de la réaction) coupe le pri-miARN dans les régions structurées en tige-boucle.
  3. Le pré-miARN est exporté à l’extérieur du noyau vers le cytosol par exportin-5.
39
Q

Vrai ou Faux. Le pré-miARN doit migrer dans le cytosol après avoir été formé suite au clivage par Drosha du pri-miARN,

A

vrai

40
Q

Vrai ou Faux. Drosha et pasha sont des protéines cytosoliques.

A

Faux. Nucléaires, parce qu’elles agissent seulement dans le noyau.

41
Q

Pour que Drosha puisse fonctionner :

A

Les régions de la tige-boucle doivent être peu structurées et former un ARN simple brin en 5’ et en 3’ de la tige-boucle.
- Drosha clive entre les parties inférieure et supérieure de la tige-boucle.
- Drosha coupe la tige boucle de façon à ce qu’il y aille 2 nucléotides de plus en 3’. Ce qui est très important pour la reconnaissance par Dicer.

42
Q

Vrai ou Faux. Le pré-miARN est composé de la région inférieure de la tige-boucle.

A

Faux. Le pré-miARN est composé de la région supérieure de la tige-boucle

43
Q

Quels sont les 3 modules qui composent l’enzyme Dicer?

A
  • 2 domaines RNase III
  • 1 domaine de liaison à l’ARNdb appelé PAZ
44
Q

Que contient le domaine PAZ ?

A

Contient les protéines Piwi, Argonaute et Zwille.

45
Q

Quelle est la structure de Dicer ?

A

Structure en forme de hachette.

46
Q

Décrivez la structure et l’organisation de Dicer.

A

Le domaine PAZ est situé à l’extrémité 3’ de l’ARNdb, à la base du manche. Le manche contient une surface de liaison à l’ARN chargée positivement. La lame contient les 2 domaines RNase III agencés en dimères symétriques. Chaque RNase porte un site actif afin de cliver chaque brin de pré-miARN en 2 fragment d’une longueur de 22 nucléotides.

47
Q

Comment se passe la dernière étape de formation du complexe mature pouvant éteindre l’expression d’un gène?

A

L’ARNdb court est incorporé dans RISC et est dénaturé en ARN guide et en ARN support. Le complexe RISC mature contient l’ARN guide. L’ARNg est incorporé à l’ ARNm cible, ce qui permet au complexe RISC d’éteindre l’expression du gène cible.

48
Q

Décrivez la protéine Argonaute.

A
  • C’est la composante enzymatique du complexe RISC.
  • Enzyme de clivage de l’ARNm
  • Chez l’homme, il y a 10 enzymes Argonaute.
49
Q

Vrai ou Faux. Comme Dicer, Argonaute possède un domaine PAZ.

A

Vrai. Le domaine PAZ reconnaît l’extrémité 3’ de l’ARN.

50
Q

Lorsque l’ARN guide est apparié à l’ARN cible, ____ peut cliver l’ARN cible au milieu de la région d’appariement entre le 10ème et le 11ème nucléotide.

A

Argonaute

51
Q

Quels sont les 4 domaines d’Argonaute?

A
  1. PIWI: clive l’ARNm, agit comme une RNase H endonucléase.
  2. PAZ
  3. MID
  4. N
52
Q

Qu’a été la découverte de Richard Jorgensen en 1989?

A

Il tentait de surexprimer le gène de pigmentation (la chalcone synthétase). Il obtient des plants à fleur +/- pâles, parfois blances ou mélange de blanc/pourpre.
- Plus l’expression du transgène était forte, plus l’expression de la chalcone synthétase diminuait.

53
Q

Qu’ont démontré Andrew Fire et Craig Mello?

A

Que ce n’est ni un ARN sens ni un antisens qui inhibait l’expression du gène par-1. En fait, c’est dû à l’ARNdb résultant de l’appariement des deux. Les préparations ARN sens et antisens étaient contaminées par de petites quantités d’ARN d’orientation opposée.
- L’ARN double brin se révèle très efficace pour éteindre l’expression d’un gène.

54
Q

Vrai ou Faux. Un miARN peut reconnaître plusieurs ARNm cibles parce que l’hybridation entre les deux n’est pas parfaite.

A

vrai

55
Q

Vrai ou Faux. Les siARN peuvent réprimer l’expression des gènes au niveau de la transcription par des modifications de la chromatine.

A

vrai

56
Q

Chez la levure S. pombe expliquez l’extinction centromérique. (5)

A
  • Chaque centromère possède une région centrale unique flanquée de répétitions communes à tous les centromères.
  • Les répétitions contribuent à la formation d’hétérochromatine (chromatine compacte).
  • Les histones de l’hétérochromatine portent des marques de répression.
  • Les queues qui sortent du nucléosome peuvent subir des modifications post-traductionnelles comme l’acétylation (décompacte la chromatine) et la méthylation (plus de compaction de la chromatine).
  • Les queues d’histones sont très faiblement acétylées et très fortement méthylées.sur la lysine 9 de H3.
57
Q

Vrai ou Faux. La machinerie de l’ARNi est capable de réprimer la transcription.

A

Vrai. Si la machinerie perd sa fonctionnalité. Donc, la lysine 9 de l’histone H3 n’est plus méthylée. Ainsi, elle n’est plus compactée. Alors, la transcription est réprimée.

58
Q

Que se passe-t-il quand il y a une perte d’extinction transcriptionnelle au niveau des centromères? (7)

A
  1. Les répétitions centromériques sont transcrites sur les 2 brins par l’ARN pol II.
  2. Les transcrit complémentaires s’apparient ensemble pour former un ARNdb qui sera transformé en siARN par la machinerie ARNi. L’ARNdb est un substrat de Dicer.
  3. Les siARN produits dirigent un complexe RITS contenant Argonaute.
  4. RITS recruté par complémentarité de séquence entre siARN et l’ARN en transcription au centromère.
  5. RITS recrute Clr4 (histone H3-méthyl transférase) et Swi6.
  6. Modifient localement le nucléosome en ajoutant des marqueurs d’extinction (méthylation de la lysine 9 de H3).
  7. Une des sous-unité de RITS, Chp1, contient le chromodomaine qui lie le nucléosome méthylé et stabilise la liaison du RITS à la chromatine.
59
Q

Vrai ou Faux. Comme RISC, le complexe RITS est cytoplasmique.

A

Faux. RITS agit dans le noyau.

60
Q

Que va créer l’incativation du chromosome X ?

A

Des individus mosaïques.

61
Q

Décrivez le phénomène de compensation de dosage.

A

Permet d’éviter que chaque gène du chromosome X s’exprime 2 fois plus chez la femelle que chez le mâle. Consiste en l’inactivation d’un des 2 chromosomes X chez la femelle.

62
Q

Vrai ou Faux. Un gène du chromosome X inactivé peut encore être exprimé.

A

faux

63
Q

Comment se fait l’inactivation du chromosome X?

A
  • Au stade embryonnaire
  • Le choix du chromosome X à inactiver se fait au hasard dans chaque cellule.
  • Ainsi, apparition de femelles mosaïques. Certaines cellules expriment la copie du père et d’autres la copie mère du chromosome X.
64
Q

Décrivez l’exemple de la chatte calico.

A
  • Un gène du chromosome X détermine la couleur orange ou noire de la fourrure.
  • 1er allèle du gène = couleur orange.
  • 2ème allèle du gène = couleur noire
  • Ce sont des chattes hétérozygotes pour ce gène.
  • Différentes zones de fourrure noire ou orange révèlent des régions des cellules inactivées pour l’un ou l’autre des allèles.
65
Q

Vrai ou Faux. Les chats calico sont toujours des femelles.

A

vrai

66
Q

Quel est le nom du locus essentiel à l’inactivation du chromosome X?

A

Xic

67
Q

Quel est le nom de l’ARN codé dans le locus Xic?

A

L’ARN Xist

68
Q

Décrivez l’action de l’ARN Xist.

A
  • Contient une région conservée qui porte 9 séquences répétées.
  • Région A: Forme deux longues tiges-boucles portant chacune 4 séquences Elle recrute la protéine Suz12 qui appartiennent au complexe de répression polycomb-2 (PRC2). Pourrait être impliquée dans le silencing de la chromatine.
  • Région C : Porte la région Xist qui intéragit avec la chromatine du chromosome X.
  • L’ARN Xist couvre progressivement tout le chromosome à partir duquel il est exprimé.
  • L’expression ectopique de Xist dans une localisation autosomique peut inactiver partiellement des gènes de ce chromosome.
69
Q

Vrai ou Faux. L’ARN Xist contient une queue poly-A et est épissé, mais ne code pour aucune protéine.

A

vrai

70
Q

Vrai ou Faux. L’ARN Xist induit l’extinction transcriptionnelle au niveau des centromères.

A

Faux. L’ARN Xist recrute d’autres facteurs comme Suz12 qui modifient et condensent la chromatine.
- Peut-être méthylation de l’ADN aussi.

71
Q

Vrai ou Faux. Les histones sur le chromosome X inactivé (Xi) sont désacétylées par rapport au reste du génome.

A

Vrai. Cet état de désacétylation est associé à des régions non transcrites du génome et la transmission de l’inactivation est assurée par ces modifications.

72
Q

Quel est la similitude entre Xist et Tsix? (5)

A
  • Tous deux des ARN régulateurs
  • Ils sont encodés par le même locus (Xic), mais sur des brins opposés.
  • Sont complémentaires.
  • Peuvent former des hybrides ARN-ARN
  • Si on bloque l’expression de Tsix, nécessairement l’expression de Xist s’en suit.
73
Q

Vrai ou Faux. L’équilibre entre les ARN régulateurs Xist et Tsix dans chaque cellule dicte le choix du chromosome X à inactiver.

A

vrai

74
Q

Vrai ou Faux. Tsix est un régulateur négatif de l’action de Xist.

A

vrai

75
Q

Vrai ou Faux. Si Tsix est muté sur un chromosome (n’est plus fonctionnel), ce chromosome sera choisi pour l’inactivation.

A

Vrai. En fait, lorsqu’il y a seulement Xist, le chromosome deviendra inactif.

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