2e EXAM. 7- Maturation de l'ARN

Question 1

L’épissage est une étape de la ____ de l’ARN.

Answer 1

maturation

Question 2

Vrai ou Faux. L’épissage des introns se fait chez les procaryotes et chez les eucaryotes.

Answer 2

Faux. Seulement chez les eucaryotes. Les procaryotes n’ont pas d’introns à épisser. Leur séquence codante est continue.

Question 3

Quelle séquence est maintenue dans l’ARN mature?

Answer 3

L’ARN mature comprend la séquence codante et des sections non codantes situées à la fin des chromosomes.

Question 4

Vrai ou Faux. Le ribosome discrimine les exons des introns.

Answer 4

Faux. Il faut que l’ARNm soit épissé préalablement sinon le ribosome traduit les introns et les exons en protéines. Les exons seront fusionnés pour que l’ARNm produise une protéine fonctionnelle.

Question 5

Vrai ou Faux. Plus l’organisme est complexe, plus il aura d’introns.

Answer 5

Vrai.
Bactéries = aucun intron
Levures = 1 intron/gène
Humain = 6 introns/gène

Question 6

Si un pré-ARNm à épisser contient 8 introns, combien y a-t-il d’exons?

Answer 6

7 exons

Question 7

Vrai ou Faux. En général, les exons sont plus longs que les introns.

Answer 7

Faux. L’inverse. C’est logique parce qu’on veut que lorsqu’une mutation survienne la probabilité que la mutation soit dans l’intron soit plus grande.

Exemple: gène DHFR
- Gène constamment transcrit
- Plus de 90% du gène est constitué d’introns.

Question 8

Quel est le gène le plus long chez l’humain?

Answer 8

Gène de la dystrophine humaine. Le gène prend environ 17 heures à être transcrit.

Question 9

Dans quoi sont inclus les introns? Pourquoi?

Answer 9

Sont inclus dans le pré-ARNm, car la transcription ne reconnaît par les introns.

Question 10

Quelles sont les quatre choses que l’on retrouve dans un intron?

Answer 10

1. Site d’épissage 5’ (donneur): précède la séquence GU
2. Site de branchement: le A dans une séquence précise YNYURAY
3. Site poly-pyrimidique: riche en pyrimidines (C ou T)
4. Site d’épissage 3’ (receveur): suit une séquence AG

Question 11

Expliquez chimiquement comment se passe l’épissage . (3)

Answer 11

1. Trans-estérification: le OH-2’ de l’A du site de branchement attaque le phosphate de la G du site donneur (exon 5’). Il y a formation d’une jonction triple.
2. Trans-estérification: le OH-3’ de l’exon 5’ fait une attaque nucléophile sur le phosphate de la G du site receveur (exon 3’)
3. Ainsi, les exons sont liés ensembles et l’intron est sous forme de lasso. L’intron est rapidement dégradé parce qu’il n’est pas nécessaire à la cellule.

Question 12

Qu’est-ce que la jonction triple?

Answer 12

Elle est formée lors de la première étape de l’épissage. L’adénine du site de branchement est lié forme trois liens: un en 5’, un en 3’ et un en 2’. Elle lie en 2’ la nouvelle extrémité 5’ de l’intron. Ainsi, il y a formation d’une boucle.

Question 13

Où se produit l’épissage?

Answer 13

dans le noyau

Question 14

Qu’est-ce que l’épissage en trans?

Answer 14

Lorsque des exons de 2 pré-ARNm différents se joignent ensemble. C’est très rare.

Question 15

Qu’est-ce que le spliceosome?

Answer 15

• Grand complexe protéique qui est impliqué dans le mécanisme d’épissage. Contient 150 protéines et 5 ARN.
• Hydrolyse beaucoup ATP dans le cadre de ses fonctions
• Fonctions enzymatiques réalisées par les ARN, pas les protéines. Elles repèrent aussi les séquences conservées aux jonctions intron/exons.

Question 16

Vrai ou Faux. Les protéines du spliceosome catalysent les réactions d’épissages.

Answer 16

Faux. Ce sont les ARNs

Question 17

Comment se nomment les 5 petits ARN nucléaires présents dans le spliceosome?

Answer 17

U1, U2, U4, U5 et U6
Ils reconnaissent les différents sites de l’intron. Ils se complexent à des protéines pour former des snRNP (complexe ARN-protéine), mais d’autres protéines qui ne sont pas dans les snRNP sont impliquée!

Question 18

Quels sont les rôles des snRNP? (3)

Answer 18

• Reconnaissance du site donneur (site d’épissage 5’) et du site de branchement.
• Rapprochent ces deux sites ce qui favorise la réaction (l’attaque nucléophile de OH-2’ sur le phosphate de la G du site donneur).
• Catalysent les réactions de clivage et de ligation de l’ARN via des intéraction ARN-ARN, ARN-protéine et protéine-protéine.

Question 19

Nommez des exemples d’hybrides ARN-ARN (2)

Answer 19

• U1 et U6 peuvent se lier par complémentarité au site donneur (5’)
• U2 et U6 peuvent se lier par complémentarité entre-elles. U2 se lie au site de branchement et U6 se lie au site donneur. Les deux viennent s’asseoir ensemble, car ces snRNP sont complémentaires.

Question 20

Nommez un exemple d’hybride ARN-protéine.

Answer 20

U2 et BBP. U2 se lie au site de branchement et hybride tous les nucléotides sauf l’adénine. Celle-ci s’isole parce qu’elle n’a pas d’affinité pour U2. BBP se lie ensuite au site de branchement. L’extrémité OH-2’ sera exposée pour faire l’attaque nucléophile sur le phosphate de la guanine du site donneur.

Question 21

Expliquez l’étape 1 de l’épissage par le spliceosome (formation du complexe E).

Answer 21

Le site donneur est reconnu par la snRNP U1. La sous-unité 65 de U2AF se lite au site poly-pyrimidique et la sous-unité 35 se lie au site receveur. La sous-unité U2AF65 recrute BBP au site de branchement.

Question 22

Vrai ou Faux. La liaison de U1 est indépendante de la liaison de BBP.

Answer 22

Vrai. Un peut se lier avant l’autre sans problème.

Question 23

Expliquez l’étape 2 de l’épissage par le spliceosome (formation du complexe A).

Answer 23

La snRNP U2, aidé par U2AF, déloge BBP et prend sa place sur le site de branchement. L’ adénine est non-appariée avec U2 et devient disponible pour réagir avec le site d’épissage 5’ (donneur).

Question 24

Expliquez l’étape 3 de l’épissage par le spliceosome (formation du complexe B).

Answer 24

Liaison de la tri-snRNP U4-U5-U6 au pré-ARNm et à U1 et U2. En même temps que le tri-snRNP se lie, U2AF65 et 35 se dissocient. U4 et U6 se lie à leur séquence complémentaire. U5 est lié par des interactions protéine-protéine. U1 se dissocie, ce qui laisse le champ libre à U6 qui prend sa place au site donneur.

Question 25

Vrai ou Faux. U6 a une plus grande affinité pour le site donneur que U1.

Answer 25

Faux. C’est l’inverse.

Question 26

Quel complexe complètement assemblé est près à catalyser l’épissage de l’intron? A, B, C ou E?

Answer 26

le complexe B

Question 27

Expliquez l’étape 4 de l’épissage par le spliceosome (formation du complexe C).

Answer 27

U4 est libéré du complexe. Maintenant, U6 peut intéragir avec U2. Le site donneur se juxtapose au site de branchement. U5 facilite la liaison du site donneur avec le site receveur. Il permet le transport de l’exon 5’ vers le 3’ en les rapprochant. L’intron est libéré sous forme de lasso.

Question 28

Décrivez le phénomène d’auto-épissage. (3 choses)

Answer 28

• Rare
• Les introns s’éliminent eux-mêmes sans ARN externes ou protéines.
• L’intron lui-même se replie en une configuration précise au sein du pré-ARNm et auto-catalyse la réaction d’épissage. Les séquences interintroniques sont complémentaires

Question 29

Qu’est-ce qui fait en sorte que la fiabilité de l’épissage est grande?

Answer 29

1. La sélection du site donneur est très stricte! Le site donneur est reconnu par 2 snRNP différent: U1 et U6. Ainsi, il est peu probable qu’une séquence incorrecte soit reconnue par les deux.
2. MAIS des erreurs peuvent tout de même se produire parce que la machinerie doit identifier les exons au sein d’un océan de séquences introniques.

Question 30

Quelles sont les erreurs d’épissage possibles? (2)

Answer 30

1. Saut de sites d’épissage: un exon 2 intermédiaire est épissé. Les exons 1 et 3 se combinent.
2. Sélection d’un pseudo-site: les sites d’épissages sont petits et peuvent se trouver aléatoirement dans la séquence exonique. Ainsi, une partie de l’exon est épissée avec l’intron.

Question 31

Comment peut-on prévenir les erreurs d’épissage? (2)

Answer 31

1. L’ARN pol transporte des protéines jouant un rôle dans l’épissage de l’ARN. L’assemblage du spliceosome se fait dans l’ordre que l’ARN est transcrit. Ainsi, le saut d’exon devient peu probable.
2. Reconnaissance préférentielle des sites d’épissage proches d’exons par des protéines SR. Elles se lient sur des séquences ESE intra-exoniques. Il n’y a presque pas de séquences ESE dans les introns. Les protéines SR vont recruter près de leurs extrémités les U2AF35 et U1.

Question 32

Décrivez le spliceosome mineur et ses composantes. (8)

Answer 32

• Plus rare que le spliceosome standard.
• U11 = U1
• U12 = U2
• Les séquences de reconnaissances de U11 et U12 sont différentes que celles de U1 et U2.
• U4 et U6 sont différentes
• U5 est le même.
• Les séquences de reconnaissances aux extrémités des introns sont différentes: AU au site donneur (en 5’) et AC au site receveur (en 3’).
• Les étapes sont identiques au spliceosome majeur.

Question 33

Qu’est-ce que l’épissage alternatif?

Answer 33

• L’ARN peut être épissé par des voies alternatives pour générer des ARNm différents. Ça peut créer plusieurs protéines différentes grâce à un même pré-ARNm.
  75% des gènes humains subissent un épissage alternatif.
• Généralement, donnent 2 ARNm
  Exemple: gènes SLO humain peut générer des centaines d’ARNm différents.

Question 34

Montrez l’exemple de l’épissage alternatif de la troponine T.

Answer 34

• 2 ARNm alternatif contenant 4 exons.
• 3 exons sont communs (1,2 et 5) et 1 exon est unique (3 ou 4).
• L’épissage dépend d’où on établit le site donneur et le site receveur.

Question 35

Quels sont les différents types d’épissage alternatifs? (5)

Answer 35

1. Normal (1, 2 et 3)
2. Exon éliminé (1 et 3)
3. Exon allongé (1+, 2 et 3): contient une partie de section intronique.
4. Intron retenu (1, intron, 2 et 3)
5. Épissage trans alternatif: la différence avec l’épissage trans normal est que les exons de 2 ARNm différents vont s’associer ensemble de façon contrôlée. Ce n’est pas aléatoire.

Question 36

Quelles sortes d’antigènes T peuvent être produits à partir de SV40?

Answer 36

• Antigène petit t est produit lorsque l’exon est allongé. Un codon stop se trouve dans l’intron. Ainsi, la protéine transcrite est l’antigène petit t.
• Antigène grand T est composé seulement des deux exons.

Question 37

Vrai ou Faux. La protéine SR s’accumule dans l’exon 2 du gène SV40 et favorise l’épissage au site 5’sst et ainsi la production de petit t.

Answer 37

vrai

Question 38

Expliquez l’exclusion par encombrement stérique de la machinerie du spliceosome.

Answer 38

Cela dépend de la taille d’un intron. La liason de U1 empêche la liaison de U2 sur le même intron et inversement.

Question 39

Vrai ou Faux. L’exclusion par combinaison de sites d’épissage majeur et mineur est aussi possible puisqu’aucun spliceosome ne peut enlever d’intron contenant une combinaison de sites mineur/majeur.

Answer 39

vrai

Question 40

Expliquez l’épissage mutuellement exclusive de l’exon 6 de Dscam.

Answer 40

1. Appariement ARN-ARN alternatifs dans le pré-ARNm.
2. Présence d’un site d’arrimage entre l’exon 5 et le premier variant de l’exon 6, 6.1. Le site d’arrimage va se lier à une séquence de sélection qui se trouve avant chaque variant de l’exon 6.
3. Tous les autres variants d’exons 6 non sélectionnés ne seront pas inclus dans l’ARNm final parce qu’elles seront recouvertes de HRP36.
4. Dans l’image, l’ARNm final sera composé de l’exon 5, 6.21 et 7.

Question 41

Vrai ou Faux. Une seule séquence peut lier le site d’arrimage à la fois. Ainsi, on dit que la liaison de ces séquences est mutuellement exclusive.

Answer 41

vrai

Question 42

Les protéines ____ possèdent un domaine de liaison à l’ARN et aux protéines de la machinerie d’épissage.

Answer 42

SR

Question 43

Quelle protéine agit comme un amplificateur exonique ou intronique d’épissage?

Answer 43

protéines SR

Question 44

Quelle protéine agit comme un répresseur exonique ou intronique d’épissage?

Answer 44

La famille des hnRNP
- Protéine HRP36 qui inhibe l’inclusion de variantes de l’exon 6 dans le pré-ARNm de Dscam.
- hnRNP1

Question 45

Comment agit hnRNP1 ?

Answer 45

Agit de deux façons.
1. Premièrement, deux hnRNP1 se lient à l’extrémité de 2 exons et masquent l’intron. Il y a formation d’une boucle. Le spliceosome ne peut pas s’y lier.
2. Deuxièmement, un premier hnRNP1 se lie au site poly-pyrimidique et celui-ci en lie d’autres par un système coopératif. L’intron devient totalement encombré et le spliceosome ne peut pas s’y lier.

Question 46

Que possède la famille des hnRNP?

Answer 46

possède un domaine de liaison à l’ARN et encombrent le site de liaison des protéines de la machinerie d’épissage.

Question 47

Quelles sont les deux hypothèses de la provenance des introns dans l’ADN eucaryote?

Answer 47

1. Modèle des introns préexistants: les introns auraient été perdus chez les bactéries par une pression de sélection naturelle, mais préservés chez les eucaryotes. 2. Les procaryotes auraient rationalisé leur génome au minimum pour augmenter les vitesses de réplication.
   Modèle des introns insérés: les introns n’auraient jamais existé chez les bactéries, mais insérés chez les eucaryotes.

Question 48

Quels sont les avantages de la présence des introns? (3)

Answer 48

• La nécessité d’enlever les introns permet l’épissage alternatif, donc la production de multiples protéines à partir d’un seul gène.
• Possibilité de créer de nouveaux gènes par redistribution d’exons.
• Les introns sont beaucoup plus grands que les exons, donc il y a moins de chance que les exons sont coupés lors de la recombinaison.

Question 49

Quelles sont les évidences de la redistribution d’exons?

Answer 49

La création de domaine!
- Lorsque deux exons se fusionnent, ils donnent un ARNm comme chez les procaryotes. Cependant, la traduction va produire deux domaines dus aux différents exons.
- Chaque exon code souvent pour un domaine indépendant!

La duplication: plusieurs gènes et protéines sont dupliqués, donc contiennent plusieurs fois le même domaine.
Les exons apparentés: on retrouve des exons apparentés dans des gènes non apparentés. Ex: le gène de la LDL contient des exons apparentés au gène du précurseur de l’EGF et des exons apparentés au gène du complément C9. En fait, le LDL est le fruit de la fusion entre le C9 et le EGF.

Question 50

Qu’est-ce que l’édition de l’ARN?

Answer 50

• Modifier la séquence d’un ARN après sa transcription et l’épissage et avant sa traduction.
• L’édition insère, enlève ou modifie des bases individuelles de l’ARN.

Question 51

Quels sont les deux mécanismes d’édition de l’ARN?

Answer 51

1. Désamination d’adénines ou de cytosines
2. Insertion ou délétion d’uridine par un ARN guide

Question 52

Expliquez la désamination d’adénines ou de cytosines

Answer 52

c’est un mécanisme contrôlé avec des désaminases. Ne se produit pas de manière spontanée comme dans la réparation.
Exemple de l’apolipoprotéine-B: dépendamment où se produit la traduction, il peut y avoir présence ou absence de désaminase. Dans la cellule hépatique, la désaminase n’est pas présente pour désaminer le C pour donner un UAA (codon stop). Ainsi, la protéine formée est complète. Dans la cellule intestinale, il y a désamination spécifique de la cytosine en uracile, ce qui forme une protéine plus courte. La désamination peut avoir lieu sur des cytosines ou des adénosines. L’ADAR transforme l’Adénosine en Inosine. Les désaminases reconnaissent une séquence spécifique ou une structure secondaire particulière de l’ARN.

Question 53

Expliquez l’insertion ou la délétion d’uridine par un ARN guide

Answer 53

• Se produit dans les mitochondrie de trypanosomes. Plusieurs U sont insérés après la transcription.
  Par exemple le gène coxII, le cadre de lecture est décalé de -1, alors on va ajouter 4 U dans l’ARNm pour rétablir un bon cadre de lecture. L’ARNg s’apparie à l’ARNm grâce à sa région d’ancrage. Ensuite, certains A ne s’apparient pas à la séquence, ils seront donc exclus. Une endonucléase coupe les régions d’ARN mésapariées sur l’ARNm. Par la suite, des U ont insérés dans l’ARNm. Finalement, il y a ligation.

Question 54

Comment se nomme la base azoté d’un hypoxanthine ?

Answer 54

inosine

Question 55

Vrai ou Faux. Lors de la traduction, une inosine est reconnue comme une uracile lors de la traduction.

Answer 55

Faux. Comme une guanine.

Question 56

À quoi servent les ARN guides?

Answer 56

À l’insertion de U. Ils comportent 3 régions:
1. Extrémité 5’ → sert d’ancrage. Dirige l’ARN guide vers la région de l’ARNm à éditer.
2. Région d’édition → région déterminant la position d’insertion des U
3. Extrémité 3’ → région poly-U

Question 57

Vrai ou Faux. La maturation de l’ARNm se fait dans le noyau.

Answer 57

Vrai. Ensuite, il doit être transféré dans le cytoplasme pour se faire traduire.

Question 58

Vrai ou Faux. Le transport de l’ARNm du noyau vers le cytoplasme est un procédé non passif.

Answer 58

vrai

Question 59

Vrai ou Faux. La vaste majorité des ARNm du noyau sont matures.

Answer 59

Faux. Dans le noyau, 1-5% des ARNm sont matures. La vaste majorité des ARNm du noyau sont immatures.

Question 60

Comment se fait la sélection des bons ARN à être transportés?

Answer 60

• Certaines protéines favorisent le transport comme les protéines SR.
• Certaines protéines inhibent le transport comme les snRNP.
• Les pores permettent le passage de molécules de moins de 50 kDa, donc si le spliceosome est encore sur l’ARNm, il ne peut pas passer par les pores.