3. Contrôle de l’expression génique chez les eucaryotes Flashcards
Quels sont les principaux niveaux de contrôle de l’expression des gènes chez les eucaryotes ?
- Contrôle transcriptionnel
- Contrôle de la maturation de l’ARN (processing)
- Contrôle du transport de l’ARN
- Contrôle de la traduction
- Contrôle post-traductionnel (modifications, dégradation, localisation)
Quel est le type d’ARN étudié dans ce cours et pourquoi ?
On étudie l’ARN messager (ARNm), car il est directement impliqué dans la synthèse protéique.
Quelle proportion des ARN cellulaires sont des ARNm ? Quelle proportion des ARN cellulaires sont des ARNr ?
Les ARNm représentent seulement 1 à 5 % des ARN totaux dans la cellule.
Environ 80 % des ARN cellulaires sont des ARN ribosomiques (ARNr).
Quels sont les rôles des ARNt et des ARNr ?
Les ARNt (ARN de transfert) servent à adapter les acides aminés aux codons pendant la traduction.
Les ARNr (ARN ribosomiques) constituent une partie essentielle de la structure et de la fonction des ribosomes.
Quelle est la différence principale entre l’ARN et l’ADN au niveau des bases azotées ?
L’ARN contient de l’uracile (U) au lieu de la thymine (T) présente dans l’ADN.
Pourquoi l’ARN peut-il former des structures tridimensionnelles complexes ?
Grâce à ses régions complémentaires qui peuvent s’apparier, même s’il est généralement simple brin.
Ex: Les ARN de transfert (ARNt) forment des structures complexes qui sont fonctionnelles.
Qu’est-ce qui distingue chimiquement l’uracile de la thymine ?
La thymine possède un groupe méthyle (-CH3) en plus de la structure de l’uracile.
Pourquoi l’ADN contient-il de la thymine plutôt que de l’uracile ?
La cytosine peut être convertie en uracile, entraînant des mutations si non réparée. La présence de thymine permet de distinguer ces uraciles aberrants dans l’ADN.
Donc c’est pour :
- Distinguer les bases uraciles générées par la déamination spontanée des C en U.
- Cela permet à l’enzyme uracil-DNA glycosylase de réparer ces erreurs en restaurant les cytosines.
Vrai ou Faux ? L’uracile est énergétiquement moins coûteux à produire.
Vrai.
Il est adapté à la durée de vie plus courte de l’ARN.
Quelle enzyme est responsable de la synthèse des ARNm ?
ARN polymérase II
(Si t’as pas eu ça, retourne au cégep…)
Quelle est la différence entre l’ARN polymérase II et les autres ARN polymérases ?
L’ARN polymérase II transcrit les gènes codant pour des protéines, alors que d’autres ARN polymérases transcrivent des ARN ribosomiques (ARNr) ou de transfert (ARNt).
Que devient l’ARNm après la transcription ?
Il est traduit en protéines par les ribosomes avec l’aide des ARNt.
Dans quel sens les ARN polymérases synthétisent-elles l’ARN ?
De 5’ vers 3’.
Quel brin d’ADN sert de matrice à la synthèse de l’ARN ?
Le brin matrice, qui est orienté de 3’ vers 5’.
Pourquoi le brin codant de l’ADN est-il appelé ainsi ?
Parce que sa séquence est identique à celle de l’ARNm (sauf que l’ARNm contient de l’uracile à la place de la thymine).
Pourquoi les différents types cellulaires expriment-ils des gènes différents ?
Bien que le génome soit identique entre les cellules, elles expriment des gènes spécifiques pour accomplir leurs fonctions, formant ainsi des transcriptomes spécifiques.
Pourquoi tous les gènes ne sont-ils pas exprimés en continu ?
Cela serait un gaspillage d’énergie et de métabolites. Les gènes sont activés selon les besoins spécifiques des cellules.
Des gènes spécifiques sont induits par exemple, en réponse à des stimuli comme les hormones, le stress ou des dommages cellulaires.
Qu’est-ce qu’un gène “housekeeping” ?
Un gène exprimé de manière ubiquitaire dans toutes les cellules, car ses produits sont nécessaires pour les fonctions de base.
Qu’est-ce que le transcriptome ?
L’ensemble des ARN transcrits dans une cellule.
Quelle proportion des gènes exprimés dans une cellule sont spécifiques à ce type cellulaire ? Quelle proportion des gènes exprimés sont ubiquitaires ?
Environ 10 % sont spécifiques à ce type cellulaire.
Environ 90 % des gènes exprimés sont ubiquitaires, incluant les gènes “housekeeping”.
Qu’est-ce que la RT-PCR ? Quels sont ses avantages et inconvénients ?
La RT-PCR (Reverse Transcription PCR) est une technique qui convertit l’ARN en ADN complémentaire (ADNc) à l’aide de la transcriptase inverse, suivi d’une amplification par PCR pour mesurer l’abondance des ARN spécifiques.
- Avantage : Relativement peu coûteux pour mesurer l’expression d’ARN spécifiques.
- Inconvénient : Limité à un nombre restreint d’ARN (low-throughput).
À quoi sert une amorce polyT dans la RT-PCR ?
L’amorce polyT se lie à la queue poly-A des ARNm pour initier la transcription inverse.
Peut-on quantifier d’autres ARN sans queue poly-A ?
Oui, en utilisant des amorces aléatoires (par exemple, hexamères).
Quelle étape suit la transcription inverse dans la RT-PCR ?
L’ADNc obtenu est amplifié par PCR pour mesurer l’abondance du transcrit d’intérêt.
Quelle est l’utilité du fluorophore SYBR Green dans le qPCR ?
SYBR Green s’intercale dans l’ADN double-brin et génère un signal fluorescent proportionnel à la quantité d’ADN amplifié.
Pourquoi compare-t-on le nombre de cycles nécessaires pour dépasser le signal de fond (background) ?
Cela permet de déterminer l’abondance relative de l’ARNm d’intérêt en fonction de la quantité de cDNA initiale.
Comment interpréter les courbes de fluorescence dans le qPCR ?
- Plus un produit est abondant, moins de cycles sont nécessaires pour détecter une fluorescence significative.
- Chaque cycle de différence équivaut à une différence d’amplification par un facteur de 2.
Comment vérifier si le qPCR SYBR Green est spécifique ? (pas important)
- Premier contrôle : un gel d’agarose pour voir combien d’amplifications sont présentes. Plus d’un produit indique un problème.
- Méthode complémentaire : analyse de la courbe de dissociation ou “melt curve” pour détecter la température de fusion des produits amplifiés.
Pourquoi la température de fusion des produits PCR peut-elle varier ?
Elle dépend de la composition en bases des produits PCR : des séquences différentes ont des températures de fusion différentes.
Que représente une courbe de dissociation (ou « melt curve ») ? (pas important)
Elle montre le profil de dénaturation des produits PCR, permettant d’identifier les amplifications non spécifiques et les amorces dimères.
En quoi consiste l’analyse transcriptomique par microarray ?
- Les ARN sont extraits, convertis en ADNc, puis hybridés sur une puce contenant des sondes spécifiques.
- La fluorescence est mesurée pour chaque sonde, proportionnelle à la quantité d’ARN hybridé.
Inconvénients : 1) Technologie limitée aux gènes pré-sélectionnés sur la puce. 2) Moins précise et flexible que l’ARN-seq, désormais préférée.
Quelles sont les étapes principales de l’ARN-seq ?
- Extraction des ARN.
- Conversion des ARN en ADNc par reverse transcription.
- Séquençage des ADNc.
- Alignement des séquences sur un génome pour quantifier l’expression génique.
Quels sont les avantages de l’ARN-seq par rapport aux microarrays ?
- Quantification plus précise, même pour de faibles niveaux d’ARNm.
- Capacité à détecter des ARN inconnus, y compris des variants d’épissage et des ARN non codants.
- Méthode rapide et reproductible.
Qu’est-ce qu’une “heat map” en bioinformatique ? (pas important)
C’est une représentation graphique regroupant des gènes par similarité d’expression entre des échantillons, basée sur des données transcriptomiques.
Bleu : faible expression.
Rouge : forte expression.
Qu’est-ce que le “Gene Ontology” (GO) ?
C’est un système d’annotation basé sur une collaboration entre différentes bases de données génomiques. Il organise les connaissances biologiques en trois catégories principales :
- Molecular Function : activité d’un produit génique (ex. activité kinase).
- Biological Process : processus impliquant plusieurs événements biologiques (ex. division cellulaire).
- Cellular Component : localisation du produit génique dans une cellule (ex. mitochondrie).
