5.4 Chez les procaryotes

Question 1

chez prokaryote, cest cb d’enzyme transcriptase qui fait la transcription?

Answer 1

1 enzyme transcriptase

Question 2

la transcriptase dans prokaryote s’attache ou?

Answer 2

s’attache a differents facteurs sigma (cest les facteurs sigma qui reconnaissent les promoteurs)

Question 3

cest quoi qui reconnait les promoteurs?

Answer 3

les facteurs sigma

Question 4

pourquoi transcriptase par elle-meme a peu de chance de se coller sur un promoteur?

Answer 4

car il n’y a pas vrm de systeme de reconnaissance

Question 5

qu’est ce qui peut initier la transcription n’importe ou sur l’ADN?

Answer 5

le “coeur” de l’ARN polymerase

Question 6

l’ARN pol associee a sigma forme quoi?

Answer 6

holoenzyme

Question 7

quel est le facteur sigma le plus repandu chez E. coli?

Answer 7

facteur sigma70

Question 8

souvent le promoteur est nomme selon quoi?

Answer 8

selon le type de sigma qui le reconnait

Question 9

vrai ou faux? chaque facteur sigma peut reconnaitre 1 seul promoteur

Answer 9

FAUX: facteur sigma reste pareille mais est capable de reconnaitre une variete de promoteur (mais pas la meme efficacite)

Question 10

sigma70 reconnait quel promoteurs?

Answer 10

les
promoteurs formés de 2 séquences conservées (toujours les mêmes, conservées par l’évolution) de 6 nucléotides (région «-35» et région «-10»), séparées par 17-19 nds non conservés

Question 11

vrai ou faux? il existe plusieurs promoteurs sigma 70

Answer 11

vrai

Question 12

comment on peut determiner une sequence optimale de promoteur?

Answer 12

Il existe plusieurs promoteurs σ70.
En les comparant ensemble, il est
possible de déterminer une séquence consensus qui représente
une séquence optimale.

Question 13

ca signifie quoi lorsqu’un promoteur s’approche du consensus?

Answer 13

il est plus fort

Question 14

la sequence consensus permet quoi?

Answer 14

• 1. lier l’ARNpol (directement ou indirectement à travers d’autres protéines),
     
     2. ouvrir l’ADN (regardez la séquence riche en ‘TA’ en -10…justement cette position est très proche du site de début de la transcription)
     3. échapper au promoteur (il ne faut pas se lier TROP fortement avec l’ARNpol)

Donc, la séquence consensus correspond à la définition d’un promoteur fort. Elle permet d’attirer fortement la transcriptase et de produire une grande quantité de transcrits, mais il faut tout de même que la transcriptase soit capable d’y échapper et de faire la transition vers le complexe ouvert!

Question 15

pourquoi tous les promoteurs ne possedent pas la sequence consensus?

Answer 15

• Faire varier la séquence consensus permet d’avoir des promoteurs qui se lieront plus ou moins fortement à l’ARN polymérase. Cela permet de transcrire davantage certains gènes, et de moins en transcrire d’autres. Un promoteur plus fort fait en sorte que l’ARN polymérase s’y liera plus souvent et produira donc plus de transcrits à partir du gène suivant ce promoteur.
• La séquence consensus est une séquence qui a été modifiée avec l’évolution et les mutations pour conférer des avantages aux espèces, par exemple, pour mieux s’adapter aux conditions environnementales.

Question 16

cest quoi sequence consensus ?

Answer 16

veut dire c’est les nucleotide qu’on retrouve le plus souvent dans chaque position: plus un promoteur s’approche du consensus, plus il est fort, ca veut dire qu’on va avoir plus de transcrit

Question 17

ajouts supplementaires possibles sur sigma70

Answer 17

• un élément UP devant -35 donne un site de contact additionnel avec l’ARN pol
• un discriminateur situé après -10 aide à stabiliser l’enzyme sur le promoteur
• une extension -10 remplace parfois le -35

chaque region est liee par une partie specifique de la sous-unite sigma70

Question 18

element UP sur promoteur sigma70 fait quoi?

Answer 18

un élément UP devant -35 donne un site de contact additionnel avec l’ARN pol

c’est la seule partie qui fait des liens directes avec la sous-unite alpha (et ne fait pas de liens avec le sigma)

Question 19

discriminateur sur promoteur sigma 70 fait quoi?

Answer 19

un discriminateur situé après -10 aide à stabiliser l’enzyme sur le promoteur

Question 20

extension sur promoteur sigma 70 fiat quoi?

Answer 20

une extension -10 remplace parfois le -35

Question 21

le promoteur sigma70 hypothetique le plus fort possede quoi?

Answer 21

Voici les différents choix proposés:
-35 + -10
UP + -35 + -10 + discriminateur
UP+ -35 + -10

Il faut considérer les facteurs suivants pour évaluer quel promoteur serait le plus fort:
-S’il possédait tous les éléments (UP, discriminateur, extension -10), il se peut que le lien entre la transcriptase et le promoteur soit trop fort.
-Le fait de répartir les sites de liaison pourrait aider à stabiliser la transcriptase davantage… alors posséder -10 + l’extension -10 seulement ne serait pas une bonne réponse.
-Une séquence plus courte (comme l’extension -10) apporte moins de stabilité à la transcriptase qu’une séquence plus longue, comme la séquence -35. Alors si on devait choisir entre les deux, ce serait mieux de garder la séquence -35.
…etc.

La débat semble porter surtout sur la nécessité de garder le discriminateur. Si les séquences -35 et -10 s’éloignent davantage de la séquence consensus, peut-être que le discriminateur serait nécessaire. Si les séquences -35 et -10 correspondent parfaitement à la séquence consensus, alors le discriminateur produirait peut-être une liaison trop forte. Il n’y a pas de réponse fixe à cette question, le but était de vous faire réfléchir aux possibilités, et vous avez bien réussi!
L’important est de garder en tête qu’on ne veut pas nécessairement la liaison la plus forte, mais bien la liaison optimale…qui permet donc l’isomérisation et l’échappement de la transcriptase.

Question 22

sequence consensus pour region -35

Answer 22

TTGACA

Question 23

sequence consensus pour region -10

Answer 23

TATAAT

Question 24

la sous-unite sigma est divisee en combien de regions?

Answer 24

4

Question 25

region 1 de la sous unite sigma fait quoi?

Answer 25

reconnait le discriminateur et participe dans l’isomérisation

Question 26

region 2 de la sous unite sigma fait quoi?

Answer 26

reconnait le -10 et l’ouvre (complexe ouvert), par la suite, elle
stabilise le brin codant de la même façon que les protéines SSB

analogie avec outil de lego pour comprendre pourquoi region 2 du sigma attache la transcriptase seulement 50% du temps: lorsque enzyme arrive, triangle va essayer de soulever un brin d’ADN, parfois il reussit, mais parfois ca va juste glisser par dessus

Question 27

region 3 de la sous unite sigma fait quoi?

Answer 27

reconnait l’extension -10

Question 28

region 4 de la sous unite sigma fait quoi?

Answer 28

reconnait le -35 avec un motif helix-turn-helix (ce motif est
souvent utilisé par les protéines liant l’ADN)

Question 29

elemente UP est reconnu par quoi?

Answer 29

la sous-unite alpha du coeur de l’enzyme

Question 30

vrai ou faux? quand la transcriptase arrive avec le sigma sur le promoteur, elle ouvre directement l’ADN

Answer 30

FAUX: la transcriptase arrive avec le sigma sur le promoteur et lorsqu’elle s’accroche, soit qu’elle ouvre directement l’ADN ou soit qu’elle n’arrive pas a l’ouvrir et dans ce cas la elle repart

Question 31

La région 4 de σ70 lie la séquence -35 du promoteur σ70 via quoi?

Answer 31

le motif helix-turn-helix: Une hélice s’insère dans le sillon majeur et interagit avec les bases
d’ADN (séquence spécifique). La deuxième hélice s’attache sur la charpente
de l’ADN (phosphate-sucre)

Question 32

etapes de la transcription chez les procaryotes

Answer 32

1. liaison au promoteur (complexe ferme)
2. l’isomerisation (complexe ouvert)
3. le complexe initial de transcription
   fin de l’initiation
4. transition vers le complexe ternaire stable
5. la fin intrinseque ou Rho dependante

Question 33

etapes de l’isomerisation (2e etape de la transcription dans prokaryotes(initiation))

Answer 33

1. L’ARN polymérase holoenzyme associée à l’ADN encourt spontanément un
   changement de conformation énergétiquement favorable – l’isomérisation en complexe ouvert. L’ADN est ouvert entre -11 et +3
2. les pinces (ββ’) se resserrent
   sur l’ADN db devant l’enzyme (“mordre” l’ADN pour permettre meilleur stabilisation)
3. la région 1 de σ70 est expulsée
   du site actif qui peut alors
   accommoder le brin matrice
   (cette région est chargée (-) et
   mimique l’ADN, cest pour ca que ca prend la region catalytique)
4. region 3 et 4 doivent etre expulse aussi car ils sont en plein milieu du canal et tant qu’il est la, on peut pas commencer transcription car ARN naissant n’a pas de place pour sortir

L’isomérisation est irréversible, mais elle a autant de chances de se produire
que la dissociation d’holoenzyme de l’ADN.

Question 34

quel region du sigma ouvre l’ADN?

Answer 34

region 2

Question 35

etape du complexe initial de transcription (3e etape de la transcription (initiation))

Answer 35

• L’ADN double brin passe entre les pinces β-β’
• Il est ouvert entre -11 et +3
• le brin codant sort par le canal NT (non template strand)
• le brin matrice
  traverse le canal T (template strand) dans lequel la transcription en ARN a lieu
• Finalement, le db de l’ADN est reconstitué en position -11 (dans l’enzyme)
• il y a polymerisation d’ARN mais l’ARN pol ne se deplace pas: elle reste prise au niveau du promoteur (vu que l’enzyme ne bouge pas, c’est plus l’ADN matrice et l’ADN codante qui vont se plier et vont etre compresse)
• a cette etape, des courts ARN sont produits (10nd et moins) et relaches
• pour poursuivre la transcription, il faut echapper au promoteur:il faut faire la transition vers le complexe ternaire stable

Question 36

etape 4 de la transcription

Answer 36

la transition vers le complexe ternaire stable

1. La sous-unité σ est aussi responsable des difficultés de l’ARN polymérase à
   entrer dans la phase d’élongation. Cette fois, c’est la région 3.2 de σ (entre 3
   et 4) qui se situe au coeur du canal de sortie de l’ARN. L’expulsion du 3.2 (ça
   prend quelques tentatives) permet le passage d’ARN naissant et cela est
   nécessaire pour produire des ARN plus long que 10 nd (chaque fois qu’on ajoute des ARN de moins de 10 nt, ca pousse la region sigma3-4 mais ca nous prend plusieurs pousse pour le deplacer):apres qu’on la deplace, on peut faire des ARN plus longs que 10nt, donc proprement faire la transcription et aller dans la phase d’elongations
2. En même temps, ce changement
   affaiblie la liaison de σ à la
   polymérase et il peut se
   dissocier. Cela aide l’ARN pol à
   rompre les interactions enzymepromoteur
   (s’échapper au
   promoteur) (le sigma au complet peut alors partir (pas garantie mais il peut partir))
3. L’élongation continue de la même façon que durant le complexe initial de
   transcription. Cette fois, 8-9 nd d’ARN restent appariés à l’ADN matrice et
   l’excédent se détache et sort de l’enzyme au fur et à mesure. La dimension de
   la bulle de transcription est toujours stable: lorsqu’une pb d’ADN est déroulée
   en avant, une pb est reformée en arrière

-Plusieurs facteurs protéiques participent dans la
transcription et aident l’ARN pol en la stimulant,
en l’aidant avec la correction hydrolytique ou en
permettant de reprendre son travail suit à un
arrêt (lorsque l’ARN pol rencontre certains types de
mutations sur l’ADN, elle devient bloquée et s’arrête)

Question 37

lors de l’elongation, pourquoi exactement 10 nd et plus?

Answer 37

La raison pourquoi la transcription s’arrête souvent à +10, c’est le fait que le canal de sortie d’ARN est bloqué et on ne peut pas ‘scruncher’ l’ARN, car il est lié au brin matrice (au lieu de plier un simple brin comme au début avec ADN, il faudrait plier un double brin ARN-ADN – cela est impossible). 10 nucléotides d’ARN correspondent à la longueur pouvant se trouver à l’intérieur de la transcriptase. L’ADN est ouvert sur environ 14 nucléotides à la fois, mais dans ce nombre, il faut compter ceux qui entrent dans le site catalytique et ceux qui ressortent – cela laisse environ 10 qui se trouvent ‘au milieu’ et qui peuvent être transcrits en ARN. Si on dépasse 10 nucléotides, il faut que l’ARN sorte de l’enzyme (l’enzyme ne peut pas accommoder plus que 10 au milieu).

Maintenant, comment l’enzyme se débarrasse des petits ARN? Chaque ARN produit pousse légèrement sur le sigma 3.2 : 1 coup/ARN. Éventuellement, le sigma 3.2 lâche prise. Je ne crois pas que les petits transcrits peuvent s’accumuler à l’intérieur de l’enzyme, car la place est plutôt limitée, ils ne peuvent pas non plus sortir par le canal d’ARN. Par contre, le fameux brin matrice ‘scrunché’ a causé une distorsion vers la gauche de l’enzyme. Ainsi, la sortie pour le brin matrice et le brin codant est probablement plus ouverte et permet l’échappement des petits ARN. L’autre option serait par le canal de l’entrée des rNTP ou de l’ADN double brin, mais je trouve que cela est moins probable, car ils sont situés à l’opposé.

Question 38

comment la fidelite des transcrit est augmente?

Answer 38

- Correction pyrophosphorolytique:
“Ctrl-Z” – le dernier nucléotide
ajouté est retiré en lui remettant son
groupement PPi perdu
- Correction hydrolytique : retour en
arrière et excision d’une séquence
de quelques nucléotides.

Question 39

qu’est qui se passe lorsquel ARN pol est bloquee?

Answer 39

Transcription-repair coupling factor est capable
à la fois d’enlever l’ARNpol et de recruter les
enzymes de réparation d’ADN Uvr A-B-C.
TRCF se lie à l’ADN en arrière de l’ARN pol, glisse
jusqu’à l’enzyme et la collision qui en suit
provoque soit une reprise des activités de l’ARN
pol soit son dissociation complet.

Question 40

terminaison intrinseque de la transcription chez procaryotes

Answer 40

1. La dernière séquence d’ADN à
   transcrire (à la fin du gène)
   contient 2 régions riches en GC
   et complémentaires entre eux (flèches jaunes) + une région de poly A (flèche bleue). Une foisqu’ils sont transcrits, la molécule
   d’ARN se plie et une tigeboucle se forme suivit d’une série de U
2. mecanisme suite a la transcription de 2 sequences G-C complementaires
3. Détachement prématuré de la 2ième séquence G-C du duplex ARN/ADN pour
   former la tige-boucle: elle était encore attachée à la matrice, mais les
   appariements ARN/ARN sont plus stables et donc favorisés.
4. Arrêt de la polymérisation (pause).
5. À présent, l’ARN n’est plus retenu au brin matrice que par les quelques U.
   L’hybridation U-A étant facilement rompue (interaction faible à 2 liens H),
   l’ARN peut être libéré du complexe de transcription.
6. L’ARN pol se détache également.

• ADN a sequence de A a la fin, quand on transcrit on a sequence de U: on a d’abord epingle qui derange enzyme, ensuite on a sequence de U qui sont attache a la matrice par 2 liens hydrogenes (region plus facile a detacher: attachement faible a cause d’une serie de U) en consequence: ARN se detache de l’enzyme
• lorsque je transcrit l’ARNm a partir de mon gene, de la matrice, je vais pouvoir faire une epingle: epingle fait quoi sur l’enzyme? d’habitude ARNm est colle a l’ADN matrice au debut et ensuite se detache: saif que la on va faire un epingle ARN-ARN: cet hybridation est plus stable que hybridation ARN-ADN: donc si il y a sequence ARN complementaire, celui ci va se detacher de la matrice et va s’apparier avec lui-meme(energetiquement favorable): une fois qu’on a epingle, votre enzyme 2 va etre en pause car on insere un truc bizarre au milieu de son site catalytique(comme mettre baton dans une roue)

Question 41

terminaison Rho-dependante de la transcription chez procaryotes

Answer 41

- Le facteur de terminaison Rho est un
hexamère (6 sous-unités) capable de
lier l’ARN simple brin sur une séquence
rut (rho utilisation). Il se déplace le long
de l’ARN en hydrolysant l’ATP comme
source d’énergie. Lorsqu’il rattrape la
polymérase, il cause la dissociation du
complexe d’élongation, et donc la
terminaison.
- rho se deplace plus vite que transcriptase alors va le rattraper eventuellement

Question 42

cest quoi les regions rut?

Answer 42

Ces régions sont longues d’env. 40 nt
et ne forment pas de structures
secondaires. Ils se situent après les
sites de terminaison de la traduction,
ce qui assure qu’elles soient libres de
ribosomes

Question 43

pourquoi sequence terminaison doit se situer apres le codon stop

Answer 43

pour ne pas etre cache par ribosome: puisqu’on est dans bacterie, on est directement dans le cytoplasme (pas de noyau), donc la transcription et la traduction se fait simultanement: des qu’on commence a transcrire ARNm, les ribozomes d’attachent dessus puis commencent a les traduire: les ribozomes qui travaillent sont des
grosses structures qui vont cacher ARNm