5.4 Chez les procaryotes Flashcards
chez prokaryote, cest cb d’enzyme transcriptase qui fait la transcription?
1 enzyme transcriptase
la transcriptase dans prokaryote s’attache ou?
s’attache a differents facteurs sigma (cest les facteurs sigma qui reconnaissent les promoteurs)
cest quoi qui reconnait les promoteurs?
les facteurs sigma
pourquoi transcriptase par elle-meme a peu de chance de se coller sur un promoteur?
car il n’y a pas vrm de systeme de reconnaissance
qu’est ce qui peut initier la transcription n’importe ou sur l’ADN?
le “coeur” de l’ARN polymerase
l’ARN pol associee a sigma forme quoi?
holoenzyme
quel est le facteur sigma le plus repandu chez E. coli?
facteur sigma70
souvent le promoteur est nomme selon quoi?
selon le type de sigma qui le reconnait
vrai ou faux? chaque facteur sigma peut reconnaitre 1 seul promoteur
FAUX: facteur sigma reste pareille mais est capable de reconnaitre une variete de promoteur (mais pas la meme efficacite)
sigma70 reconnait quel promoteurs?
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
vrai ou faux? il existe plusieurs promoteurs sigma 70
vrai
comment on peut determiner une sequence optimale de promoteur?
Il existe plusieurs promoteurs σ70.
En les comparant ensemble, il est
possible de déterminer une séquence consensus qui représente
une séquence optimale.
ca signifie quoi lorsqu’un promoteur s’approche du consensus?
il est plus fort
la sequence consensus permet quoi?
- lier l’ARNpol (directement ou indirectement à travers d’autres protéines),
- ouvrir l’ADN (regardez la séquence riche en ‘TA’ en -10…justement cette position est très proche du site de début de la transcription)
- échapper au promoteur (il ne faut pas se lier TROP fortement avec l’ARNpol)
- lier l’ARNpol (directement ou indirectement à travers d’autres protéines),
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!
pourquoi tous les promoteurs ne possedent pas la sequence consensus?
- 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.
cest quoi sequence consensus ?
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
ajouts supplementaires possibles sur sigma70
- 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
element UP sur promoteur sigma70 fait quoi?
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)
discriminateur sur promoteur sigma 70 fait quoi?
un discriminateur situé après -10 aide à stabiliser l’enzyme sur le promoteur
extension sur promoteur sigma 70 fiat quoi?
une extension -10 remplace parfois le -35
le promoteur sigma70 hypothetique le plus fort possede quoi?
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.
sequence consensus pour region -35
TTGACA
sequence consensus pour region -10
TATAAT
la sous-unite sigma est divisee en combien de regions?
4
region 1 de la sous unite sigma fait quoi?
reconnait le discriminateur et participe dans l’isomérisation
region 2 de la sous unite sigma fait quoi?
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
region 3 de la sous unite sigma fait quoi?
reconnait l’extension -10
region 4 de la sous unite sigma fait quoi?
reconnait le -35 avec un motif helix-turn-helix (ce motif est
souvent utilisé par les protéines liant l’ADN)
elemente UP est reconnu par quoi?
la sous-unite alpha du coeur de l’enzyme
vrai ou faux? quand la transcriptase arrive avec le sigma sur le promoteur, elle ouvre directement l’ADN
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
La région 4 de σ70 lie la séquence -35 du promoteur σ70 via quoi?
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)
etapes de la transcription chez les procaryotes
- liaison au promoteur (complexe ferme)
- l’isomerisation (complexe ouvert)
- le complexe initial de transcription
fin de l’initiation - transition vers le complexe ternaire stable
- la fin intrinseque ou Rho dependante
etapes de l’isomerisation (2e etape de la transcription dans prokaryotes(initiation))
- 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 - les pinces (ββ’) se resserrent
sur l’ADN db devant l’enzyme (“mordre” l’ADN pour permettre meilleur stabilisation) - 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) - 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.
quel region du sigma ouvre l’ADN?
region 2
etape du complexe initial de transcription (3e etape de la transcription (initiation))
- 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
etape 4 de la transcription
la transition vers le complexe ternaire stable
- 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 - 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)) - 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)
lors de l’elongation, pourquoi exactement 10 nd et plus?
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.
comment la fidelite des transcrit est augmente?
- 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.
qu’est qui se passe lorsquel ARN pol est bloquee?
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.
terminaison intrinseque de la transcription chez procaryotes
- 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 - mecanisme suite a la transcription de 2 sequences G-C complementaires
- 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. - Arrêt de la polymérisation (pause).
- 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. - 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)
terminaison Rho-dependante de la transcription chez procaryotes
- 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
cest quoi les regions rut?
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
pourquoi sequence terminaison doit se situer apres le codon stop
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
