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Biologie moléculaire > 8. La transcription > Flashcards

8. La transcription Flashcards

1
Q

Quelles sont les similitudes entre la transcription et la réplication ?

A

Des enzymes synthétisent un nouveau brin d’acides nucléiques, complémentaire de son brin d’ADN matrice.

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2
Q

Est-ce que l’ARN polymérase a besoin d’amorce pour commencer la polymérisation ?

A

Non.

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3
Q

Est-ce que le brin d’ARN produit reste apparié à sa matrice d’ADN ? Expliquez.

A

Non, l’ARN polymérase détache le brin d’ARN nouvellement synthétisé quelques nucléotides en amont de sa position sur la matrice ADN.

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4
Q

Que permet le détachement précoce du brin d’ARN nouvellement synthétisé ?

A
  1. Permet à d’autres ARN polymérases de transcrire le même gène avant que la première réaction de transciption soit achevée.
  2. Permet aux deux brins de l’ADN de reformer la double hélice.
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5
Q

Entre la transcription et la réplication, lequel est le plus fidèle ?

A

La réplication : fait 1 erreur sur 10 000 000 au lieu de 1 sur 10 000.

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6
Q

Que copie la transcription ?

A

Des petites portions du génome, chacune en petite, grande ou très grande quantité.

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7
Q

Donnez la caractéristique principale de l’ARN polymérase des bactéries.

A

Une ARN polymérase généraliste.

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8
Q

Donnez les caractéristiques principales des ARN polymérases des eucaryotes.

A

3 enzyme spécialisées.

  • ARNP 2 : gène codant pour des protéines.
  • ARNP 1 : gènes codant pour des grands ARNr.
  • ARNP 3 : gènes codant pour des petits ARN.
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9
Q

Que contient la structure de la polymérase bactérienne, et quels sont les homologues eucaryotes de ces structures ?

A
  • Bétâ et bétâ’ : RPB2 RPB1.
  • Alpha’ et alpha’’ : RPB3 et RPB11.
  • Oméga : RPB6.
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10
Q

Quels sont les différences ou les ressemblances entre les structures des ARN polymérases bactériennes et eucaryotes ?

A
  • Même strucutre interne près du site actif : même substrat.

- Différentes structures externes : intéractions avec d’autres protéines différentes.

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11
Q

Quelle est la forme commune de l’ARN polymérase ?

A
  • Pince de crabe est le site actif (bétâ et bétâ’ ; RPB2 et RPB1).
  • Le site actif contient 1 seul ion Mg2+.
  • Le 2e ion Mg2+ intéragit avec le ribonuléotide entrant puis relâché avec le pyrophosphate.
  • 5 canaux différents.
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12
Q

Que permettent de défiler les 5 canaux différents ?

A
  • Les brins d’ADN : 1 entrée et 2 sorties.
  • Le brin d’ARN : 1 sortie.
  • Les ribonucléotides : 1 entrée.
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13
Q

Quelles sont les trois étapes de la transcription ?

A

Initiation, élongation et terminaison.

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14
Q

Quelles sont les trois étapes de l’initiation ?

A
  1. Liaison de l’ARN polymérase au promoteur.
  2. Changement de conformation du complexe promoteur-ARN polymérase.
  3. Séparation des 2 brins de l’ADN.
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15
Q

Que détermine le choix de promoteur ?

A

Le fragment d’ADN à transcrire.

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16
Q

L’élongation commence quand ?

A

Après la synthèse d’un décamère d’ARN : l’ARN polymérase rompt ses interactions avec le promoteur.

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17
Q

Quelles sont les 4 tâches de l’ARN polymérase lors de l’élongation ?

A
  1. Séparation des 2 brins d’ADN devant elle.
  2. Dissociation du brin d’ARN de sa matrice ADN à mesure de sa synthèse.
  3. Réunion des 2 brins d’ADN derrière elle.
  4. Correction des erreurs.
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18
Q

Que se passe-t-il à la terminaison ?

A

Dissociation de l’ARN et de l’ARN polymérase grâce à des signaux codés à l’intérieur de la séquence ARN, à la suite de la région codant la protéine.

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19
Q

Que peut faire l’ARN polymérase bactérienne IN VITRO ?

A

Peut transcrire n’importe quel fragment d’ADN, est non spécifique aux séquences.

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20
Q

IN VIVO, la transcription par l’ARN polymérase bactérienne est permise par quoi ?

A

Seule la transcription à ârtir de régions promotrices est permise par le facteur d’initiation sigma.

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21
Q

Quel complexe est formé par le facteur d’initation sigma ?

A

Complexe ARN polymérase-Facteur sigma.

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22
Q

Qu’induit le facteur d’initation sigma ?

A

Le changement de la conformation du coeur de l’ARN polymérase.

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23
Q

Qu’est-ce qui défini le sens de la réplication chez E. coli ?

A

La liaison du complexe ARN polymérase-Facteur sigma au promoteur.

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24
Q

Qu’est-ce qui augment l’affinité pour l’ARN polymérase ?

A

Plus les séquences -35 et -10 sont semblables à leurs consensus respectifs, plus le pouvoir transcriptionnel est fort.

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25
Q

Que fait l’élément UP ?

A

Augmente l’affinité de l’ARN polymérase pour le promoteur en ajoutant 1 site de liaison, les ARN ribosomiques.

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26
Q

Que fait l’extension de la séquence -10 ?

A

L’absence de séquence -35 est compensée par une extension de la séquence -10. Cette extension fournit 1 contact supplémentaire (le galactosidase).

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27
Q

Que fait la séquence discriminatrice ?

A

Elle modifie l’affinité entre l’ARN polymérase et le promoteur du gène.

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28
Q

Quelles sont les 4 régions de la sous-unité sigma ?

A

sigma1, sigma2, sigma3 et sigma4.

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29
Q

Que font sigma2 et sigma4 ?

A

Reconnaissent spécifiquement les séquences -10 et -35 respectivement.

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30
Q

Ou s’insèrent les deux hélices de sigma4 ?

A
  • Dans le sillon majeur pour se lier avec la région -35.

- Au squelette sucre-phosphate.

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31
Q

Que font les acides aminés aromatiques de la région -10 ?

A

Ils intéragissent avec les bases du brin non transcrit à la manière des SSBs.

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32
Q

Par quoi sont reconnus l’extension de la région -10 et le discriminateur ?

A
  • Par une hélice alpha de sigma3.

- Par sigma1.2.

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33
Q

L’élément UP est reconnu par quoi ?

A

Par le domaine carboxy-terminal de la sous-unité alpha de l’ARN polymérase (alphaCTD).

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34
Q

À quoi est connecté de domaine carboxy-terminal ?

A

Au alphaNTD de l’ARN polymérase par une tige de liaison flexible.

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35
Q

Ou est situé le facteur d’initiation sigma et que permet cette position ?

A

Est positionné à l’intérieur de l’holoenzyme (ARN polymérase) afin de pouvoir différencier de nombreux promoteurs.

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36
Q

Que se passe-t-il lorsque le complexe est fermé ?

A
  • L’ARN polymérase-sigma est liée à l’ADN double brin.
  • Réaction réversible car la conformation de l’enzym est instable.
  • Le complexe ARN polymérase-sigma70 peut aussi bien se dissocier du promoteur que faire la transition vers le complexe ouvert.
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37
Q

Qu’est-ce que l’isomérisation ?

A

Transition du complexe fermé vers le complexe ouvert.

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38
Q

Ou on lieu les changements structurels de l’ARN polymérase et du promoteur lors de l’ouverture du complexe ?

A

Entre les positions -11 et +3 du site de départ de la transcription (sigma2).

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39
Q

Est-ce que l’isomérisation est réversible ? Expliquez.

A

Non, car la réaction ne nécessite pas d’hydrolyse d’ATP, mais résulte de l’acquisition d’une conformation énergétiquement plus stable du complexe ADN-enzymeé

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40
Q

Quelles sont les 2 entrées ?

A
  • ADN double brin.

- Ribonucléotides.

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41
Q

Quelles sont les 3 sorties ?

A
  • Brin ADN non transcrit.
  • Brin ADN transcrit.
  • Brin ARN.
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42
Q

Qu’est-ce qui se passe dans le site actif avec les canaux ?

A
  • Séparation des brins à la position +3.
  • Sortie précoce du NT.
  • Synthèse ARN.
  • La double hélice se reforme à la position -11.
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43
Q

Quels sont les deux changements de conformation du site actif ?

A
  1. Pinces bétâ et bétâ’ se referment autour de l’ADN entrant.
  2. Changement de la position aminoterminale de la sous-unité sigma1.1 : se retire du site actif pour permettre à l’ADN entrant de défiler.
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44
Q

Pourquoi dit-on que la ous-unité sigma1.1 mime l’ADN ?

A

Car elle est chargée négativement.

45
Q

Il est nécessaire que le premier ribonucléotide fasse quoi pour que l’ARN polymérase puisse synthétiser un nouveau brin d’acides nucléiques ?

A
  1. Solidement maintenu au site actif de l’ARN polymérase.

2. Apparié avec son nucléotide complémentaire sur le brin matrice, en attendant le ribonucléotide suivant.

46
Q

La plupart des transcrits commencent avec quelle base ?

A

Adénine.

47
Q

Quelles sont les deux rôles importants de la région sigma3.2 ?

A
  1. Stabilisation des 2 premiers ribonucléotides.

2. Mimer l’ARN à son canal de sortie.

48
Q

Qu’est-ce que l’initiation abortive ?

A

Synthèse de fragments courts d’au maximum 9 ribonucléotides qui sont ensuite relâchés.

49
Q

Quelle est l’hypothèse la plus vraisemblable de l’initiation ?

A

L’ARN polymérase est stationnaire et aspire l’ADN vers elle.

50
Q

Que fait la région sigma3.2 lorsque la taille du fragment synthétisé excède 10 ribonucléotides ?

A

Elle libère le canal de sortie de l’ARN.

51
Q

Quelles sont les deux caractéristiques de l’ARN polymérase lors de la phase d’élongation ?

A
  1. Très processive.

2. Corrige ses erreurs.

52
Q

Quelles sont les étapes d’élongation au site actif ?

A
  1. Séparation des brins une base avant la cavité de l’enzyme.
  2. Sortie précoce du brin non transcrit.
  3. Synthèse d’ARN.
  4. Reformation de la doubl hélice une base après la cavité de l’enzyme.
53
Q

Quelles sont les deux fonctions correctrices au site actif de l’élongation ?

A
  1. Correction pyrophosphorolytique.

2. Correction hydrolytique.

54
Q

Qu’est-ce que la correction pyrophosphorolytique ?

A

Le site catalytique est utilisé en mode inversé pour reformer le ribonucléotide tri-phosphate (ajoute un pyrophosphate).

55
Q

Qu’est-ce que la correction hydrolytique ?

A

La polymérase recule d’1 ou plusieurs nucléotides et coupe le fragment correspondant.

56
Q

Que déclenchent les séquences de terminaison ?

A
  1. Le retrait de l’ARN polymérase.

2. Le largage du brin transcrit.

57
Q

Quels sont les deux types de séquences de terminaison chez les bactéries ?

A

Rho-dépendantes et Rho-indépendantes.

58
Q

Quelles sont les caractéristiques des séquences de terminaison Rho-dépendantes ?

A
  • Possèdent des sites rut sur leurs transcrits qui intéragissent avec la protéine Rho.
  • La protéine Rho est un hexamère qui se lie à l’ARN à sa sortie de la polymérase.
  • Rho utilise son activité ATPase pour induire la terminaison.
59
Q

Donnez des caractéristiques des sites rut.

A
  • 40 bases.
  • Enrichis en cytosines.
  • Ne forment pas de structures secondaires.
60
Q

Ou est-ce que les protéines Rho se lient ?

A

Sur des régions non traduites en aval, et non aux ARNs en cours de traduction.

61
Q

Quel est un autre nom pour les séquences de terminaison Rho-indépendantes ?

A

Séquences de terminaison intrinsèques.

62
Q

Quels sont les deux éléments qui forment les séquences de terminaison Rho-indépendantes ?

A
  • Une séquences répétée et inversée de 20 bases.

- Suivie d’une région de 8 appariements A : T.

63
Q

Que font les séquences de terminaison Rho-indépendantes après la transcription ?

A

Forment une structure secondaire en épingle à cheveux qui provoque la terminaison.

64
Q

Combien y a-t-il de facteurs d’initiations chez les bactéries et eucaryotes ?

A
  • Bactéries : 1 (complexe sigma).

- Eucaryotes : 7 (complexe général des facteurs de transcription ou CGFT).

65
Q

Quels sont les 4 éléments principaux des promoteurs eucaryotes ?

A
  1. BRE : site de reconnaissance de TFIIB.
  2. Boite TATA : site de transformation du complexe de pré-initiation de la transcription (CPI).
  3. Inr : élément initiateur.
  4. DCE, DPE : éléments en aval.
66
Q

Expliquez les proportions de promoteurs naturels chez les eucaryotes.

A
  • Ils possèdent soit une boite TATA ou un élément DPE.

- Inr est l’élément le plus courant, présent soit avec une boite TATA ou un élément DPE.

67
Q

Quel est le pourcentage de boites TATA dans les promoteurs naturels des eucaryotes ?

A

10-16 %.

68
Q

Quelles séquences sont nécessaires pour flanquer la région promotrice des eucaryotes ?

A

Les amplificateurs et isolateurs.

69
Q

Que font les amplificateurs et les isolateurs ?

A

Ces séquences régulatrices sont proches ou éloignée de plusieurs centaines de kilobases du promoteur.

70
Q

Ou se forme le complexe de pré-initiation ?

A

Sur la boite TATA.

71
Q

Quelles sont les deux étapes du début de la séquence d’assmblage ?

A
  1. TF2D reconnaît la boite TATA.

2. Sa s.u. TBP se lie à la séquence de la boite TATA.

72
Q

Que permet le complexe TBP-ADN ?

A

Le recrutement d’autres facteurs de transcription ainsi que l’ARN polymérase sur le promoteur pour effectuer la première transition.

73
Q

Quelles sont les prochaines étapes de la séquence d’assemblage du complexe de pré-initiation ?

A
  1. TF2A, TF2B, TF2F.
  2. TF2E et TF2H (hélicase).
  3. Séparation des brins au promoteur (hydrolyse d’ATP).
74
Q

Qu’assure la première transition ?

A
  • Recrutement des facteurs généraux de transcription (CGFT).

- Recrutement de l’ARN polymérase sur le promoteur.

75
Q

Que fait TBP ?

A

Courbe l’ADN à 80 degrés et force l’ouverture du sillon mineur, grâce à l’insertion de son feuillet bétâ.

76
Q

Expliquez pourquoi le mécanisme de la première transition en inhabituel ?

A

Généralement, les protéines de liaison à l’ADN reconnaissent une séquence en sondant le sillon majeur avec une hélice alpha.

77
Q

La deuxième transition se fait entre quoi et quoi ?

A

Du complexe de pré-initiation (CPI) au complexe d’initiation (CI).

78
Q

La troisième transition se fait entre quoi et quoi ?

A

Du complexe d’initiation (CI) au complexe de d’élongation (CE).

79
Q

Que se passe-t-il à la deuxième transition ?

A
  • Séparation des brins grâce à une activité hélicase.
  • Transition du coplexe fermé vers le complexe ouvert.
  • Synthèse et rejet de plusieurs transcrits écourtés : initiation abortive.
80
Q

Que se passe-t-il à la troisième transition ?

A

L’ARN polymérase doit s’affranchir du complexe d’initiation pour échapper au promoteur : complexe d’élongation.

81
Q

Comment est-ce que la polymérase s’affranchit du complexe d’initiation ?

A

En phosphorylant une série de répétitions d’un motif conservé sur sa queue carboxyterminale.

82
Q

Donnez deux autres rôles des facteurs de transcription.

A
  1. Assurent le sens de la transcription.

2. Assurent la formation des complexes de pré-initiation et d’initiation.

83
Q

Qu’est-ce que TF2B ?

A

Polypeptide simple, se lie au complexe TBP-ADN par des contacts spécifiques TF2B-TBP et TF2B-ADN.

84
Q

Avec quoi TF2B fait des intéractions spécifiques ?

A
  1. Le sillon majeur de BRE.

2. Le sillon mineur en aval de la boite TATA.

85
Q

Que signifie l’assymétrie de l’assemblage de TF2B avec le complexe TBP-ADN ?

A
  1. Détermine le sens de la transcription.

2. Met l’ARN polymérase en contact avec le complexe (TF2D-TBP)-ADN.

86
Q

Pourquoi est-ce que TF2F s’associe à la polymérase ?

A
  1. Permettre son recrutement au promoteur.
  2. Stabiliser le complexe ADN-TBP-TF2B.
  3. Recruter TF2E et TF2H.
    - Stimuler également l’élongation.
87
Q

Que fait TF2E ?

A

Recrute et régule TF2H.

88
Q

Que contient TF2H ?

A

Gros complexe protéique de 10 s.u., dont 2 hélicases/ATPase et 1 kinase.

89
Q

Que fait TF2H ?

A

Contrôle la transition du complexe d’initiation au complexe d’élongation, nécessite l’hydrolyse de 2 ATP et la phosphorylation de la QCT de l’ARN pol.

90
Q

Que fait le complexe HAT ?

A
  • Participe au recrutement de l’ARN polymérase 2 en facilitant son accès au promoteur.
  • Modifie les queues n-terminales des histones et permet la liaison d’activateurs transcriptionnels à l’ADN.
91
Q

Que fait le complexe de médiation ?

A
  • S’associe avec la queue carboxy-terminale de l’ARN pol tout en interagissant physiquement avec les facteirs d’activation liés à l’ADN et l’ARN pol.
  • Permet aux activateurs transcriptionnels de transmettre leur message à l’ARN pol.
92
Q

Après sa dissociation avec le promoteur, que recrute l’ARN pol 2 ?

A
  1. 2 facteurs d’élongation (TF2S et hSPT5).

2. Des facteurs de maturation (FSC et FSCP).

93
Q

Parlez des états de phosphorylation de l’ARN pol 2.

A
  • L’ARN pol 2 est hypo-phosphorylée lors de son recrutement au promoteur.
  • Elle est ensuite hyper-phosphorylée pendant la phase d’élongation.
94
Q

Que favorisent les différents états de phosphorylation de l’ARN pol 2 ?

A

Favorisent la substitution des facteurs d’initiation par ceux de l’élongation puis par ceux de la maturation.

95
Q

Quelle est la taille de QCT et ou se situe-t-elle ?

A
  • Environ 80 nm, 7 fois la taille de l’ARN pol 2.

- Se situe à proximité du canal de sortie de l’ARN nouvellement synthétisé.

96
Q

Quelles parties de la qct sont activés ?

A

L’élongation par phosphorylation des sérines 5 (par TF2H) puis des sérines 2 (par la kinase P-TEFb).

97
Q

L’activation de la qct est spécifique à quoi et pourquoi ?

A
  • Spécifique au promoteur.

- Car elle est induite par des activateurs transcriptionnels qui n’interagissent qu’avec le promoteur.

98
Q

Quels sont les deux r[oles de P-TEFb ?

A
  1. Phosphorylation des facteurs inhibiteurs de l’élongation : DSIF et NELF.
  2. Activation de 2 autres facteurs d’élongation : hSPT5 et TAT-SF1.
99
Q

Quels sont les autres facteurs impliqués dans le maintient de l’élongation ?

A
  • Protéines ELL : activent la pol 2, sinon elle reste en veille.
  • TF2F.
100
Q

Que fait TF2S ?

A
  1. Empêche la mise en veille de l’ARN pol2, qui est séquence dépendante.
  2. Corrige les erreurs : stimule l’activité RNase de Pol 2 qui est indépendante du site actif.
101
Q

Quels sont les facteurs impliqué dans plusieurs phases ?

A
  • hSPT5 : recrute également l’enzyme de coiffage en 5’ sur la qct de l’ARN pol 2.
  • TAT-SF1 : recrute des composants de la machinerie d’épissage sur l’ARN pol 2.
102
Q

Que permet l’ajout d’une guanine méthylée en 5’ de l’ARN ?

A
  • Permet une liaison 5’-5’ grâce à 3 phosphates.

- . Protège l’ARN des 5’-ribonucléotides.

103
Q

Que se passe-t-il lorsqu’on ajoute une guanine méthylée ?

A
  1. Retrait du phosphate gama en 5’ de l’ARN dès la sortie de l’ARN pol 2.
  2. La guanyltransférase liée à la GTPalphabétâgama lui retire son pyrophosphate pour générer une GMPalpha.
  3. La GMPalpha est alors transférée au phosphate bétâ du 1er nucléotide en 5’ de l’ARN.
  4. La guanine nouvellement ajoutée reçoit un groupe méthyle en C7.
104
Q

Qu’est-ce qui est responsable de la dissociation de la machinerie de coiffage ?

A

La déphosphorylation des sérines 5 sur la qct.

105
Q

Que recrute la qct dans le dernier stade de maturation de l’ARN ?

A
  • FSCP : facteur spécifique de clivage et de polyadénylation.
  • FSC : facteur de stimulation de clivage.
106
Q

Que se passe-t-il après le clivage du trancrit ?

A
  • La poly-a-polymérase (PAP) est recrutée en 3’ pour ajouter environ 200 adénines.
  • La PAP ajoute les adénines (ATP) comme l’ARN pol 2 sans matrice.
107
Q

Quel est le précurseur de PAP ?

A

Mg-ATP.

108
Q

Quels transcrits reçoivent des queues poly-a ?

A

Seuls ceux de pol 2.

Biologie moléculaire (12 decks)

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