9. Régulation de la transcription chez les eucaryotes Flashcards
1
Q
L’étape la plus sensible à la régulation
A
l’initiation de la transcription
2
Q
Vrai ou faux. Chez les eucaryotes, les protéines régulatrices sont des répresseurs et des activateurs de la transcription.
A
Vrai
3
Q
caractéristiques additionnelles des cellules et des gènes eucaryotes qui complexifient la régulation de la transcription
A
LES NUCLÉOSOMES ET LES MODIFICATEURS DE LA CHROMATINE
PLUS DE RÉGULATEURS ET DE PLUS GRANDES SÉQUENCES RÉGULATRICES
VASTE INTÉGRATION DE SIGNAUX
4
Q
Proximité des séquences régulatrices et des promoteurs chez les eucaryotes
A
Éloignés
5
Q
promoteurs eucaryotes
A
Strictes : prom basal
Complet : prom distal (enhancer, isolateur), prom proximal, prom basal
6
Q
Promoteur basal
A
Prom où se lie ARN pol
7
Q
Enhancer
A
Amplificateur
- Séquence d’ADN qui fixe des facteurs régulateurs de transcription -> augmenter la transcription
- Les enhancers peuvent agir à une grande distance des gènes
8
Q
Isolateur
A
Situé entre un enhancer et un promoteur, un isolateur inhibe l’activation du gène induite par l’activateur
9
Q
Vrai ou faux. Les sites de liaison des régulateurs de transcription sont distribués de manière homogène dans le promoteur.
A
Faux, pas nécessairement
10
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T
A
- L’analyse par délétion ou ajout de séquences régulatrice permet de mieux
comprendre leur fonction et de les délimiter. - Régule le moment de la floraison
- Exprimé dans les feuilles en fonction de la luminosité et de la T°
11
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T : promoteurs
A
C : distal
B : proximal
A : basal
12
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T : Promoteur sauvage
A
Vaisseaux vascularisés à l’extrémité de la feuille
13
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T : Sans boîte C
A
Pas de coloration
14
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T : Sans boîte ID/B
A
Coloration uniforme
15
Q
Exemple du promoteur de Flowering Locus T : Sans boîte A
A
Pas de coloration
16
Q
gènes rapporteurs déf
A
gène qui code une protéine dont la présence se mesure facilement
17
Q
Mêmes séquences régulatrices pour deux gènes (ex : sauvage et rapporteur)
A
Même régulation de la transcription
18
Q
gènes rapporteurs critères
A
- étranger au génome de l’organisme modifié.
- précise
- quantifiable afin de mesurer l’activité du promoteur
19
Q
Vrai ou faux. Très souvent le gène rapporteur est une enzyme dont il est facile de mesurer l’activité
A
Vrai
20
Q
Exemple du gène rapporteur Gus (régulation transcription eucaryotes)
A
- bêta-glucuronidase (Enzyme)
- Gène rapporteur Gus
- BG + Substrat -> composé bleu
- Observe fleur pas normalement bleue : + foncé => + expression
21
Q
Exemple de la Luciférase (régulation transcription eucaryotes)
A
- Luciférase : fluorescence à la lumière
- Facilement quantifiable : niveau d’activité
- Permet d’analyser l’impact des séquences régulatrices
22
Q
Exemple de gènes marqueurs
A
- Gus
- Luciférase
- bêta galactosidase (LacZ)
23
Q
Protéine de fusion
A
- d’ajouter un marqueur à une protéine
- même région régulatrice
- production de fluorescence ou reconnaissance par un anticorps
24
Q
Domaines activateurs
A
- surfaces adhésives
- définies par AA
- recruter indirectement la pol à travers le complexe médiateur ou des facteurs généraux de la transcription
- recruter des facteurs modificateurs des histones qui altèrent la chromatine pour permettre l’accès à l’ADN.
25
Vrai ou faux. Les activateurs agissent généralement directement sur l’ARN pol.
Faux, rarement
26
Répresseurs
Interférer avec les activateurs
Interagir avec le complexe d’initiation et inhiber la transcription
Compacter la chromatine et rendre les gènes inaccessibles
27
Éléments isolateurs
- séquences précises auxquelles s'associent des isolateurs, soit des protéines de liaison à l’ADN qui collaborent en domaines transcriptionnels distincts
- Dirigent l'activation ou la répression de la transcription
- mur
28
Isolateur mammifères
CCCTC-binding factor
| Affecte plusieurs régions du génome
29
Vrai ou faux. Il y a généralement un isolateur connu par espèce.
Faux. D’autres espèces présentent une plus grande variété d’isolateurs connus
30
Fonctionnement isolateurs
- Présence isolateur modifie prot mod histone : Garde région ouverte -> transcription possible
- Méthode classique : à distance
- Isolateur mod conformation 3D ADN
- normale : E (amplificateur) peut agir sur P1 et P2
- isolateur : Boucle -> P1 inaccessible
31
Qu'est-ce qui régule l'accès au promoteur dans la méthode classique du fonctionnement des isolateurs?
position + type boucle (1 isolateur)
32
Protéines régulatrices
- domaines de liaison à l'ADN
- domaines activateurs
- répresseurs
- éléments isolateurs
33
État de la chromatine (régulation transcr euC)
- Les nucléosomes
34
nucléosomes (régulation transcr euC)
La modification des histones régule la transcription.
- CH3 -> répression de la transcription : recrute des protéines responsables de la formation d’hétérochromatine
- acétyle ou du P -> neutralise la charge (+) -> interagit moins bienavec l’ADN
35
L’acétylation des histones
L’addition d’un groupement acétyle
- histone acétyltransférases
- le promoteur devient accessible et la transcription peut débuter.
- recrutement de facteurs : site de liaison pour des protéines contenant des bromodomaines.
36
bromodomaine
motif de 4 hélices α capable de s’attacher sur les histones acétylées.
37
Vrai ou faux. Une des sous-unités de TFIID contient un bromodomaine.
Vrai
38
Complexes remodeleurs de la chromatine
```
- Recrutés par
les facteursde transcription
les queues N-terminales des histones
- besoin de l’ATP
- nucléosomes tenus par liens H : transférés ou glissement
```
39
Méthylation de l’ADN
- Souvent l’ADN des régions hétérochromatiques
- Les séquences méthylées sont reconnues
* Processus d’extinction de gènes
* Le phénomène d’empreinte génétique ("imprinting")
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Processus d’extinction de gènes
gènes silencieux par méthylation de l’ADN de leur région promotrice
- méthylation de l'ADN maintenues -> influencent la lignée : méthylases reconnaissent ADN mi-méthylés et ajoutent un groupement méthyle au brin complémentaire
- formation des gamètes -> méthylation retirées
41
Que sont habituellement les nucléotides méthylés?
cytosines contenus dans CpG
42
Le phénomène d’empreinte génétique ("imprinting") déf
une des deux copies est gardée silencieuse par la méthylation.
43
Exemple du phénomène d’empreinte génétique ("imprinting")
- Les gènes Igf2 et H19 : même activateuret séparés par un isolateur
- H19 : la copie maternelle est allumée et la copie paternelle éteinte.
- Igf2 : la copie paternelle est allumée et la copie maternelle éteinte.
- L’état de méthylation sur l’isolateur + l’enhancer active la transcription de Igf2 seulement.
44
coordination de l’expression génique déf
des gènes sous le contrôle de multiples éléments : contrôle combinatoire et intégration du signal
45
Exemple de coordination de l’expression génique
```
La levure
- Cellules sous trois formes
- Diploïdes : fusion -> Ne pas produire gènes spécifiques cellule haploïde : les réprimer + contrôle (combinatoire et intégration) -> complexe de répression
- Haploïdes (pas gamètes) :
*a : a1 et a2
* alpha : alpha2 et alpha1
+ Ste12 et MCM1 tjr exprimé
- Différencié par phéromones
```
46
Contrôle combinatoire def
Des groupes de gènes peuvent être sous le contrôle d’un même élément en plus d’avoir une régulation spécifique pour chacun d’entre eux.
47
Contrôle combinatoire ex
Les gènes de la globine sont regroupés
- Chacun n’est exprimé qu’à un moment du développement
- Tous sont sous le contrôle de la région LCR (locus control region)
- dérouler localement la chromatine
48
Locus
- eucaryote
| - emplacement sur un chromosome.
49
Opéron
- procaryote
| - gènes qui opèrent un même promoteur.
50
chaîne régulatrice déf/possibilités
ensemble
La liaison des facteurs A et B peut être coopérative
La liaison de A et B forme un site de recrutement
La liaison du facteur A -> recrutement de facteurs remodelant l’ADN
La liaison du facteur A peut directement modifier la chromatine et rendre le site B accessible.
51
chaîne régulatrice ex
Contrôle du gène HO chez S. cerevisiae.
- Le gène HO ne s’exprime que lorsque la levure bourgeonne, et seulement chez la cellule mère.
- sous le contrôle des protéines précises
- protéine précise recrute un complexe de remodelage de la chromatine.
52
Voies de signalisation
molécules signaux régulent transcription
| ex : activation de Ras par EGF et la voie MAPK.
53
signaux hydrophiles
récepteurs membranaires
54
signaux hydrophobes
récepteurs nucléaires.
55
récepteurs de TGFβ méc
activation de Ras par EGF
- activation TGFβ -> expression gènes sous le contrôle des séquences SBE : liaison du TGFβ -> l’agrégation des récepteurs TGFβ, qui sont des kinases -> se phosphorylent -> phosphorylent Smad3 -> Smad3-P change de configuration -> se lie avec Smad4 + révèle un signal d’importation nucléaire (NLS) -> Le complexe est importé au noyau -> activateur de la transcription de gènes portant des éléments SBE
56
Structure des récepteurs de TGFβ
- Ligands se lient à domaine transmembranaire
- Se dimérisent
- Phosphorylisent
- Activation vds Ras-MAPK
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Activation de Ras
- RTK activé
- GRB2 = «pont»
- Sos = GEF : échange du GDP pour une GTP -> active Ras
58
cascade MAPK
L’activation de Ras -> l’activation de la voie MAPK : série de phosphorylations successives, chacune activant une kinase capable à son tour de phosphoryler => Passer du cytoplasme au noyau (Ras relié à membrane) : dernière étape
1-Phosphoryle et active p90
2-MAPK et p90 pénètrent dans le noyau. p90 phosphoryle et active SRF (serumresponsive factor).
3-2 SRF et un TCF forment un complexe trimèrique
59
récepteurs d’hormones stéroïdiennes
- hormones stéroïdiennes : composlés liposolubles qui peuvent influencer directement les récepteurs nucléaires en passant directement à travers la membrane.
- récepteurs nucléaires : facteurs de transcription
60
Vrai ou faux. Le domaine de liaison à l’hormone, qui est un domaine activateur de la transcription, peut agir comme répresseur en absence de son hormone.
Vrai
61
récepteurs nucléaires hétérodimériques
- localisés dans le noyau
- En absence de leur hormone, ils se lient à l’ADN et agissent comme répresseurs.
- Lorsque leur hormone est présente, ils activent la transcription.
62
récepteurs nucléaires homodimériques
- dans le cytoplasme en l’absence de leur hormone
- liaison de l’hormone -> translocation du complexe à l’intérieur du noyau -> récepteur peut se lier à l’ADN et induire la transcription de gènes
63
Régulation par l'ARN
- structures secondaires au niveau des ARN : recrutement
| - ARN courts
64
Régulation par l'ARN court
extinction d'expression
en inhibant la traduction de l’ARNm
destruction de l’ARNm
en réprimant le promoteur du gène
65
Types d'ARN régulants
- ARN interférant (ARNi)
| - Les microARNs(miARN)
66
ARN interférant (ARNi)
- produits à partir d’ARN double brin
- Dicer : RNase mettent les ARN double brin en fragments
- pris en charge par RISC : dénature l’ARN pour produire simple brin -> active RISC -> le dirige vers l’ARNm complémentaire à l’ARNi
RISC peut agir aussi dans le noyau en remodelant la chromatine.
9.6 La régulation par l’ARN
A. ARN interférant (ARNi
67
Vrai ou faux. RISC peut remodeler la chromatine.
Vrai
68
Les microARNs(miARN)
- petits ARN non codants qui régulent en induisant la dégradation d’ARN cibles
- rôle dans le développement
- outil : cancer et thérapie génique
- Les ARN forment une structure en épingle qui est traitée par une RnaseIII-like
- Dicer et RISCs
- Interagit avec ARGONAUTES qui sont spécifiques à certains tissus
=> dégradation de l’ARNm ou l’inhibition de la traduction
69
microARNs(miARN) et cancer
diminution générale des taux de nombreux miARN est observée dans les cancers.
70
microARNs(miARN) et thérapie génique
L'ajout de miARN pour réguler l'expression de gènes
71
Vrai ou faux. Les activateurs et les répresseurs sont typiquement modulaires
Vrai, les protéines se ressemblent mais se distinguent par dom liaison à ADN
72
Composition des activateurs et des répresseurs (euC)
composés d’un domaine liant l’ADN et d’un domaine d’activation ou d’inhibition.
73
Ex de modularité des activateurs
Gal4 : métabolisme du galactose chez la levure.
| active la transcription du gène grâce à dom activation
74
domaines de liaison à l’ADN
hélice qui s’insère dans le sillon majeur
- L’homéodomaine
- Le doigt de zinc
- L’agrafe à leucine («leucine zipper»)
- L’hélice-boucle-hélice
75
L’homéodomaine
plusieurs hélices
| Forme souvent des hétérodimères.
76
Liaison à l’ADN par des hétérodimères
Avantage combinatoire
| Plus de complexité
77
Le doigt de zinc
- Utilise un atome de zinc pour stabiliser l’hélice alpha
qui s’insère dans le sillon majeur de l’ADN
- Une protéine régulatrice peut contenir plusieurs doigts de zinc l’un à la suite de l’autre,
- stabilise
78
L’agrafe à leucine («leucine zipper»)
- Formée de 2 longues hélices α qui s’insèrent dansdes sillons majeurs voisins
- les deux hélices restent associées par des interactions hydrophobes entre des résidus leucine
- Les deux hélices s’enroulent une sur l’autre.
- homo ou hétérodimères.
79
L’hélice-boucle-hélice
- Ressemble à l’agrafe à leucine
- 4 hélices alpha qui sont reliées via une boucle
- associées
- dimérique
