[ARN Pol II] Transcription Basale Flashcards
+1
- est aussi appelé TSS = “Transcriptionnal Start Site”
- est le plus souvent une purine, il s’agit d’un A dans environ 50% des cas et d’un G dans 25%.
- Le +1 indique le nucléotide où s’effectue le démarrage de la transcription (=premier nucléotide transcrit).
⚠️ ne confondez pas les signaux de démarrage de la transcription et de la traduction!
L’ATG, AUG sur l’ARNm est le codon d’initiation de la traduction. Les ARNm ne commence jamais à l’AUG, ils possèdent toujours une région transcrite non traduite appelée 5’UTR (5’ Untranslated Region) entre le premier nucléotide transcrit et l’AUG donc.
Le promoteur “coeur”
aussi appelé promoteur “principal” ou promoteur “minimal” est la zone du promoteur situé autour du +1 (environ -50+50) => avant ou après +1
. Cette zone contient des modules comme la TATA box (vers -30) ou l’élément INR (autour du +1) qui permettront la fixation de TFIID. C’est la zone d’assemblage du “PIC” (Preinitiation complex contenant l’ARN Polymérase).
Le promoteur “proximal”
zone proximale du promoteur est la région située en amont du promoteur coeur (environ -200;-50). Il contient des modules comme par exemple des GCbox (module “de base”) ou des élements CRE (module “de réponse”) qui fixent des facteurs régulateurs de la transcription (ex: Sp1/GCbox; CREB/CRE).
Le promoteur “distal”
ou “enhancer” est une zone contenant plusieurs modules contigus qui sont du même type que ceux trouvés dans les promoteurs proximaux. Les enhancers peuvent être avant ou après le +1 et parfois très éloignés (de plusieurs milliers à dizaines de milliers de pb).
facteurs activateurs
fixés sur les modules des promoteurs proximaux et distaux aident à la formation du PIC (Preinitiation complex contenant l’ARN Polymérase) au niveau du promoteur coeur.
= Régulateurs transcriptionnels:
Module de base OCT => OCT-1
Module de base GC box => SP1
Module de base CAAT box => CTF
facteurs répresseurs
(on parlera alors de “silencer” pour les éléments distaux) qui au contraire empêche la formation du PIC.
PIC
(Preinitiation complex contenant l’ARN Polymérase)
Un module du promoteur coeur situé vers +28+33
DPE (Downstream promoteur element)
Un enhancer :
Un enhancer est un élément distal du promoteur qui active la transcription (ceux qui la répriment sont appelés “silencer”).
Ce sont des éléments de 200 à 300 pb (en moyenne) qui portent plusieurs modules très proches les uns des autres. Les enhancers peuvent être très éloignés du +1 (à plusieurs milliers/dizaines de milliers de pb)- avant ou après celui-ci. Leur effet est limité à un gène ou un groupe de gènes grâce à des séquences isolatrices (insulator=insulateur) qui délimitent un domaine fonctionnel et les empêchent d’activer de façon inadéquate les gènes voisins.
Le domaine CTD de l’ARN Polymérase II :
CTD signifie Carboxy-Terminal Domain.
C’est une partie de la plus grosse sous-unité de l’ARN Polymérase II.
Le CTD est composé de répétitions de l’heptapeptide Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser (avec quelques variations pour certaines répétitions) . On trouve 26 répétitions de ce motif chez la levure, 52 chez l’homme.
Le CTD peut être phosphorylé sur sérine, tyrosine et thréonine. Son état de phosphorylation varie durant le cycle de transcription.
Le CTD n’est pas phosphorylé lorsque la polymérase se fixe sur un promoteur lors de la formation du complexe de préinitiation de la transcription, puis le CTD est phosphorylé lorsque la polymérase est engagée en élongation de la transcription.
Lors de l’initiation, la forme non phosphorylée du CTD peut interagir avec TFIID et le complexe médiateur. En élongation, la forme phosphorylée du CTD interagit avec des protéines impliquées dans la maturation des ARN prémessagers (enzymes d’ajout de la coiffe, facteurs d’épissage, de polyadénylation).
V/F: L’ARN Pol II n’arrive pas à initier efficacement la transcription
Vrai
D’autres protéines impliquées :
Facteurs de Transcription associés à l’ARN Pol II
GTF = General Transcription Factor = TFII (A,B,C,D,E,F,H)
TFIID
reconnait les modules du promoteur coeur (TATA box, INR)
TFIIF
est précomplexé à l’ARN PolII et l’empêche de se fixer n’importe où sur l’ADN
TFIIE
recrute et stimule TFIIH
TFIIA
se fixe en amont de TBP et renforce son interaction avec la TATA box
TFIIH
possède une activité kinase et une activité hélicase
TFIIB
est important pour spécifier la position du premier nucléotide transcrit
Le complexe médiateur:
Ce complexe comporte plus de 20 sous-unités. Le modèle structural de ce complexe identifie trois parties la tête (“head”), le milieu (“middle”) et la queue (“tail”).
Ce complexe est associé au PIC lors de l’initiation de la transcription.
Ce complexe a été initialement caractérisé chez la levure mais ensuite identifié également dans les cellules de mammifères.
Le complexe médiateur peut être contacté par des facteurs activateurs de la transcription liés aux promoteurs proximaux ou distaux et interagir avec l’ARN PolII ou certains GTF du PIC, se faisant ainsi l’intermédiaire entre les facteurs activateurs et le PIC. C’est de là que vient le nom de “médiateur”.
Le DBD d’un facteur régulateur de la transcription:
Le DBD pour “DNA Binding Domain” est la partie de la protéine qui permet la fixation à l’ADN. La partie qui permet l’activation de la transcription est appelé “AD” pour “Activation Domain”.
Les DBD présentent des zones en hélice alpha qui seront capables d’entrer dans le grand sillon de l’ADN.
Parmi les structures de DBD les plus communément retrouvées, on a les domaines type HTH (Hélice-Tour-Hélice), Zinc Finger (Doigts à Zinc), HLH (Hélice-boucle-Hélice), Leucine Zipper. Ces deux derniers motifs contiennent également des zones d’interactions hydrophobes permettant la dimérisation.
V/F: Seule la structure tertiaire est importante pour qu’un facteur de transcription établisse une liaison spécifique avec l’ADN, peu importe la structure primaire.
Faux
La structure tertiaire du DBD (DNA Binding Domain=Domaine de liaison à l’ADN) des facteurs de transcription est important pour permettre la liaison à l’ADN. La séquence primaire est également importante puisque c’est l’interaction entre certains acides aminés du DBD et la séquence nucléotidique du site de fixation qui permettra d’établir une liaison stable et spécifique.
Holoenzyme ARN Polymérase II
- complexe préformé de l’ARN Pol II
- des facteurs généraux de transcription TFIIB, TFIIE, TFIIH
- plusieurd autres protéines qui activent la transcription = complexe médiateur
Ce complexe peut être recruté directement à un promoteur via une intéraction avec TFIID
(TBP = TAFs)
TBP
TATA Binding Protein
TAF
TBP- Associated Factor
Région -50 à -250/500
La région proximal du promoteur
Comment identifier les modules de la zone proximale du promoteur?
- isoler un fragment d’ADN portant le promoteur d’un gène
- réaliser des délétions et des mutations
- analyser impact des changements sur activité transcriptionnelle du promoteur modifié
Modules (petite séquence d’ADN, site de fixation pour des prt intervenant dans l’initiation de la transcription) de la zone proximale du promoteur (de -50 à -200)
3 Modules de bases: CAAT box, Octamer, GC Box
Modules de bases :
- présents dans la plupart des promoteurs
- pas toujours à la même position
- 2 orientation possibles
- différents modules et combinaisons de modules possibles
- fixent des facteurs ubiquitaires
Modules de réponse
Fixent les facteurs de transcription à activité modulable ( forme inactive -> forme active)
Ex: le module CRE (cAMP Responseive élément) fixe le facteur de transcription CREB (CRE Binding Protein) qui est activé par phosphorylation lors d’une augmentation d’AMPc cyclisue dans la cellule en réponse à certains signaux
Modules spécifiques d’un type cellulaire
Fixent des facteurs de transcription exprimés seulement dans certains types cellulaires
Ex: le module A du gène de l’insuline fixe PDX1
Facteur de transcription
= régulateurs transcriptionnels = activateurs transcriptionnels + répresseurs transcriptionnels
Structure des activateurs transcriptionnels
Protéines 2 domaines distincs (AD et DBD) relié par une série d’acides aminés
Rôle de l’AD (Domain d’activation)
Faire des contacts avec d’autres protéines pour activer la transcription:
- interaction avec des sous-unités de TFIID ou de l’holoenzyme (GTF, Complexe médiateur) pour permettre de les recruter au niveau du promoteur cœur, de stabiliser le PIC assemblé au promoteur cœur, d’activer le départ en élongation de l’ARN Pol II
- Intéractions avec des protéines ou des complexes qui vont permettre un relâcement de la structure en chromatine et une meilleure accessibilité de la zone du promoteur
Structure de l’AD
Riche en acides amines acidés (Aspartique, Glutamique)
Riche en Glutamine
Riche en Proline
Rôle du DBD
Lier l’ADN au niveau d’une séquence spécifique
Exemple: le DBD du facteur Sp1 doit permettre la liaison à la séquence GC box
Le DBD du facteur CTF doit permettre la liaison à la séquence Octamère
Structure du DBD
- contient des zones en hélices alpha qui entrent dans le grand sillon de l’ADN
- établissement de liaisons hydrogène, intéraction de Van der Waals entre des acides aminés du DBD et des nucléotides de l’ADN
-Plusieurs motifs structuraux retrouvés dans différents facteurs de transcription: HTH, Zinc finger, HLH, Leucine Zipper
NLS
Nuclear Localisation Signal
Une des domaines retrouvés chez les facteurs régulateurs de la transcription
Séquence de 8-10 acides aminés permettant aux protéines d’être importées dans le noyau
Domaine de dimérisation
Une des domaines retrouvés chez les facteurs régulateurs de la transcription
La partie de la protéine permattant la dimérisation
La plupart des facteurs de transcription agissent sous forment de dimères
SSD
Signal Sensing Domain
Une des domaines retrouvés chez les facteurs régulateurs de la transcription
Selon le facteur, il peut s’agit d’un domaine liant une hormone (HBD- Hormone Binding Domain), un domain liant une autre protéine,…
