Asselin 4- Traduction + Fin transcription eucaryote Flashcards
Explique la reconnaissance d’un promoteur pour les ARN polymérases chez les eucaryotes
- Les ARN polymérases eucaryotes ne peuvent
reconnaître directement leurs promoteurs. - Des facteurs de transcription généraux sont
toujours requis afin de permettre la liaison de
l’ARN polymérase au bon promoteur et
d’initier la transcription, quelque soit
l’identité du gène impliqué.
Explique la reconnaissance du promoteur dans le cas de l’ARN polymérase 2
- In vitro, ordre défini de facteurs de
transcription généraux afin d’assurer le
recrutement de l’ARN polymérase II et
l’initiation de la transcription.
– TFIID lie la boite TATA par
l’intermédiaire de la sous-unité
TBP.
– TFIIA et TFIIB forment un complexe
avec TFIID.
– Le complexe lie l’ARN polymérase II
lié à TFIIF.
– L’addition de TFIIE et TFIIH
complète le complexe de pré- initiation. - In vivo, des protéines affectant la
structure de la chromatine, des
facteurs de transcription régulateurs et
des co-activateurs facilitent
l’assemblage
Explique le rôle de TBP (ARN polymérase 2)
– Lie la boite TATA des
promoteurs de l’ARN
polymérase II, et le sillon
mineur de l’ADN
– Lie de nombreux facteurs de
transcription par sa surface
convexe
– Induit un pli dans l’ADN
– Peut aussi lier des protéines
associées à des promoteurs
sans boite TATA (RNA
polymérase I et III), sa
spécificité dépendant de ces
interactions
Quel est le rôle de TFIIH
– Activité hélicase qui déroule
l’ADN et ouvre les deux brins
– Activité kinase qui phosphoryle la queue C-terminale de la grosse sous-
unité de l’ARN polymérase II (sur Ser et Thr), permettant le
relâchement de celle-ci du
promoteur
– TFIIH permet donc de passer d’un complexe de pré-
initiation à un complexe d’initiation.
Explique les fonctions des 3 ARN polymérase dans la TERMINAISON de la transcription eucaryote
- ARN polymérase I
– Un facteur protéique reconnaît un signal de
terminaison de 18 nt dans l’ARN. - ARN polymérase II
– Clivage du transcrit 10-35 nt en aval du signal de
polyadénylation AAUAAA, et addition d’un queue
polyA. L’ARN polymérase II continue la transcription
au-delà du site de clivage. - ARN polymérase III
– Courte série de Us sans besoin de protéines
auxiliaires
Nomme et donne les fonctions de tous les ARN
- ARN codant:
– ARN messager (ARNm): information qui dicte la séquence d’acides aminés durant la synthèse du
polypeptide. (20,225 gènes chez l’homme) - ARN non codant: (37,595 gènes chez l’homme)
- Impliqué dans la traduction
– ARN de transfert (ARNt): amène l’acide aminé correct à l’ARNm et à la chaîne polypeptidique en
croissance
– ARN ribosomal (ARNr): constituant des ribosomes, le site de la synthèse protéique - Impliqué dans les modifications de l’ARN
– snoARN (small nucleolar ARN, contrôle de la production d’ARNr)
– snARN (small nuclear ARN, contrôle de l’épissage) - Impliqué dans l’expression des gènes
– MicroARN (miARN): régulateur de la traduction et stabilité des ARNm
– Petits ARN interférents (siARN): inhibiteur de la production de virus
– piARN: inhibiteur de transposition dans les lignées germinales
– lncARN (long non-coding ARN): régulation de la transcription, de la chromatine
– ARN circulaire (circARN): régulation de l’expression des gènes
– ARN Enhancer (eRNA): régulation de l’expression des gènes
Donne la définition de :Modifications post-transcriptionnelles des ARNs eucaryotes
- Changements chimiques des ARNs primaires
eucaryotes nécessaires avant que ceux-ci
soient fonctionnels
Explique les 4 type d’ARNr dans la Modifications post-
transcriptionnelles des ARNr
– 18S fait partie de la petite
sous-unité ribosomale.
– 28S, 5.8S et 5S font partie
de la grosse sous-unité
ribosomale.
– 150 à 200 copies
arrangées en tandem (sur
différents chromosomes
(5 chez l’homme)) d’un
gène ribosomal encodant
un ARN précurseur
composé des ARNr 18S,
5.8S et 28S, séparés par
des intervalles transcrits
Explique les étapes de la Modifications post-
transcriptionnelles des ARNr
- L’ARN polymérase I transcrit l’unité
de transcription du pré-ARNr dans
le nucléole. - Le pré-ARNr est clivé pour enlever
les intervalles transcrits. - Le pré-ARNr est modifié par ajout
de groupements méthyl surtout
sur les riboses des ARNr 28S, 18S et
5.8S, ce qui les protègeraient du
clivage. - La méthylation et le clivage sont
guidés par des snoARNs (small
nucleolar RNAs) qui lient des
régions complémentaires de
l’ARNr et ciblent des endroits
spécifiques pour ces modifications. - 52% du pré-ARNr est conservé.
Décrit c’est quoi un ARNt et par quelle ARN est il produit
- Plusieurs ARNt différents produits dans une
cellule - L’ARN polymérase III transcrit l’unité de
transcription du pré-ARNt. - Un ARNt mature de 70-90 nt est chimiquement
modifié, et forme une structure secondaire en
feuille de trèfle, causée par l’appariement de
bases entre séquences complémentaires (forme
plusieurs boucles en épingle à cheveux).
Explique les étapes des Modifications post-
transcriptionnelles des ARNt
- L’ARN polymérase III transcrit l’unité de
transcription du pré-ARNt. - 4 modifications du pré-ARNt:
– À l’extrémité 5’, enlèvement d’une
séquence de tête de 16 nt
– À l’extrémité 3’, enlèvement des
deux nt terminaux et
remplacement par CCA
– Modifications chimiques de 10- 15% des nt de l’ARNt: méthylation
de bases et de sucres, création de
bases inhabituelles comme
ribothymine, pseudouridine,
inosine
– Enlèvement d’une séquence
interne, un intron ARN de 14 nt,
pour certains ARNt: clivage précis
par une ARN endonucléase et
ligation par une ARN ligase
Explique ce que sont Modifications post-transcriptionnelles des ARNm (bactérie vs eucaryote)
- Chez les bactéries:
- ARNm prêt à être traduit
même avant la fin de la
transcription (transcription- traduction couplée) - Chez les eucaryotes
- ARN synthétisé par l’ARN
polymérase II en pré-ARNm
– Transcrit primaire de longueur
variable (ARN nucléaire
hétérogène)
– Pré-ARNm modifié en ARNm
pour être traduit - Pose de la coiffe
- Polyadénylation
- Épissage
Explique le rôle de la coiffe dans les Modifications post-transcriptionnelles des ARNm
- Pose de la coiffe:
– Ajout d’un nucléotide (nt)
modifié (guanosine méthylé en
position 7 de l’anneau purine)
par lien 5’-5’ avec le premier nt
du transcrit primaire, peu après
l’initiation
– Méthylation possible des
riboses du premier et
deuxième nt de l’ARN
– Rôle de la coiffe:
* Stabilité de l’ARNm en
protégeant de la dégradation
par des nucléases
* Signal assurant le
positionnement de l’ARNm sur
le ribosome lors de l’initiation
de la traduction
Explique le rôle de la polyadénylation dans les Modifications post-transcriptionnelles des ARNm
- Polyadénylation: création des extrémités
3’ des ARNm.
– Clivage de l’ARN 10-35 nt en aval
d’une séquence de polyadénylation
AAUAAA et en amont d’une
séquence G/U
– Addition de 50 à 250 A par une
polyA polymérase qui catalyse
l’addition de A sans avoir besoin de
matrice
– Rôle de la queue polyA:
* Stabilité de l’ARNm en
protégeant de la dégradation
par des nucléases
* Signal reconnu par des
protéines permettant
l’exportation de l’ARNm du
noyau au cytoplasme
* Signal reconnu par le ribosome
indiquant que l’ARNm peut être
traduit
Explique ce qu’est : Épissage: mARN de la β-globine dans dans les Modifications post-transcriptionnelles des ARNm
- Les précurseurs de la plupart
des ARNm contiennent des
introns, séquences présentes
dans le pré-ARNm qui
n’apparaissent pas dans l’ARNm
mature fonctionnel. - Les séquences apparaissant
dans l’ARNm final sont les
exons. - Le processus d’enlever les
introns et de lier les exons se
nomme épissage. - Près de 15% des maladies
humaines héréditaires sont
causées par des défauts
d’épissage.
montre comment Le nombre d’introns
varie grandement d’un
gène à l’autre (épissage)
- β-globine: 2 introns; 3
exons - Insuline: 2 introns; 3
exons - β-actine: 5 introns; 6
exons - Albumine: 14 introns; 15
exons - Thyroglobuline: 36
introns; 37 exons - Titine: 233 introns; 234
exons
C’est quoi l’épissage (sans mécanisme)
– Des séquences de l’intron au site
d’épissage 5’ et au site d’épissage 3’
assurent la précision de l’épissage, c’est- à-dire où les deux extrémités d’un
intron seront clivées.
– Le retrait des introns est catalysé par un
spliceosome, un complexe contenant 5
types de snARNs (small nuclear ARNs)
associés à des protéines (snRNPs).
– Les snARNs sont impliqués dans la
reconnaissance des sites d’épissage,
dans l’assemblage du spliceosome et
dans la catalyse de l’épissage.
– Séquences de l’intron conservées:
* L’extrémité 5’ d’un intron commence
par les nt GU, et l’extrémité 3’ par les nt
AG, en plus de quelques nt conservés à
proximité.
* Une boite de branchement en amont
de l’extrémité 3’ est conservée.
Explique les étapes de l’épissage dans les Modifications post-transcriptionnelles des ARNm
- L’épissage survient suite à la liaison
séquentielle de snRNPs au pré-ARNm.
– Liaison du snRNP U1 à la jonction 5’ de
l’intron par pairage
– Liaison du snRNP U2 à la boite de
branchement
– Liaison des snRNPs U4/U6 et U5 qui
rapprochent les extrémités de l’intron par
des interactions entre les snRNPs U1 et U2
– Clivage de l’extrémité 5’ de l’intron
– Jonction de l’extrémité 5’ avec un nt A
localisé dans la boite de branchement, et
création d’un lasso
– Clivage de l’extrémité 3’ de l’intron
– Relâchement et dégradation de l’intron
sous forme de lasso, et ligation des exons
– Liaison d’un complexe de jonction des
exons (EJC) entre les exons soudés (rôle
dans l’exportation efficace des ARNm du
noyau, dans la localisation et la traduction
des ARNm, et dans la dégradation des
ARNm (NMD)
Explique le rôle des introns dans les Modifications post-transcriptionnelles des ARNm
Rarement, peuvent donner des produits
fonctionnels (snoARN, protéines)
Permet l’épissage alternatif par
utilisation de différentes combinaisons
d’épissage (saut d’exon, site alternatif
d’épissage, intron retenu, exons
mutuellement exclusifs)
* Utilisation de séquences qui
activent (splicing enhancer) ou
inhibent (splicing silencer)
l’utilisation de sites d’épissage
* Production de centaines de
milliers de protéines à partir
d’un nombre restreint de gènes
(90% des 20,000 gènes encodant
des protéines)
Permet l’évolution de nouveaux gènes
par des événements de recombinaison
entraînant de nouvelles combinaisons
d’exons (exon shuffling), ou une
duplication d’exons
Donne un Exemple d’épissage alternatif Forme sécrétée ou membranaire des IgM
- Épissage alternatif: utilisation de
certains sites d’épissage au lieu
d’autres, et création de protéines
avec des fonctions différentes - Plus de la moitié des gènes sont
sujets à l’épissage alternatif. - Exemple de l’immunoglobuline M
(IgM):
– IgM sous deux formes
(sécrétée ou membranaire)
– Le gène possède deux sites de
polyadénylation alternatifs.
– L’épissage alternatif produit
une protéine avec un domaine
transmembranaire, ou une
protéine sécrétée.
Que fait le domaine c-terminale de l’ARN polymérase 2
coordonne co-transcriptionnellement les modifications de l’ARN par l’intermédiaire de répétitions phosphorylées sur Sérines.
- Domaine C-terminal de l’ARN polymérase II
– 57 répétitions de 7 acides aminés (Tyr-
Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)
– Code CTD: phosphorylation
différentielle créant une plateforme
d’interactions avec des complexes
protéiques assurant la formation de la
coiffe, l’épissage et la polyadénylation
- Exemple:
– Phosphorylation sur Ser5: recrutement
du complexe formant la coiffe
– Phosphorylation sur Ser5 et Ser2:
complexes d’épissage recrutés
– Phosphorylation sur Ser2 et Thr4:
complexes de polyadénylation - Changements des patrons de
phosphorylation durant la transcription
Dans le Métabolisme de l’ARNm explique ce qu’est la stabilité des ARN
– ARNt et ARNr stables
– Demi-vie des ARNm variable et régularisée
(séquences AU-riches et gènes immédiats
précoces impliqués dans la prolifération cellulaire)
Quelles sont les 5 composantes importantes de la traduction
- Ribosomes
- ARNt
- Aminoacyl-ARNt synthétases
- ARNm
- Facteurs protéiques
C’est quoi la fonction des ribosomes
– responsable de la
synthèse des polypeptides
* Oriente l’ARNm et les ARNt
dans la bonne relation l’un
par rapport à l’autre
* Catalyse la formation des
liens peptidiques entre
acides aminés
– Composé d’ARNr et de
protéines formant deux
sous-unités (40S (30S) et
60S (50S))
– ARNr catalyseur du lien
peptidique (ribozyme)
– 4 sites de liaison:
* Pour l’ARNm
* Pour l’ARNt nouvellement
arrivé (site A (aminoacyl))
* Pour l’ARNt portant la
chaine polypeptidique
(site P (peptidyl))
* Pour l’ARNt déchargé (site
E (exit))
Explique la fonction de l’ARNt
– Adaptateur qui sert
d’intermédiaire entre
l’acide aminé et l’ARNm
– Chaque adaptateur
possède deux sites, un
qui lie l’acide aminé,
l’autre (anticodon) qui
reconnaît l’ARNm et la
séquence codant pour
l’acide aminé (codon).
– Chaque ARNt ne lie qu’un seul
acide aminé.
– L’ARNt est lié à l’acide aminé par
un lien ester entre l’acide aminé et
le 3’-OH du A de l’extrémité 3’ des
ARNt.
– L’acide aminé pour chaque ARNt
est choisi par les enzymes
catalysant la formation du lien
ester (20 aminoacyl-ARNt
synthétases).
– L’anticodon est une séquence de 3
nt de l’ARNt complémentaire à un
ou plusieurs codons de l’ARNm.
– Un ARNt peut reconnaître plus
d’un codon grâce à une flexibilité
de pairage avec la 3e base du
codon (« wobble »): un ARNt peut
reconnaitre plus d’un codon.
C’est quoi qui permet le « wobble ».
Un appariement de bases différent entre
codons et anticodons
Explique Lien ester entre ARNt et acide aminé des Aminoacyl-ARNt synthétases
– Lient les acides aminés
appropriés aux ARNt
correspondant
– Une aminoacyl-ARNt
synthétase pour un acide
aminé (20)
– Catalysent la formation
d’un lien ester entre
l’acide aminé et l’ARNt
Explique l’Activation d’un acide aminé par l’aminoacyl-ARNt synthétase
– L’acide aminé et l’ATP lient
le site actif de l’enzyme.
– L’ATP est hydrolysé avec
relâche de pyrophosphate,
entraînant la liaison de
l’AMP et de l’acide aminé
au site actif.
– L’AMP est déplacé par
l’ARNt, créant ainsi un
ARNt aminoacylé.
– L’ARNt aminoacylé est
relâché de l’enzyme.
Explique ce que font les ARNm dans la traduction
- L’ARNm apporte l’information encodant le polypeptide au ribosome.
- L’ARNm dirige l’ordre dans lequel les acides
aminés sont liés durant la synthèse protéique. - Structure de l’ARNm:
– Procaryote: - Région 5’ non-traduite avec site de
liaison du ribosome - Site d’initiation de traduction AUG (le
plus souvent) - Séquence codante suivie d’un codon
d’arrêt de traduction (UAG, UAA,
UGA) - Région 3’ non-traduite
– Eucaryote: - Coiffe et région 5’ non-traduite
- Site d’initiation de traduction AUG (le
plus souvent) - Séquence codante suivie d’un codon
d’arrêt de traduction (UAG, UAA,
UGA) - Région 3’ non-traduite et queue
polyA
Explique la Reconnaissance de l’orientation de
l’ARNm par les ribosomes (chez eucaryotes vs procaryotes)
- Procaryotes:
– Site de liaison du
ribosome (séquence
Shine-Dalgarno) de 3 à 9
purines dans la région 5’
non-traduite un peu en
amont du codon
d’initiation AUG. Région
complémentaire à une
séquence riche en
pyrimidines de l’ARNr 16S
retrouvé dans la petite
sous-unité ribosomale - Eucaryotes:
– Coiffe
Explique les étapes de la traduction et l’utilisation de facteurs protéiques
- Étapes de la traduction:
– Initiation
– Élongation
– Terminaison - Des facteurs protéiques
sont requis pour
l’initiation, l’élongation
et la terminaison des
chaines
polypeptidiques.
Explique l’Initiation de la traduction chez les bactéries
- Trois facteurs d’initiation (IF1,
IF2-GTP, IF3) lient la petite sous- unité ribosomale 30S. - IF2-GTP permet la
reconnaissance spécifique des
ARNt avec méthionine formylée. - L’ARNt initiateur, portant une
méthionine formylée, et l’ARNm
lient 30S, pour former le
complexe d’initiation 30S, en
relâchant IF3. L’ARNt initiateur se
retrouve au site P. - La grosse sous-unité ribosomale
50S lie 30S pour former le
complexe d’initiation 70S,
entraînant l’hydrolyse de GTP et
le relâchement de IF2 et IF1.
Explique Initiation de la traduction chez les eucaryotes (différence avec bactérie)
- Différences avec les
bactéries:
– ARNt initiateur porte
une méthionine non
formylée
– Sous-unités ribosomales
plus grosses
– Différents facteurs
d’initiation (eIF)
Explique les étapes de l’Initiation de la traduction chez les eucaryotes
– Facteur d’initiation eIF2 avec GTP
liant l’ARNt initiateur
– Formation d’un complexe de
préinitiation 43S (ARNt initiateur,
facteurs d’initiation, petite sous- unité ribosomale) liant l’ARNm
– eIF2-GTP hydrolysé en GDP et
perte des facteurs d’initiation
– La petite sous-unité ribosomale
portant l’ARNt initiateur parcourt
l’ARNm jusqu’au premier codon
AUG habituellement. L’AUG est
précédé d’une séquence
conservée (séquence de Kozak
consensus, ACCAUGG).
– Appariement de l’ARNt à AUG et
recrutement de la grande sous- unité ribosomale (hydrolyse de
GTP)
Comment que L’extrémité 3’ des ARNm peut promouvoir l’initiation de la traduction.
- Interaction entre
– Protéine liant la queue
polyA (PABP)
– Facteur d’initiation de
traduction (eIF4G) - Promotion de
l’initiation de la
traduction - Stabilisation des
extrémités 5’ et 3’ des
ARNm
Explique le mécanisme général de l’ Élongation de la chaîne polypeptidique chez les bactéries
– Liaison de l’ARNt aminoacylé au site
A (facteur d’élongation et hydrolyse
de GTP nécessaires)
– Formation du lien peptidique entre
le groupe carboxyl de l’acide aminé
au site P et le groupe amino de celui
du site A pour former le peptidyl
ARNt (catalysé par l’ARNr 23S
(ribozyme) de la grosse sous-unité).
L’énergie est fournie par le lien ester
ARNt-acide aminé) qui se retrouve au
site A.
– Translocation: l’ARNm avance de trois
nt, le peptidyl ARNt en A se déplace
au site P et l’ARNt vide se déplace au
site E (besoin d’un facteur
d’élongation et d’hydrolyse de GTP).
– Plusieurs ribosomes peuvent être
attachés au même ARNm
(polyribosome).
Explique le mécanisme de Terminaison de la chaîne
polypeptidique chez les bactéries
– Les codons de terminaison
UAG, UAA et UGA ne sont
pas reconnus par des ARNt.
– Un fois au site A, des facteurs
de largage avec GTP lient le
codon de terminaison.
– Cette liaison entraine le
relâchement du polypeptide
de l’ARNt peptidyl par clivage
hydrolytique et hydrolyse de
GTP.
– Le ribosome se dissocie.
Nomme les type de mutation dans la traduction
- Types de mutation affectant
une paire de bases:
– Substitutions: - Mutation faux-sens
- Mutation non-sens
- Mutation silencieuse
– Insertions ou délétions: - Changement de cadre de lecture
- Types de mutations affectant
de longs segments d’ADN:
– Insertion et délétion
– Duplication
– Inversion
– Translocation réciproque entre
chromosomes
Explique Contrôle de la qualité des ARNm: Dégradation des ARNm non-sens (NMD)
- Dégradation des ARNm
non-sens (NMD):
identification des ARNm
avec des mutations non- sens (protéines
tronquées)
– Reconnaissance d’un
codon d’arrêt dans l’ARNm
avant le dernier complexe
de jonction des exons
(EJC), donc codon d’arrêt
prématuré
– Arrêt de la traduction et
destruction de l’ARNm
Explique le Contrôle de la qualité des ARNm: Dégradation des ARNm sans codon de terminaison (ND)
- Dégradation des ARNm
sans codon de
terminaison (ND):
identification des ARNm
avec des mutations qui
enlèvent des codons de
terminaison
– Ribosome bloqué à la fin
d’un ARNm sans codon de
terminaison
– Liaison d’un complexe de
dégradation de l’ARN au
site A vide de l’ARNm, et
dégradation de l’ARNm
