Chapitre 10 Flashcards
Définition de la différenciation cellulaire
Processus permettant à la cellule de devenir hautement spécialisée
Définition de la morphogénèse
Processus de développement des structures d’un organisme au cours de son embryogenèse (au niveau tissulaire ou des systèmes)
Causes (2) de la régulation de la transcription
1) Réponse à une modification de l’environnement
2) Processus de développement de l’organisme
De génotype à phénotype (Rôle, quoi, comment)
1) Génomique (Potentiel / ADN / Séquencage)
2) Transcriptomique (Stratégie / ARN / Profil d’expression)
3) Protéomique (Processus / Protéine / Western blot)
4) Métabolomique (Produit / métabolites / profilage)
CRE-lox (Définition, Rôles (4), quoi)
Définition: - Recombinase (CRE) pour une séquence spécifique (loxP)
Rôles:
- Suppressions - Insertions - Translocations - Inversions
Quoi: - Tissu-spécifique inductible
Antibiotique tétracycline (Rôle, mécanisme)
Rôle: - Activation/désactivation de la transcription de manière réversible.
Mécanisme: - Utilisation du site TRE devant un promoteur minimal/basal
ARN interférent (Aka, rôle)
Aka: - RNAi
Rôle: - Inhibition de la traduction ou de l’expression d’un gène en exprimant un ARN COMPLÉMENTAIRE à une portion de celui-ci
CRISPR/Cas9 (Origine, quoi, rôle)
Origine: - Fait partie d’une forme de SYS IMMUNITAIRE acquis des procaryotes (Les espaces entre les répétitions sont formés à partir de séquences d’ADN VIRAL)
Quoi:
- CRISPR est de courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées. - Cas9 est une ENDONUCLÉASE guidé par ARN
Rôles:
- Inactivation du gène - Incorporation d’un géne hétérologue
Mécanismes de CRISPR/Cas9
Mécanismes:
1) L’ARNsg (single guide) permet de spécifier le positionnement de Cas9 sur l’ADNg 2) Clivage par Cas9
Pour l’incorporation:
3.A) Par réparation homologue
Pour l’inactivation:
3.B) Par jonction des extrémités non-homologue (NHEJ)
** Associé aux séquences CRISPR **
Différence entre les banques d’ADN
Banques d’ADN génomique
1) TOUT le génome 2) N’IMPORTE quel tissu 3) FRAGMENTATION de l’ADN en séquences de tailles optimales
Banques d’ADN complémentaire
1) Une image moléculaire de tous les ARNm EXPRIMÉS 2) À un moment PRÉCIS 3) RÉTROTRANSCRIPTION en ADN complémentaire
Similarité entre les banques d’ADN
1) Clonage dans un vecteur
2) Séquençage
3) Criblage des banques
Les banques d’ADNg
Population de vecteurs identiques
1) Fragment DIFFÉRENT 2) Fragment ALÉATOIRE
=> Génome COMPLET
Les banques d’ADN complémentaire
1) Seulement des séquences CODANTES (PAS d’intron, etc)
2) ARNm -> rétrotranscrit en ADN complémentaire
3) Fragment aléatoire
=> Génome COMPLET si pas de bris
Types de criblage des banques d’ADN
1) Bio-informatique
2) Criblage via sonde
Criblage physique des banques (Rôles, principe)
Rôles: - Identifier et Isoler les clones d’intérêt
Principe: - Repose sur le principe d’hybridation des séquences complémentaire
** On sélectionne les clones qui nous intéressent avant de les séquencer **
Séquences dégénérées (Quoi, rôle)
Quoi: - Différentes possibilités de séquences en nucléotides pour obtenir une même séquence d’acides aminés.
Rôle: - Permet de chercher malgré la présence de mutations silencieuses.
Étude des banques : - Comment passer d’une cellule avec tout le potentiel possible (le génome) à une cellule remplissant une fonction très précise avec un patron d’expression systématique ?
La régulation de la différenciation
Exemples de techniques de différentiation cellulaire (2)
1) C. Elegans avec peu de cellules dont on connait la lignée cellulaire
2) Gènes marqueurs
Stratégie favorisant la différenciation (3)
1) Localisation d’ARNm selon la POLARITÉ de l’œuf ou de l’embryon.
=> ASYMÉTRIE INTRINSÈQUE
2) Contacts entre cellules VOISINES ou sécrétion paracrine.
=> VOIES de TRANSDUCTION du SIGNAL
3) GRADIENT moléculaires dictant des patrons de développement selon la position de la cellule.
=> DIFFUSION de la molécule SIGNAL sur une certaine distance
Commutateurs génétiques complexes
PAS un facteur = un niveau d’expression
+++
Processus asymétrique de l’ARNm
1) Molécule distribuée asymétriquement est un ARNm.
2) codent des activateurs ou des répresseurs de la transcription.
3) Interaction entre protéine adaptatrice et séquence de la région 3’UTR,
4) Protéine interagie avec des composants du cytosquelette telle la myosine.
- Migration le long d’un filament d’actine
- Transportation par la croissance du filament d’actine
Sur quoi repose l’asymétrie du processus de différentiation
Sur l’asymétrie INTRINSÈQUE des éléments du cytosquelette
Quelles molécules influence l’expression génique des cellules voisines
Il s’agit de PROTÉINES de SIGNALISATION EXTRACELLULAIRE
Vrai ou Faux
Pendant la différentiation, les signaux restent à l’extérieur de la cellule.
Vrai
Ils sont reconnu par un récepteur spécifique à la surface de la cellule cible
2 types d’inhibition
1) Types sauvage
2) Absence de signalisation
Vrai ou Faux
Les molécules de signalisation qui restent à la surface de la cellule émettrice contrôlent UNIQUEMENT l’expression des gènes des cellules physiquement en contact DIRECT
Vrai
Ils s’agit du contact cellule-cellule
NOTCH (Quoi, rôle, mécanisme)
Quoi: - Un récepteur HÉTÉRODIMÉRIQUE à un passage transmembranaire
Rôles:
1) Bloque la différentiation en neurone 2) Promeut la différentiation en cellule de l’épiderme
Mécanisme:
1) Liaison du ligand 2) Clivage protéolytique de la portion intracellulaire 3) La portion cellulaire passe à l’intérieur du noyau 4) Régule la transcription des gènes de réponse
Dans le développement neuronal, les neuroblastes expriment ____?
DELTA
Dans le développement neuronal, les cellules épidermiques expriment ____?
NOTCH
Qu’est-ce qui forme le gradient extracellulaire?
Il s’agit de petit groupe de cellules qui synthétise et sécrète une MOLÉCULE SIGNAL qui forme le gradient
Cellules proches de la source:
Cellules plus éloigné de la source:
P28
Shh (Aka, quoi, rôle, mécanisme)
Aka: - Sonic hedgehog
Quoi: - Une molécule qui agit comme un morphogène
Rôle: - Établir un gradient du bas vers le haut dans le tube neuronal
=> Conduit à la migration dans le noyau de la protéine Gli
** La position des cellules le long du gradient détermine la concentration de Shh à laquelle elles sont exposées. **
Rôle et mécanisme de la Gli
Rôles:
- Active ou inhibe plusieurs gènes
Mécanisme:
- Dépendamment de sa concentration
Divisions asymétriques (Facteurs, régulation)
Facteurs:
1) Distribution intracellulaire de déterminants génétiques 2) Le cytosquelette
Régulation: - Par la présence de FACTEURS de TRANSCRIPTION
Exemple de divisions asymétrique (Mécanisme, Régulation)
La formation des stomates chez les plantes
Mécanisme:
1) COMMENCE avec une division asymétrique (ESSENTIEL) 2) D’autre divisions asymétriques permettent ensuite: => Augmenter le NOMBRE de cellules de la feuille => Assurer l’ESPACE nécessaire entre les futurs stomates
Régulations: - FACTEURS de TRANSCRIPTION
1) SPCH - Promeut la division asymétrique 2) MUTE - Promeut la différentiation 3) FAMA
Vrai ou Faux
La formation de gradients d’ARNm et de protéines permet l’expression gènes contrôlant la morphogenèse de manière très PRÉCISE
Vrai
Par exemple le gène eve chez la drosophile
Gène eve (Aka, Où, contenu, rôle)
Aka: - Even-skipped
Où: - Dans 7 bandes de 4 cellules de large, séparées par 4 cellules où ce gène est silencieux. (Ces bandes sont les PRÉCURSEURS des segments caractéristiques de la morphologie)
Contenu: - La région RÉGULATRICE contient 5 ENHANCERS
=> Chacun responsable de l’expression dans des bandes spécifiques
=> Répondent à la présence de COMBINAISONS d’activateurs et de répresseurs
Caractéristiques des bandes du gène eve
Bande 2:
Bande 3-4:
- Activé par des activateurs TRANSCRIPTIONNELS UBIQUITISTES
- RÉPRESSEURS de DÉLÉTION LOCALISÉS:
Hunchback et knirps
1) Répresseur
2) PAS au même endroit
3) Régulation DIFFÉRENTIELLE des 2 enhancers
=> Produit des frontières antérieures distinctes
Techniques pour comprendre comment les protéines interagissent (4)
1) Co-immunoprécipitation
2) Système double hybride
3) Transfert d‘énergie et de lumière
4) Immunoprécipitation de la chromatine
Co-immunoprécipitation (Quoi, mécanisme)
Quoi: - Protéine de fusion permettant la purification protéique. Les interactants seront purifiés avec notre protéine d’intérêt.
Mécanisme:
- Idem à chromatographie sur colonne mais avec ANTICORPS spécifiques à la protéine qui nous intéresse (IP) - Purifier des COMPLEXE protéique (co-IP) 1) Conjugaison des anticorps 2) Liaison des anticorps avec une protéine « Bait » 3) Capture de la protéine d’intérêt (IP)
Système double hybride (Quoi, mécanisme
Quoi: - Régulation de la transcription d’un gène marqueur en présence d’interaction protéine-protéine.
Mécanisme:
- Repose sur l’ORGANISATION MODULAIRE des facteurs de TRANSCRIPTION p. 47-48
Transfert d‘énergie et de lumière
La promiscuité des protéines permet le transfert d’énergie entre molécules fluorescentes.
Immunoprécipitation de la chromatine (Aka, Quoi, Mécanisme)
Aka: - ChIP
Quoi: - Cross-link entre l’ADN et ses protéines de liaison, suivi d’une immunoprécipitation de la protéine d’intérêt.
Mécanisme:
1) Formation de liaisons COVALENTES entre les protéine de fixation à l’ADN et les séquences d’ADN associées.
2) Lyse des cellules et fragmentation de la chromatine en fragments de 200 à 300pb. - Car l’ADN est trop grand / dur à manipuler sinon 3) Utilisation d'un anticorps spécifique contre notre protéine d'intérêt afin d’isoler les fragments liés par cette protéine par IMMUNOPRÉCIPITATION. 4) Traitement avec une protéinase pour dégrader liaisons covalentes et libérer les fragments d’ADN précipités. 5) Isolation de l'ADN et amplification par PCR des fragments obtenus.
** PLUSIEURS possibilités de type d’ANALYSES sont possibles **
Chromatographie sur colonne
1) AJOUT de GST (Glutathione S-transférase)
- Facilement purifié
- Liaison spécifique au glutathion
2) Clivage du TAG avec enzyme thrombine
- GST se lie aux billes de glutathion donc facile à séparer
Types d’analyse pour l’immunoprécipitation de la chromatine
1) L’approche Chromatin ImmunoPrecipitation on Chip (ChIP-chip)
2) L’approche Chromatin ImmunoPrecipitation- sequencing (ChIP-seq)
L’approche Chromatin ImmunoPrecipitation on Chip (ChIP-chip)
P.50
L’approche Chromatin ImmunoPrecipitation- sequencing (ChIP-seq)
P.51
Les gènes homéotiques (Rôle, qui)
Rôle: - Contrôle le développement de membre
Qui:
- Chez la majorité du vivant
- Chez les animaux :
- L’expression inadéquate des gènes distaux Hoxa et Hoxd mène au développement anormal des membres et à la polydactylie.
Vrai ou Faux
Un seul gène peut mener à un membre complet
Vrai
Exemple du gène Hoxd et de la polydactylie
Les gènes homéotiques chez la drosophile
Complexes:
- Antennapedia (5 premiers gènes) - Bithorax (3 derniers gènes)
** HOMOLOGIE à travers le règne animale **
Ubx (Aka, Quoi, Rôles)
Aka: - Ultrabithorax
Quoi: - Protéine régulatrice à homéodomaine
Rôles:
1) Contrôle le développement du métathorax
2) Réprime les gènes du 2e segment thoracique
Antp (Aka, quoi, rôle, perturbation)
Aka: - Antennapedia
Quoi: - Protéine régulatrice à homéodomaine
Rôle: - Contrôle le développement du mésothorax
Perturbation:
1)
2) p.55
Mécansimes possibles de la modification au niveau de la voie Ubx (3)
P.57
Qu’est-ce que l’homéologie
Même gène conservé?
- Chez le poisson l’expression est un peu partout (PAS de gradient)
=> Donne des arrêtes - Chez le poisson, beaucoup moins de
=> pas de régulation, pas d’ADN réglementaire
- Chez la souris l’expression est sous forme de gradient => doigts - ARN interférant et Hox11 - Présence de Hox13 => empêche la présence de hox11 -
Voir diapo sur studium
Capable de comprendre les techniques **
** À l’EXAMEN **
