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Génétique moléculaire 1 > Chapitre 13 : mécanisme de la transcription > Flashcards

Chapitre 13 : mécanisme de la transcription Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que l’ARN polymérase?

A

Il s’agit de l’enzyme qui catalyse la transcription des gènes en utilisant l’un des deux brins comme matrice pour produire un ARNr, ARNt ou un ARNm.

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2
Q

VRAI OU FAUX : L’ARN polymérase a besoin d’un amorce afin d’initier la synthèse d’ARN.

A

Faux, mais l’initiation se fait à des sites très spécifiques.

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3
Q

Pourquoi est-ce que l’ADN polymérase effectue beaucoup moins d’erreur que l’ARN polymérase ?

A
  • Essentiel de maintenir l’information génétique intacte.
  • Les erreurs de l’ADN polymérase sont transmises aux générations futures. De plus, l’ARN polymérase effectue de centaines de milliers de copies, une seule erreur n’est donc pas la fin du monde.
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4
Q

Dans quel sens se fait la synthèse de l’ARN ?

A

5’ vers 3’

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5
Q

VRAI OU FAUX : L’ARN reste longtemps apparié à l’ADN pendant la période de transcription.

A

Faux, l’ARN nouvellement synthétisé ne reste pas apparié à l’ADN → libéré de l’ADN matrice au fur et à mesure de la progression de la bulle de transcription.

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6
Q

La transcription implique des liaisons de types _______?

A

Phosphodiesters.

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7
Q

Quelle est la principale différence entre le brin codant et le brin matrice?

A

La présence d’uracile dans le brin matrice.

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8
Q

Décrit les 2 types de brins lors de la transcription.

A
  • Brin codant : brin non-transcrit

- Brin matrice : brin transcrit, sert pour la fabrication de l’ARNm.

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9
Q

Comment sont régulés les gènes qui seront transcrit par l’ARN polymérase ?

A

Par le cycle cellulaire et selon l’environnement de sorte que la transcription est hautement régulée.

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10
Q

Comment y’a t-il d’ARN polymérase chez les eucaryotes ?

A

3

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11
Q

Comment y’a t-il d’ARN polymérase chez les procaryotes ?

A

1

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12
Q

Nomme les trois types d’ARN polymérase chez les eucaryotes et expliquez très brièvement leur fonction.

A
  • ARN polymérase I : ( ARNr; sauf petit ARN5s, dans le nucléole)
  • ARN polymérase II: ( ARNm ; dans le nucléoplasme, transcrit les ARNm)
  • ARN polymérase III: (ARNt, ARN5s et petits nucléaires; dans le nucléoplasme)
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13
Q

Quel est l’élément essentiel retrouvé dans le site actif de toutes les ARN polymérases, essentiel pour la catalyse de la réaction de transcription?

A

Un ion Mg++

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14
Q

Quel aspect ont les différentes ARN polymérases? Par quoi est-ce formé?

A

Aspect en pinces de crabes, formé par les 2 plus grosses sous-unités B’ et B.

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15
Q

Nomme les 3 principales étapes dans la transcription.

A
  • Initiation
  • Élongation
  • Terminaison de la transcription
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16
Q

Nomme les étapes de l’initiation.

A

a. Liaison au promoteur et formation du complexe fermé (ADN est encore double brin).
b. Fusion (“Melting”) du promoteur et formation du complexe ouvert.
c. Formation du complexe initial de transcription (déroulement de l’ADN sur 14 pb pour former une bulle de transcription → complexe ouvert).

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17
Q

Qu’est-ce qui est nécessaire pour que l’ARN polymérase puisse débuter son travail?

A

La reconnaissance d’un promoteur sur l’ADN, à cette étape, l’ADN est toujours double brin.

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18
Q

En quoi est-ce que l’étape du “Promoter escape” est ‘‘spéciale’’? Quelle condition doit être remplie pour que l’ARN pol. puisse quitter le promoteur?

A
  • Cette étape est peu efficace et il y a souvent avortement de la synthèse de l’ARN.
  • Si l’ARN pol. synthétise plus que 10 nucléotides, elle peut passer à l’étape d’élongation.
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19
Q

VRAI OU FAUX : l’étape d’initiation est déterminante et donc hautement régulée.

A

Vrai.

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20
Q

Vrai ou faux : une fois qu’elle a quitté le promoteur, l’ARN polymérase effectue uniquement la transcription de l’ADN.

A

Faux, elle effectue 2 autres fonctions en plus de la synthèse d’ARN :

  1. Déroule l’ADN double brin devant la bulle de transcription et enroule l’ADN simple brin derrière (pour garder la taille de la bulle constante).
  2. Dissocie l’ARN apparié de façon transitoire au brin matrice.
  3. Corrige les erreurs de transcription (‘‘proofreading’’)
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21
Q

Que se passe-t’il lorsque l’ARN a transcrit tout le gène ?

A

Il y a arrêt de synthèse et décrochage de l’ARN et de l’ARN polymérase de l’ADN → terminaison de la transcription.

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22
Q

Vrai ou faux : L’étape de la terminaison fait appel, dans certaines cellules, à des séquences de terminaisons très spécifiques.

A

Vrai

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23
Q

Nomme les 5 sous-unités composant le cœur (site actif) de l’ARN pol. bactérienne.

A

α’, α’’, β, β’ et ω.

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24
Q

Une sous-unité est nécessaire au début de la transcription chez les bactéries, laquelle? Quel est son rôle?

A

σ, elle reconnait spécifiquement les promoteurs bactériens.

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25
Q

Comment nomme-t-on l’ARN pol bactérien contenant la sous-unité σ?

A

Holoenzyme.

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26
Q

Tous les promoteurs bactériens sont composés de quoi?

A

Une boîte de Pribnow (région -10) associée à l’un ou l’autre des éléments suivants :

  • Région -35
  • Élément UP
  • Discriminateur (influence stabilité du complexe ARN pol-promoteur).
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27
Q

Comment est identifié la position du gène où se produit l’étape d’initiation ?

A

+1

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28
Q

À quelle position correspond la boîte de Pribnow ?

A

-10

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29
Q

Plus un promoteur est reconnu spécifiquement, plus il est _____.

A

Fort (Fort : combien de transcription il initie en un temps donné).

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30
Q

Différentes régions ou domaine de la sous-unité σ lient les différents éléments promoteurs, sauf un élément, lequel?

A

Élément UP. Il est reconnu par l’extrémité C-terminale de la sous-unité alpha.

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31
Q

À quoi correspondent ces éléments :

σ région 1, σ région 2, σ région 3, σ région 4 ?

A
  • σ région 1 : liaison à l’élément “discriminateur”
  • σ région 2 : Hélice-α liant la boîte -10 (
  • σ région 3 : élément -10 étendu
  • σ région 4 : motif hélice-coude-hélice (région -35)
    28
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32
Q

Quelle région est essentielle pour la fusion du promoteur?

A

σ 2.3 (région 2)

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33
Q

Vrai ou faux : Chez les bactéries, certains gènes fortement exprimés contienne une région riche en A-T en amont du promoteur.

A

Vrai, cette région se situe entre le -40 et -60 et se nomme “UP”. Elle se lie à l’extrémité C-terminale de la sous-unité α (αCTD).

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34
Q

Chez les bactéries, qu’est ce qui initie la formation du complexe ouvert ?

A

Il est formé à la suite d’un changement structural (isomérisation) qui ouvre le duplex d’ADN de -11 à +3.

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35
Q

Quels éléments sont impliqués dans le changement structural qui permet au complexe ouvert de se former ?

A

Polymérase, sigma et ADN.

36
Q

À l’intérieur de l’ARN pol bactérienne, qu’est-ce qui maintient les brins d’ADN séparés?

A

Les canaux “matrice” et “non-matrice”.

37
Q

Nomme les 3 modèles proposés afin d’expliquer la synthèse avortée de l’ARN en cours de l’initiation.

A
  • “transient excursion”
  • “inchworming” (étirement)
  • “scrunching” (compression)**** LE PLUS PLAUSIBLE
38
Q

Au cours de l’élongation de l’ARN, combien de nucléotide d’ARN demeurent associés au brin matrice ?

A

8-9. L’ajout de chaque nouveau nucléotide à l’avant du brin force le bris de l’appariement à l’arrière, ce qui force la sortie de l’ARN par son canal spécifique.

39
Q

La bulle d’élongation est constante tout au long de la transcription → donne la longueur de cette bulle d’élongation.

A

14 nucléotides.

40
Q

L’ARN pol empêche les erreurs de transcription grâce à 2 mécanismes, lesquels?

A
  • Édition pyrophosphorolitique (réaction inversée de l’ARN pol)
  • Édition hydrolytique (facteur GRE)
41
Q

Quelle est la cause la plus commune qui empêche l’ARN pol de transcrire correctement? (pourquoi l’ARN fait une pause?)

A

Brin d’ADN endommagé.

42
Q

Lorsque l’ADN est endommagée, un mécanisme de réparation couplé à la transcription a lieu, comment s’appelle ce mécanisme et en quoi consiste-t-il?

A

Il s’agit de l’endonucléase Uvr(A)BC, un mécanisme qui implique la protéine TRCF (possède un activité ATPase). Cette dernière se fixe à l’ADN double brin.

43
Q

La terminaison de la transcription chez les bactéries peut se faire selon 2 mécanismes, lesquels?

A

Mécanisme Rho-indépendant et le mécanisme Rho-dépendant.

44
Q

Que se forme-t-il lors de la mise en place du mécanisme Rho-indépendant (terminaison intrinsèque) ?

A

Une structure en épingle à cheveux.

45
Q

Que fait la structure en épingle en cheveux, une structure associée à une région riche en uracile?

A
  1. Favorise une pause de l’ARN pol au site de terminaison
  2. Compétition du brin codant avec le brin matrice faiblement apparié aux résidus U du transcrit
  3. Arrêt de la transcription décrochage de l’ARN et de l’ARN pol
46
Q

Une protéine est souvent nécessaire afin de mettre un terme à la transcription, comment se nomme-t-elle?

A

Facteur Rho (pour la terminaison rho-dépendante)

47
Q

Comment la protéine Rho fonctionne-t-elle ?

A
  • Rho reconnait une séquence spécifique sur l’ARN (Riche en C et pauvre en G avec peu de structures secondaires)
  • Ensuite, Rho lie l’ARN à sa sortie de la polymérase et son activité ATPase induit la terminaison.
48
Q

Vrai ou faux : Rho est toujours associée à l’ARN pol en cours d’élongation et s’associe à l’ARN (aux sites “rut”) à un certain moment pour terminer la transcription.

A

Vrai

49
Q

Vrai ou faux : Rho peut s’associer à de l’ARN en cours de traduction.

A

Faux, ne peux pas s’associer à de l’ARN en cours de traduction. Rho doit donc agir aux extrémités 3’ des gènes.

50
Q

Nomme les deux grandes différences entre la transcription chez les eucaryotes et la transcription chez les procaryotes.

A
  1. Alors qu’une seule sous-unité (σ) est requise pour la liaison à l’ADN chez les procaryotes, plusieurs facteurs généraux de transcription (GTFs) sont nécessaires pour initier la transcription chez les eucaryotes.
  2. En plus des GTFs, plusieurs autres facteurs, tels que des protéines régulatrices liant l’ADN, le complexe ‘Médiateur’ et les complexes modifiant les nucléosomes sont essentiels pour la transcription in vivo dans le contexte de la chromatine. (NE S’APPLIQUE PAS IN VITRO)
51
Q

Comment se nomme la polymérase qui s’occupe de faire la transcription des gènes chez les organismes eucaryotes ?

A

ARN pol II

52
Q

Vrai ou faux : Le promoteur central des gènes eucaryotes codant pour des protéines est composé de plusieurs éléments de reconnaissance couvrant environ 10 à 20 pb.

A

Faux, il est composé de plusieurs éléments de reconnaissance couvrant environ 40-60 pb (en amont et en aval du site d’initiation).

53
Q

De façon typique, que possède les promoteurs centraux ?

A

Une boîte TATA (+ élément DCE) ou un élément DPE (JAMAIS LES 2 ensemble)

54
Q

À quoi est généralement associé l’élément Inr → initiator(le plus commun des promoteurs)

A

À l’élément DPE ou à la boîte TATA

55
Q

Nomme la polymérase correspondante au bon élément:

  • TFI
  • TFII
  • TFIII
A
  • ARN pol I
  • ARN pol II
  • ARN pol III
56
Q

Vrai ou faux : La plupart des facteurs généraux de transcription sont dotés de plusieurs sous-unités.

A

Vrai, c’est suffisant pour initier la transcription IN VITRO.

57
Q

IN VIVO, d’autres éléments de séquence de l’ADN doivent être reconnus, généralement en amont du site d’initiation. Ces éléments sont appelés….?

A

Séquences régulatrices.

58
Q

Chez les eucaryotes, qu’est-ce qui remplace la sous-unité σ bactérienne afin de débuter la transcription ?

A

Les GTFs la remplacent collectivement,

59
Q

À quel moment se forme le complexe de pré-initiation?

A

Lorsque l’assemblage des GTFs et de l’ARNpol II sur le promoteur central est complété.

60
Q

À quoi est analogue le complexe de pré-initiation ?

A

Au complexe fermé bactérien.

61
Q

Nomme les 2 premières étapes de la formation du CPI.

A
  1. Liaison de TFIID, en particulier l’une de ses sous-unités (TBP; qui déforme de façon importante l’ADN), à la boîte TATA dans le sillon mineur, et de facteurs associés à TBP (TAF) aux éléments Inr, DPE ou DCE
  2. Liaison des facteurs TFIIA et TFIIB.
62
Q

Nomme les étapes 3 et 4 de la formation du CPI.

A
  1. Recrutement de l’ARN pol II liée à TFIIF.

4. Liaison de TFIIE et TFIIH qui complète la formation du CPI

63
Q

Nomme les étapes 5 et 6 de la formation du CPI.

A
  1. Activité ATPase (hélicase, enzyme qui permet d’ouvrir les 2 brins d’ADN) de TFIIH est impliquée dans la fusion du promoteur.
  2. Activité kinase (enzyme qui rajoute des groupements phosphates) de TFIIH phosphoryle le domaine C-terminal (CTD) de l’ARN pol II. Ceci permet sa dissociation du promoteur et l’entrée dans la phase d’élongation.
64
Q

Vrai ou faux : In vivo dans le contexte de la chromatine, les “activateurs” qui lient les “séquences régulatrices” recrutent des enzymes qui ne modifient pas le nucléosomes.

A

Faux, les enzymes modifient les nucléosomes et font contact avec le Médiateur (complexe très variable) qui lui interagit avec l’ARN pol II (via le CTD) et aide l’assemblage du CPI.

65
Q

Le complexe médiateur a-t-il été conservé lors de l’évolution ?

A

Oui, il est composé d’un grand nombre de sous-unités.

66
Q

Vrai ou faux : L’assemblage modulaire du médiateur permettrait l’interaction avec différents activateurs pour contrôler la transcription de différents gènes.

A

Vrai

67
Q

La phosphorylation du domaine CTD joue un rôle important pour l’entrée dans la phase d’élongation de plusieurs façons, lesquelles ?

A
  1. Libère l’ARN polymérase des GTFs
  2. Permet au domaine CTD de recruter des “facteurs d’élongation”
  3. Permet au domaine CTD de recruter des complexes enzymatiques modifiant l’ARNm nouvellement transcrit. .
68
Q

En permettant au domaine CTD de recruter des complexes enzymatiques modifiant l’ARNm nouvellement transcrit, on observe ceci comme modifications de l’ARNm…..? (3)

A
  1. Addition d’une coiffe à l’extrémité 5’ de l’ARNm
  2. Épissage des introns (maturation des ARNm)
  3. Addition d’une queue de poly-A et clivage de l’ARN.
69
Q

Quel est le motif répété dans le domaine CTD ?

A

YSPTSPS; 27 à 52 unités selon les espèces

70
Q

Dans la transcription chez les eucaryotes, quel facteur parmi ceux recrutés par le domaine CTD stimulent l’élongation de même qu’une activité ARNase intrinsèque de l’ARNpol II ?

A

Le facteur TFIIS. Celui-ci permet d’ailleurs de corriger les erreurs de transcription selon un mode d’édition hydrolytique similaire à celui impliquant le facteur GRE bactérien.

71
Q

Dans la transcription chez les eucaryotes, l’élongation de la synthèse de l’ARN dans le contexte de la chromatine est facilitée par des protéines qui lient les histones et aident au désassemblage et à le reconstruction des nucléosomes derrière l’ARNpol II. Quelles sont ces protéines ?

A
  • Ssrp1 = tétramère H3:H4

- Spt1 = dimère H2A:H2A

72
Q

En quoi les facteurs d’élongation sont-ils nécessaires en plus de faciliter la synthèse d’ARN ?

A

Afin de recruter les complexes enzymatiques impliqués dans la maturation de l’ARNm.

73
Q

Quel facteur s’occupe de recruter l’enzyme impliquée dans l’addition de la coiffe en 5’ de l’ARNm ?

A

Le facteur hSPT5

74
Q

Quel facteur recrute le composantes de la machinerie impliqué dans l’épissage des ARNm:

A

Le facteur TAT-SF1

75
Q

Nomme comment se déroule l’addition de la coiffe en 5’ de l’ARNm (dès la sortie de l’ARNm).

A
  1. Le groupement phosphate en position γ de l’extrémité 5’ de l’ARNm nouvellement synthétisé est enlevé par une ARN -Triphosphatase.
  2. Le nucléotide GMP est ajouté en 5’ de l’ARN à l’aide d’une guanylyltransférase formant un lien phosphodiester 5’ - 5’.
  3. Un groupement méthyl est ajouté par une méthyltransférase à la position 1 (7-mG) et à la position 2 (si A) de l’ARNm
76
Q

Quel est le rôle de la coiffe en 5’?

A

Recrute des ribosomes en 5’ et protège l’ARNm de la dégradation.

77
Q

Addition d’une queue de Poly-A : D’environ combien de nucléotides est composée la queue de Poly-A en moyenne ?

A

environ 200 nucléotides.

78
Q

Quelle est l’enzyme responsable de l’ajout de la queue Poly-A ?

A

La poly-A polymérase.

79
Q

La poly-A polymérase utilise uniquement ______ comme nucléotide. Elle n’a pas besoin de matrice.

A

L’ATP.

80
Q

Quelle est la théorie qui explique le mieux la terminaison de la transcription?

A

Le modèle “Torpedo” (torpille)

81
Q

Explique le modèle Torpedo.

A
  • L’ARN synthétisée après la coupure n’a pas de coiffe et peut être dégradé par une ARNase (Rat1/Xrn2).
  • Lorsque l’ARNase rejoint la polymérase il y aurait arrêt de la synthèse par un mécanisme quelconque.
82
Q

Décrit la transcription par la polymérase I.

A
  • L’ARN polymérase I ne transcrit qu’un seul gène, celui codant pour les ARN ribosomaux, présent en multiples copies dans le nucléole.
  • Contrairement aux gènes de structure (codant des protéines), les éléments promoteurs du gène transcrit par l’ARN pol I sont beaucoup moins complexes.
83
Q

Vrai ou faux : Le promoteur central chevauche le site d’initiation de la transcription (~65pb) et, même s’il n’y a pas de boîte TATA, la protéine TBP joue un rôle essentiel dans l’initiation.

A

Vrai.

84
Q

Vrai ou faux : Chez l’humain, la liaison des facteurs UBF (Upstream bindingfactors) aux éléments de contrôle UCE localisés plus en amont (-50 à -100) n’est pas essentielle pour la liaison de SL1/TBP.

A

Faux, cette liaison est essentielle.

85
Q

Vrai ou faux : L’ARNpol III transcrit plusieurs gènes codant des petits ARNs nucléaires (nucléoplasme), incluant les ARNt et l’ARNr 5s.

A

Vrai.

86
Q

Vrai ou faux : Les éléments promoteurs des gènes transcrits par l’ARN pol III sont le plus souvent localisés en aval du site d’initiation de la transcription. Certains gènes ont une boîte TATA, pas tous, mais la protéine TBP est toujours nécessaire pour l’initiation.

A

Vrai.

87
Q

VRAI OU FAUX : La séquence de l’élément -35 d’un promoteur bactérien est toujours 5’-TTGACA-3’.

A

FAUX. Cette séquence correspond à la séquence consensus pour la région -35 d’un promoteur bactérien, cela correspond donc à la séquence idéale pour cet élément, mais souvent certains nucléotides varient

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