Chapitre 14 : l'épissage de l'ARN Flashcards
Révision chapitre 13 : quelles sont les deux étapes de maturation de l’ARNm?
1- Ajout d’une coiffe en 5’
2- Queue poly-A
VRAI OU FAUX : un intron est une séquence codante et un exon est une séquence non-codante qui n’est pas présente dans l’ARN mature.
Faux, le contraire est vrai.
Qu’est-ce qui permet d’exciser les introns et de joindre les séquences codantes (exons) dispersées dans le gène afin que l’ARNm puisse être transcrit en un gène final?
Un mécanisme d’épissage des transcrits primaires, le pré-ARNm.
Par définition, un exon est …..?
Toute séquence de l’ARNm mature.
Est-ce vrai de dire que le pourcentage de gène contenant un intron et le nombre d’intron par gène change d’une espèce à l’autre ?
Oui. Plus on monte dans l’évolution, plus le pourcentage et le nombre moyen d’introns par gène sont élevés.
La taille des introns varie de _____ à ______ paires de bases.
60 à 800 000
Les éléments de séquences reconnus comme site d’épissage de l’intron sont (spliceosome majeur) :
- GU au site 5’ de l’intron.
- AG au site 3’ de l’intron.
Qu’est-ce que les introns possèdent également comme séquence ? Quelle est sa localisation?
- Une séquence consensus YNYURAY, où N représente A,T,C ou G, Y = pyrimidine et R représente un purine.
- Localisée près du site 3’ d’épissage, qui précède une région riche en pyrimidine.
Quel base azotée s’avère le point de branchement de la séquence YNYURAY ?
Adénine.
En ce qui a trait à la chimie de l’épissage de l’ADN, il y a essentiellement combien de réaction ? Et quelle est la nature de ces réactions?
Il s’agit de 2 réactions de type trans-estérification.
Dans la première étape de trans-estérification, OH-2’ du point de branchement ______, fait une ________ ________ sur le groupement phosphate du ______ conservé au site _______ de l’intron qui brise le lien ________. (Ici, l’exon est un groupe partant)
- (A) -> pour adénine
- attaque nucléophile
- G -> Guanine
- 5’
- phosphodiester
VRAI OU FAUX : au cours de l’épissage de l’ARN, 2 liens phosphodiesters sont crées, mais 2 nouveaux sont formés donc cela s’annule.
Vrai
Qu’est-ce que forme la première étape de trans-estérification ?
La première étape de trans-estérification forme une structure en lasso au point de branchement (A).
Dans la deuxième étape de trans-estérification, ______ de l’exon __ attaque le _________ ___________ du ______ ______. (Ici, l’exon renverse son rôle et devient un nucléophile qui attaque)
- OH-3’
- 1
- groupement phosphate
- second exon
Qu’est-ce que la deuxième étape de trans-estérification cause ?
L’excision de l’intron et l’union des deux exons.
Résumé des 2 étapes de l’épissage des ARN pré-messagers: ( La réponse peut être modifiée )
OH-2’ du point de branchement A fait une attaque nucléophile sur le groupement phosphate du G en position 5’ de l’intron ce qui brise le lien phosphodiester et induit une structure en forme de lasso. Ensuite, le groupement OH-3’ de l’exon 1, attaque le groupement phosphate du second exon ce qui cause l’excision complète de l’intron et l’union des deux exons a lieu.
Les liens phosphodiesters au point de branchement adoptent 3 structures chimiques particulières (ex: 5’-2’ ), nommez-les :
(5’-3’ ; 2’-5’ ; 3’-5’)
L’épissage de l’intron requiert ____________ de l’____ et la grande majorité des ____ _____ a lieu dans une particule de _____ appelée ___________.
- L’hydrolyse de l’ATP
- pré-ARNs
- 45S
- spliceosome
La particule de 45S (spliceosome) est constituée de combien de protéines et de combien d’ARN ? À quoi ressemble-t-elle?
- ~ 150 protéines et 5 ARN
- Ressemble aux ribosomes
L’épissage est sous la dépendance de quoi? Nommez le terme francophone et anglophone.
- Fra : PRNpn (petites ribonucléoprotéines nucléaires)
- Ang : snRNP.
Le noyau contient des petits ______ de _____ à _______ nt appelés ______ _______ _______.
- ARNs
- 100 à 300
- petits ARNs nucléaires (ang : snRNA, fr :ARNpn)
Quelle est la différence entre la séquence des ARNm des organismes eucaryotes et les organismes procaryotes ?
- Eucaryotes : la séquence est parsemé d’ARN qui ne code pas (introns)
- Procaryotes : La séquence d’ARN est toujours codante et n’est pas entrecoupée d’introns.
Nommez les molécules qui sont présentes sur le complexe initiale en partant de 5’ vers 3’. (machinerie du spliceosome).
U1, BBP + site de branchement A, U2AF65, 35.
Qu’est-ce qui se passe entre le complexe initiale et le complexe ‘A’?
Le snRNP U2 déplace BBP et favorise l’extrusion de A au point de branchement → crée un renflement au site A.
L’extrusion de A au point de branchement fait en sorte de…?
Rendre disponible la catalyse.
Quelle protéine joue un rôle important dans les déplacements et les réarrangements du spliceosome et son désassemblage ?
La protéine DEAD-box.
Qu’est-ce qui se passe entre le complexe A et le complexe B ?
Il y a l’entrée de trois nouvelles petites ribonucléoprotéines nucléaires (snRNP), soit U6, U4 et U5 (recrutement par U1 et U2). Celles-ci causent la séparation de U2AF65 du complexe A → conversion en complexe B.
Décrivez le premier réarrangement qui se passe lors du passage du complexe B au complexe C (site catalytique).
Un premier réarrangement du spliceosome remplace U1 par U6 au site 5’ de l’intron → interaction doit être brisée pour permettre la liaison de U6.
Décrivez le deuxième réarrangement qui se passe lors du passage du complexe B au complexe C.
Il y a éjection de U4 et placement du site U2 et U6 côte à côte pour former le site catalytique.
Que se passe-il lorsque le complexe C est finalement atteint ?
La première et la deuxième réaction de trans-estérification ont lieu. Il y a donc formation de la structure en lasso (libération de l’intron sous cette forme) et jonction des deux exons.
Le site actif du spliceosome est composé ___________.
D’ARN
Les nombreux réarrangements pour former le complexe C (site actif) sont basés sur des interactions _____ _____, ce qui _________ les erreurs possibles lors de l’épissage.
- ARN-ARN
- Minimiserait
Qu’est-ce qu’un ribozyme?
C’est un ARN qui a une activité enzymatique.
VRAI OU FAUX : les introns du groupe 1 sont plus grands que les introns du groupe 2.
Faux, ils sont plus petits.
VRAI OU FAUX : il existe plusieurs types d’introns et plusieurs complexes spliceosomes.
Vrai
Dans quel groupe sont les introns qui sont enlevés par auto-épissage (grâce à l’activité ribozyme)?
Introns des groupes 1 et 2.
Pourquoi est-ce que l’ARN est chargée négativement?
En raison des groupes phosphates.
L’épissage des introns de groupe 1 ressemble à l’épissage des introns par le spliceosome. Première étape :
3’-OH de __ ____ forme une liaison _________ avec 5’ de ________.
- G libre
- phosphodiester
- l’intron
L’épissage des introns de groupe 1 ressemble à l’épissage des introns par le spliceosome. Deuxième étape : 3’-OH de _______ __ forme une liaison phosphodiester avec ____ de ______.
- l’exon 1
- 5’
- L’exon 2
L’épissage des introns de groupe 1 ressemble à l’épissage des introns par le spliceosome. Troisième étape : 3’-OH de _______ libéré forme une liaison phosphodiester avec le __________ du nt _______
- L’intron libéré
- phosphate
- 5’
Par quoi est facilitée, in vivo, la structure tertiaire particulière des introns du groupe 1?
Par des protéines qui masquent les charges négatives des groupements phosphates.
Est-ce vrai qu’en solution saline de concentration appropriée (in vitro), plusieurs protéines sont nécessaires afin de former le site actif ?
Faux, aucune protéine n’est nécessaire pour former le site actif.
Qu’est-ce qui est présent dans les introns du groupe 1 pour identifier le site 5’ de l’épissage ?
Une séquence guide interne. (IGS)
Qu’est-ce qui serait relativement fréquent si les PRNpn n’étaient pas assistés ?
Des erreurs dans la reconnaissance des sites d’épissage.
Si les PRNpn n’étaient pas assisté il y aurait notamment deux types d’erreur, nommez les.
- La non-reconnaissance d’un site d’épissage 3’ (excision non souhaitée d’un exon).
- La reconnaissance d’une séquence ne correspondant pas à un site d’épissage (pseudo-sites).
Combien de mécanisme assure la fidélité de l’épissage ?
2
Premier mécanisme assurant la fidélité de l’épissage : des facteurs reconnaissant les sites 5’ et 3’ d’épissage sont associés au domaine CTD de l’ARN pol II. En cours d’élongation, ces facteurs sont…?
transférés sur l’ARN dès l’émergence des sites (cette reconnaissance est Co-transcriptionnelle).
Deuxième mécanisme assurant la fidélité de l’épissage : des séquences présentes dans les exons (ESE) sont reconnues par des protéines riches en sérine et arginine. Ces séquences recrutent spécifiquement….? Ceci assure…?
Les complexes du spliceosome U2AF (3’ de l’intron) et U1 (5’), ce qui assurent que les sites utilisés sont les bons (près des exons!) → encourage le processus de désunification de l’exon.
- Donc : U2AF est du côté 3’ de l’intron, et U1 est du côté 5’.
Les séquences qui recrutent le spliceosome sont riches en quoi ?
Sérine et arginine ( protéine SR ).
Est-ce vrai de dire que la jonction des exons n’est pas toujours linéaire ?
Oui
Est-ce véridique de dire que quelques pré-ARNm sont épissés par un spliceosome mineur ?
Oui.
La reconnaissance des sites est-elle la même pour le spliceosome majeur que pour le mineur ?
Non, différence au niveau des sites reconnus et des protéines utilisées.
Quel est l’ordre d’apparition des méthodes d’épissage?
Introns de groupe II, spliceosome mineur et finalement spliceosome majeur.
Que permet l’épissage alternatif?
De créer de la variabilité car création de plusieurs ARNm.
Comment l’épissage alternatif peut se produire ?
- Façon normale
- saut d’un exon
- extension d’un exon par épissage interne d’un intron
- absence d’épissage d’un intron
- Exclusion naturelle de certains exons
Un épissage alternatif survient surtout quand il y a un bout d’intron avec un _____ _____ dans l’ARNm et qu’il en résulte _____ ______ de traduction de la protéine.
- codon stop
- l’arrêt prématuré
L’épissage alternatif le plus fréquent est la présence ou l’absence d’un ________ complet.
exon
VRAI OU FAUX : Dans 10% des cas d’épissage alternatif, il s’agit de paire d’exons. La présence d’un exon exclut l’autre.
Vrai (“cassette exon”)
Combien de mécanisme peuvent conduire à l’exclusion mutuelle ?
3
Nomme le premier mécanisme conduisant à l’exclusion mutuelle
L’encombrement stérique.
Comment l’encombrement stérique peut conduire à l’exclusion mutuelle ?
La présence de U1 au site 5’ de l’intron 2 empêche U2 de se lier au point de branchement du même intron.
ou
La présence de U2 au point de branchement de l’intron 2 empêche U1 de se fixer au site 5’ du même intron.
Nomme le deuxième mécanisme conduisant à l’exclusion mutuelle et explique le.
Site d’épissage pour le spliceosome majeur et le spliceosome mineur. → car pas les mêmes séquences qui sont reconnues.
Nomme le troisième mécanisme conduisant à l’exclusion mutuelle et explique le.
Dégradation des ARNm avec un codon stop interne (NMD) → dans ce mécanisme, toutes les combinaisons d’épissage se produisent, mais les ARN qui ont 2 codons stop sont dégradés.
Pour certains organismes, le nombre d’épissage alternatif est tellement _______ qu’il faut un mécanisme particulier pour faciliter l’épissage.
Grand
Dans l’épissage alternatif, qu’est-ce qui dicte le site d’épissage ?
Il s’agit de la formation de structures secondaires alternatives au niveau de l’ARN de l’intron qui sépare deux exons contigus.
Près du site 5’ de l’intron, on retrouve un séquence __________ qui peut s’apparier avec l’une de plusieurs séquences ‘sélectrices’ ________, localisées à l’intérieur de ________.
- Séquence d’ancrage (Docking sites)
- alternatives
- l’intron
Qu’est-ce qui régule l’épissage alternatif en étant présent ou absent dans certains tissus.
Des amplificateurs d’épissage se liant soit à l’exon (ESE) ou à l’intron (ISE) et des répresseurs ou “silencers”.
Les activateurs font partie de la famille des protéines __ et les répresseurs sont souvent des protéines qui n’ont pas de domaine __.
- SR
- RS
Décrivez comment se passe l’épissage régulé par un activateur :
Sur l’ARNpm, il y a un ‘splicing’ site et un ‘splicing enhancer’. S’il n’y a pas d’activateur qui se positionne sur le ‘ splicing enhancer’, alors l’ARN ne sera pas épissée.
Qu’est-ce qu’un domaine RS? Quel est son rôle?
- Domaine riche en arginine et en sérine situé dans le groupement C-terminal (au bout de la protéine).
- Son rôle est de “négocier” les interactions entre la protéine SR et les protéines dans la machinerie de l’épissage.
Nomme les 3 observations qui suggèrent que le maintient des introns chez les eucaryotes favorise l’évolution.
- Exons représentent très souvent des domaines protéiques ayant une fonction unique.
- Plusieurs gènes ont évolués par la duplication d’exons.
- Plusieurs exons, très similaires, se retrouvent dans des gènes différents er codant pour des protéines ayant des fonctions très variées.
Certains ARNm subissent une modification de séquence après leur synthèse:
- Modification par __________(apolipoprotéine B).
- Ajout ou délétion ________.
- Modification par substitution.
2. Ajout ou délétion d’uracile.
Le complexe enzymatique responsable de l’ajout ou de la délétion d’uracile est __________ et requiert comme matrice des ARN guides (ARNg)
L’éditosome
Donnez deux exemples d’édition de l’ARN:
- Substitution d’une cytosine par une uracile afin de traduire l’ARNm en une plus petite protéine chez l’humain. La transformation créer un codon stop ce qui diminue de beaucoup la taille de la protéine.
- Chez la trypanosome, l’addition d’uracile sur plusieurs ARNm est essentielle pour permettre la synthèse d’une protéine viable !
L’ARNm mature est associée à plusieurs _______(aux niveau de la coiffe et de la queue poly-a, mais aussi à la _______ des exons).
- plusieurs protéines
- la jonction
Le transport vers le ________ est un mécanisme _______ et certaines des protéines de liaisons _______
comportent des signaux spécifiques pour le _________.
- le cytoplasme
- mécanisme actif
- liaisons d’ARN
- transport
Qu’implique le ratio de taille entre les exons et les introns?
cela implique que la recombinaison a plus de chance de se produire dans les introns que dans les exons.
En résumé, nomme 5 promoteurs bactériens.
- Région -10
- Région -10 étendue
- Région -35
- Élément UP
- Discriminateur
