Chapitre 18 : régulation génétique chez les procaryotes

Question 1

L’étape de régulation la plus commune est celle de ? Pourquoi la régulation se passe-t-elle à cette étape?

Answer 1

• L’initiation.

- Plus intéressant énergiquement et la régulation est beaucoup plus simple à cette étape.

Question 2

Chez la bactérie, combien de séquences d’ADN contrôlent la transcription ?

Answer 2

2

Question 3

Le site (séquence) opérateur qui, pour la plupart du temps chevauche le promoteur, est lié par un \_\_\_\_\_\_\_.
Il y a donc \_\_ transcription.

Answer 3

• Répresseur

- aucune

Question 4

Le site de liaison à un “activateur”, qui est localisé en ________ du promoteur, entraîne une ______ de la transcription.

Answer 4

• Amont

- stimulation

Question 5

Que fait un activateur?

Answer 5

C’est une séquence qui aide la fixation de l’ARN pol au promoteur.

Question 6

Que se passe-t-il quand les sites opérateurs et répresseurs ne sont pas occupés ?

Answer 6

La transcription est à un niveau de base (très faible, mais constitutive).

Question 7

Qu’est-ce qui favorise l’isomérisation afin de passer de l’étape du complexe fermé à l’étape du complexe ouvert (régulation par allostérie)?

Answer 7

L’activateur.

Question 8

Est-ce vrai qu’il est rare qu’un site activateur soit localisé près d’autres sites de liaison ?

Answer 8

C’est faux, ce n’est pas du tout rare. Ex : site activateur et l’interaction avec le site promoteur d’ARN pol).

Question 9

Vrai ou faux : un activateur ne peut pas avoir d’interaction avec un site de liaison situé à distance.

Answer 9

Faux, il peut. Cependant, l’ARN devra posséder une courbure induite ou non par des protéines. (cooperative bindings)

Question 10

À quoi servent les protéines architecturales (bending protein)?

Answer 10

Elles facilitent les contacts à distance entre l’activateur et l’ARN pol.

Question 11

Que se passe-t-il dans les cas les plus simple de l’activation par recrutement?

Answer 11

Un activateur fait contact avec l’ARN pol.

Question 12

Activation par recrutement : Parfois, très souvent chez les eucaryotes, il y a liaison coopérative entre plusieurs activateurs pour?

Answer 12

Stimuler la transcription à un niveau plus élevé ou déclencher la transcription (seule la liaison de plusieurs activateurs conduit à la transcription).

Question 13

Décrivez ce qu’est l’activation par allostérie ?

Answer 13

En modifiant la conformation de l’ARN pol ou de l’ADN au site promoteur, la régulation par allostérie active la régulation.

Question 14

Que régule très souvent l’activation par allostérie ? Donne un exemple.

Answer 14

• La fonction des régulateurs (activateurs ou répresseurs).

- Par exemple, CAP doit être modifiée par AMPc pour se lier au site activateur.

Question 15

Qu’est-ce qu’un opéron ?

Answer 15

C’est lorsque des gènes contigus sur le chromosomes des procaryotes sont associés à des éléments de contrôle qui co-régulent leur expression.

Question 16

Un opéron transcrit donne un….?

Answer 16

ARNm polycistronique.

Question 17

De quoi est composé l’opéron lactose chez E.coli?

Answer 17

De 3 gènes :

• LacZ : B-galactosidase (lactose en sucre simple)
• LacY : perméase pour lactose (permet son entrée)
• LacA : Transacétylase

Question 18

• En présence de glucose la concentration d’AMPc faible, ce qui implique….?
• En présence de lactose, le répresseur LacI….?
• Résultat : la transcription est ….?

Answer 18

• Que CAP ne peut pas se lier au site activateur.
• Ne peut pas se lier au site opérateur.
• Au niveau de base

Question 19

• En présence de glucose la concentration d’AMPc faible, ce qui implique….?
• En absence de lactose, le répresseur LacI….?
• Résultat : la transcription est ….?

Answer 19

• Que CAP ne peut pas se lier au site activateur.
• Se lie au site opérateur.
• Annulée (aucune transcription).

Question 20

• En absence de glucose, la concentration d’AMPc élevée, ce qui implique….?
• En présence de lactose, le répresseur LacI….?
• Résultat : la transcription est ….?

Answer 20

• Que CAP se lie au site activateur.
• Ne peut pas se lier au site opérateur.
• Au niveau activé.

Question 21

Le site de liaison à la protéine CAP est localisée en….?

Answer 21

En amont du site promoteur.

Question 22

Le site opérateur où se fixe LacI chevauche ____________, ce qui empêche l’ARNpol….?

Answer 22

• Le site promoteur.

- De se lier au promoteur.

Question 23

Comment doivent être modifiés l’activateur CAP et le répresseur LacI pour se fixer au séquences régulatrices?

Answer 23

• Doivent tous deux être modifiés par allostérie, en liant :
  CAP → lie l’AMPc
  LacI → lie l’allolactose (produit par B-galactosidase)

Question 24

Qu’induit la liaison de CAP à l’AMPc? Qu’est-ce que cela permet?

Answer 24

Un changement de conformation permettant au domaine de liaison à l’ADN d’interagir avec sa séquence cible.

Question 25

Comment se fait la liaison CAP ou du répresseur LacI?

Answer 25

Par des motifs hélice-coude-hélice de dimères, à deux demi-sites (sillon mineur).

Question 26

CAP est constitué de combien de domaines? Nomme les.

Answer 26

• 2

- Domaine de liaison à l’ADN et domaine d’activation qui interagit avec d’autres protéines.

Question 27

Que permet le domaine de liaison dans le cas de CAP? Comment?

Answer 27

Permet le recrutement de l’ARN pol au site promoteur par contact avec le domaine alpha-CTD.

Question 28

Est-ce qu’on peut facilement substituer les domaines de liaison à l’ADN et d’activation ?

Answer 28

Oui, CAP peut remplacer l’élément UP (localisé en amont des promoteurs forts bactériens) au site de liaison → transcription forte.

Question 29

L’expression de tous les opérons bactériens impliqués dans le métabolisme des sucres est activée par _________? Via le ‘recrutement’ direct (ex. Opéron Lac) ou indirect de ________ par des interactions avec d’autres protéines (contrôle combinatoire).

Answer 29

• la liaison CAP-AMPc

- l’ARN pol

Question 30

Est-ce vrai de dire que l’expression des gènes peut être contrôlée par une succession de facteurs (sigma) ?

Answer 30

Oui.

Question 31

Qui a découvert les principes de régulation génétique?

Answer 31

Jacob et Monod.

Question 32

Comment Jacob et Monod ont-ils identifié les séquences régulatrices (opérateur et site d’activation) et les protéines CAP et LacI?

Answer 32

En isolant plusieurs mutants défectifs ou exprimant de façon constitutive les enzymes métabolisant le lactose.

Question 33

Qu’est-ce qui empêche LacI de se fixer sur l’ADN et conduit à l’expression constitutive des gènes de l’opéron Lactose?

Answer 33

Des mutations au niveau du site opérateur.

Question 34

Que se passe-t-il lorsque les conditions du milieu sont pauvres en azote?

Answer 34

La bactérie induit un signal pour phosphoryler l’activateur NtrC (modification par allostérie).

Question 35

Que fait la protéine NtrC une fois qu’elle est phosphorylée? Qu’amène ceci?

Answer 35

Elle se lie a un site de liaison à distance du promoteur, et son activité ATPase induit un changement de conformation à l’ARN pol pour favoriser le complexe ouvert (régulation par allostérie).

Question 36

Qu’est-ce que MerR?

Answer 36

Il s’agit d’un activateur qui contrôle l’expression des gènes impliqués dans la détoxification du mercure.

Question 37

Quel est le problème de boîtes -10 et -35 du promoteur MerT? Qu’implique ceci?

Answer 37

• Elles sont trop distantes pour permettre l’initiation de la transcription (liaison de l’ARN pol se fait mais pas l’initiation).
• En absence de mercure, MerR maintient cette conformation et il n’y a aucune transcription.

Question 38

Que se passe-t-il en présence de mercure?

Answer 38

MerR-Hg2+ subit un changement de conformation (allostérie) → ceci force une torsion de l’ADN et place les séquences -10 et -35 en position favorable pour la formation du complexe ouvert.