Chapitre 6 (Transcription et contrôle expression des gènes) Flashcards
Pourquoi l’instabilité de l’ARN est fondamentale ?
Pour la modulation de l’expression de gènes
Définir le Le ‘dogme central’, de l’ADN aux protéines (et l’expression de l’information)
Une portion de l’ADN est transcrite pour produire un ARN complémentaire puis cet ARN est traduit en protéine.
Expression de l’information génétique: l’information est utilisée pour diriger la synthèse des protéines qui assurent les activités cellulaires.
Qu’est-ce qu’un gène ?
Un segment d’ADN qui est transcrit dans le but d’exprimer l’information génétique qu’il code ou de le transformer en une forme plus utile pour la cellule
Peux-tu me décrire l’organisation des génomes chez les procaryotes et chez les eucaryotes ?
Procaryotes :
-> Leur génome est compact
-> Dans les génomes des procaryotes, l’ADN représente
pratiquement que des gènes codant pour des prots ou de
l’ARN
Eucaryotes :
-> 45% du génome est constitué de séquences
moyennement répétées (Non codante, mais essentielles
pour la régulation de la transcription)
-> 3% de séquences hautement répétitives
-> Séquences uniques (Introns, séquences de régulation)
-> 1,4% séquences codantes
Dans quelle partie de la cellule, la traduction de l’ARN se réalise dans chez les procaryotes et chez les eucaryotes?
toutes les étapes (Réplication, Transcription et Traduction) se réalisent dans le cytoplasme chez les procaryotes
tandis que chez les eucaryotes, la traduction se fait dans le cytoplasme et la transcription dans le noyau
Quelles sont les différentes sections de l’ADN (5) chez une bactérie et quelles sont leur rôle ?
ADN:
1- Opérateur : c’est une séquence de régulation, de contrôle
de la transcription. (Soit une augmentation de la
transcription ou une réduction). Elle peut bloquer la
transcription. Elle va être reconnue par des protéines qui
vont être spécifiques à l’opérateur.
2- Promoteur : Site de fixation de l’ARN polymérase
3- Codon start : Séquence reconnue pour la transcription par
l’ARN polymérase
4- ORF (Open reading frame) : Phase ouverte de lecture
5- Un terminateur : Fin de transcription pour l’ARN
polymérase
Peux-tu me décrire comment se la terminaison (2 types) dans la transcription de l’ADN chez les bactéries ?
Terminaison :
Terminateur Rho indépendante :
Se réalise à une localisation spécifique = Région palindromique (On peut lire dans le sens inverse) suivie d’un résidu T. Cette région peut se replier sur elle-même afin de former une épingle. Cette région sera suivie d’une série de UUUU (Liaisons moins fortes) => Se détache
Terminateur Rho indépendant :
Nécessite l’intervention d’une protéine appelée facteur rho (ρ) afin de couper l’ARN messager au lieu de nécessité une épingle
Comment l’ARN polymérase bactérienne peut être positionner sur le bon site et dans la bonne direction sur le brin ?
Les deux gros doigts bleus (Facteur σ) reconnaît les deux séquences -35 et -10 du promoteur (Un doigt sur -35 et l’autre sur -10).
Positionne l’ARN polymérase au site correct et dans la bonne direction.
ADN polymériae Déroule l’hélice d’ADN à -10
Peux-tu me décrire comment se fait l’élongation dans la transcription de l’ADN chez les bactéries ?
L’élongation : Le premier nucléotide est en général un ATP ou un GTP. Celle-ci se réalise en ajoutant des ribonucléotides dans le sens 5’ -> 3’
Vrai ou faux, dès que l’ARNm est disponible, les ribosomes s’y fixent afin de synthétiser des peptides
Vrai
Dés qu’une extrémité 5’ de l’ARNm est disponible, des ribosomes s’y fixent pour entamer la traduction.
Que permettent les opérons chez les bactéries ?
Les opérons sont des séquences d’ADN permettant l’expression coordonée des gènes.
Peux-tu me donner un exemple du rôle des opérons chez les bactéries?
L’opéron lac (lactose) qui code des protéines impliquées dans le métabolisme du lactose (Servent toutes à l’absorption du lactose) :
- Beta-Galactosidase : Enzyme qui catalyse l’hydrolyse du
lactose en monosaccharides
- Lactose perméase : Transporte le lactose vers l’int. de la
cellule
- Transacétylase : Enzyme qui catalyse l’acétylation de beta
galactoside
Comment l’expression des gènes présents sur l’opéron lac peuvent être empêchés/permis d’être transcrit chez les bactéries ?
Empêchés :
Gène de régulation est transcrit et produit un répresseur actif qui viendra se fixer sur le site opérateur juste avant l’opéron ce qui bloquera le passage de l’ARN polymérase, donc il n’y aura pas d’enzymes de synthétisées
Permis :
Gène de régulation est transcrit et produit un répresseur actif qui est inactivé par l’allolactose (Transformation du lactose lorsque présent) ce qui l’empêche de se fixer sur le site opérateur. À cet effet, l’ARN polymérase pourra passer et il y aura des enzymes de synthétisées pour la digestion et abs du lactose
Quel est la différence entre l’opéron lac et l’opéron trp par rapport au répresseur chez les bactéries ?
Contrairement au répresseur de l’opéron lac, le répresseur de l’opéron tryp est inactif en absence de son ligand (tryptophane) et ne se fixe pas sur le site opérateur et devient actif lorsque le tryptophane est présent et se fixe pour bloquer l’expression des gènes de l’opéron
Vrai ou faux, le brin matrice des eucaryotes ne possèdent pas d’opéron
Vrai
Peux-tu me nommer les 3 caractéristiques de l’empaquetage de l’ADN et comment cet empaquetage affecte la transcription chez les eucaryotes ?
1- L’ADN des eucaryotes est empacté dans les nucléasomes
2- La chromatine hautement condensée a tendance à être
inactive d’un point de vue transcriptionnel
3- Le degré d’empaquetage est contrôlé en partie par des
modifications covalentes des histones formant le coeur
des nucléasomes
=> L’addition ou l’ablation de divers groupes modifie les
histones et modifie la structure de la chromatine ce qui
promouvoir ou empêcher l’expression des gènes
Peux-tu me décrire les 3 modifications des histones et comment cela influence son interaction avec l’ADN chez les eucaryotes ?
1- Acétyle (Acétyltransférase) :
Ce groupement chargé négativement vient s’ajouter à
l’arginine (K) qui devient neutre ce qui modifie l’attraction
entre l’ADN et les histones puisque l’ADN est chargé
négativement, donc permet à l’ADN de se dérouler pour
rendre l’accès libre à l’ADN polymérase
2- Méthyle (Méthyltransférase) :
Ce groupement est chargé négativement et vient s’ajouter
à la lysine (R) et c’est le même principe que pour l’acétyle
3- Phosphoryle (Kinase) :
Groupement négatif repoussant l’ADN
Qu’est-ce que le complexe de remodelage de la chromatine chez les eucaryotes ?
C’est un complexe protéique qui effectue le remodelage de la chromatine pour exposer l’ADN afin d’interagir avec la machinerie de transcription
=> En faisant intervenir des groupements protéiques, par
exemple (Acétyle, méthyle, phosphoryle)
Vrai ou faux, la méthylation fait partie d’un marquage ou de silencing de l’ADN qui ne contient pas de gènes chez les eucaryotes ?
Vrai, c’est un processus de modification qui n’est pas relié au code génétique (épigénétique). De plus, les traits héréditaires ne sont pas uniquement dériviés de la génétique classique. C’est au-delà de cela puisque ça peut venir de si la cytosine est méthylée ou pas.
Qu’est-ce que la boîte TATA chez les eucaryotes ?
C’est une séquence contenue dans le promoteur et c’est là ou la transcription commence chez les eucaryotes
Qu’est-ce que les facteurs de transcription généraux et les facteurs de transcriptions spécifiques chez les eucaryotes ?
=> Ceux-ci reconnaissent les promoteurs des eucaryotes
1- Les facteurs de transcription généraux sont nécessaires à
l’assemblage d’un appareil de transcription et au
recrutement de l’ARN polymérase
2- Les facteurs de transcription spécifiques augmentent ou
diminuent le taux de transcription dans certains types de cellules ou en réponse à des signaux
Quelles sont les 4 étapes de l’initiation de la transcription par les facteurs de transcriptions généraux chez les eucaryotes ?
=> Requiert 5 protéines TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF et TFIIH
1- TFIID se fixe à TATA et TFIIB se fixe aux séquences BRE
2- TFIID a une activité histone acétyltransférase
(décompactage)
3- TFIIE rejoint le complexe et recrute TFIIH qui est un hélicase qui
déroule l’ADN de façon ATP-dépendante
4- TFIIF interagit avec le brin non matrice pour stabiliser la
bulle de transcription
=> TAF = Facteurs associés de transcription
Comment les amplificateurs et les silenceurs agissent sur le brin matrice de l’ADN chez les eucaryotes ?
Ceux-ci agissent à distance du promoteur (120kb en amont ou en aval du site de démarrage de la transcription)
Des protéines (activateurs ou répresseurs = facteurs de
transcription) se fixent aux amplificateurs pour soit activer
ou désactiver la fonction spécifique d’un gène
Un complexe protéique appelé médiateur relie l’activateur
lié à l’amplificateur à la machinerie de transcription par un
repliement en attente de la transcription
=> Diapo 43
Comment les hormones et la signalisation par Ras et stéroïdes agissent amplifient l’expression des gènes chez les eucaryotes ?
1- Les hormones stéroïdes activent directement des
protéines de liaisons à l’ADN, donc sont eux-même des
facteurs de transcription
2- La signalisation par Ras active directement plusieurs
facteurs de transcription
Quelles sont les 3 types d’ARN polymérase chez les eucaryotes et leur rôle respectif ?
1- ARN polymérase : Transcription des ARNr
2- ARN polymérase II : Transcription des gènes codants des protéines
3- ARN polymérase III : Transcription des ARNt et autres
petits ARN
Comment s’effectue la terminaison de la transcription chez les eucaryotes (2 étapes) ?
1- Une séquence de polyadénylation AAUUAAA sert de signal
à un complexe protéique qui clive (coupe) l’ARN et le
rallonge d’une séquence poly (A) => On rentre dans la
phase de maturation
2- La réaction de clivage de l’ARN déclenche la terminaison
de la transcription
Comment s’effectue la maturation de la transcription chez les eucaryotes (2 étapes) ?
1- Les ARNm eucaryotes reçoivent une coiffe en 5’ et une
queue poly (A) en 3’
2- La maturation de l’ARN commence dès que le transcrit
émerge de l’ARN polymérase
Quels sont les rôles de la queue poly (A) en 3’ et de la coiffe en 5’ sur un brin d’ARN chez les eucaryotes ?
1- Protection contre les exonucléase
2- Transport de l’ARN, vers le cytoplasme pour la traduction
-> (queue poly (A)
De manière générale, quel est le rôle de l’épissage lors de la maturation de l’ARNm chez les eucaryotes ?
=> Retirer les introns par excision et le raboutage des exons.
=> Tout cela ce réalise avant même que l’ARN polymérase ait
fini de transcrire
Quelles sont les étapes de l’épissage dans la maturation de l’ARNm chez les eucaryotes ?
=> Effectué par le spliceosome (Complexe de 5 molécules de
petits ARN = snARN et plus d’une centaine de protéines)
1- Le spliceosome reconnait des séquences conservées à la
jonction intron - exon
2- Appariement de bases entre les séquences conservées de
l’ARNm et des séquences des snARN
3- Extrémité 5’ est coupée et se fixe au site de ramification
4- Les exons sont réunis, le spliceosome se désagrège
Quel est sont les 2 désavantages et l’avantage de l’épissage de l’ARNm chez les eucaryotes ?
Désavantages :
1- Processuss d’épissage est complexe et offre de nombreuses opportunités pour que les choses se déroulent mal
2- Plusieurs maladies génétiques concernent des épissages défectueux
Avantage :
- Épissage alternatif pouvant offrir une variétés de protéines
grâce à la modulation des exons et introns
=> Augmentation de de la variation de l’expression
génétique
Les ARNm sont continuellement synthétisés et dégradés (durée de vie 1h - 24h), de quoi dépend sa vitesse de dégradation ?
La durée de vie dépend de la vitesse de dégradation de la queue poly (A) par l’exonuclase Désadénylase
Des ARN peuvent être produits de façon endogène et sont appelés petits ARN interférants (siARN) et micro ARN, quelles sont les 5 étapes de la régulation post transcriptionnelle lors de l’utilisation des siARN chez les eucaryotes ?
1- Production d’un ARN qui se replie sur lui-même en
épingle à cheveux (Élongation)
2- Une ribonucléase Dicer coupe l’ARN double brin et génère
des segments de 20-25 nucléotides
3- Le siARN se fixe sur le complexe multiprotéique appelé
RISC
4- L’ARN double brin est séparé en simple brin grâce à une
hélicase et une nucléase
5- Le brin restant sert de guide à RISC pour trouver une
séquence complémentaire et de s’y fixer
6- Un composant de RISC est une protéine appelée
Argonaute clive l’ARNm le rendant impropre à la
traduction
