Chapitre 8 Flashcards
Qu’est-ce qui module le taux de base de la transcription chez les procaryotes
1) Les protéines régulatrices
2) Plus les séquences -35 et -10 sont près du consensus
Effets des ribocommutateurs
Formation ou non de la structure secondaire
1) TERMINAISON de la transcription
- Liaison des 2 terminateurs
=> Tige-boucle décroche l’ARN pol. avant la séquence codante
2) BLOCAGE de la transcription
- Liaison de RBS à une séquence complémentaire libre
=> Tige-boucle qui empêche l’ARN pol. de s’associer à l’ADN
** La régulation peut être positive ou négative **
Où sont les ribocommutateurs?
- Dans la partie 5’ de l’ARN
- À proximiter d’un signal de terminaison de la transcription (en général)
- À proximiter d’une région RBS (Au début de la traduction)
Mécanisme de l’opéron gal
1) Si pas de galactose
- Le represseur lié à côté du promoteur
=> Empêche l’ARN pol. -> complexe ouvert
=> Inhibe la transcription (Jamais complètement)
** Le represseur maintient l’ARN pol. au promoteur **
2) En présence de galactose
- Le represseur se dissocie
=> ARN pol. peut échapper au promoteur
** Le galactose est un inducteur **
Ribocommutateurs (Aka, qui, structure)
Aka:
- Riboswitch - La plus ancienne méthode de contrôle de l’expression génique
Qui:
- Très commun chez les procaryotes - Peut-être chez les eucaryotes
Structure:
- Structure SECONDAIRE - Stabilisé par la liaison d’un MÉTABOLITE ou autres
sARN (Quand, où, effets)
Quand: - Pendant et après l’élongation
Où: - Sur des séquences complémentaires des ARNm
Effets:
1) DÉGRADATION des ARNm (Recrute endo et exonucléase)
2) INHIBE la traduction (Cache le site RBS)
3) STIMULENT la tradution (Libèrent le site RBS)
Types (2) de régulation de l’ARNm chez les PROCARYOTES
1) sARN
2) Ribocommutateurs
Sous-unité σ (Qui, rôles globales et spécifiques, types)
Qui: - Chez les procaryotes
Rôles globales: - Le facteur σ reconnait et lie les promoteurs
Types:
σ70: Reconnait et lie le promoteur de la plupart des gènes
σ54: Reconnait le promoteur du métabolisme de l’azote
** Différents facteurs σ compétitionnent pour les ARN pol.
Opéron trp (Qui, structure, similaire à)
Qui: - La plupart des gènes impliqués dans la synthèse d’A.A. (Chez E.Coli)
Structure:
- Début de l’opéron est composé de 4 régions qui peuvent former des tiges-boucles. - TrpL (Atténueur / leader) qui code pour un peptide de 14 A.A. dont 2 tryptophanes
Similaire au mécanisme de terminaison intrinsèque
Régulation par atténuation: Absence de tryptophane
1) Le ribosome S’ARRÊTE aux 2 codons UGG de trpL
=> Défait la tige 1-2 et reste bloqué sur la région 1
2) La transcription se poursuit
=> Formation d’une tige-boucle entre les régions 2-3
3) La région 3 n’est PAS DISPONIBLE pour former une boucle avec la région 4 (la transcription se poursuit)
=> L’opéron est TRANSCRIT AU COMPLET
Régulation par atténuation: Présence de tryptophane
1) Le tryptophane est incorporé au TrpL
2) Le ribosome poursuit la traduction jusqu’au codon-stop
3) L’ARN pol. poursuit la transcription jusqu’au segment 3-4
=> Formation d’une boucle 3-4
4) Terminaison intrinsèque (Région 4 est suivie de 8 uracils)
=> Opéron trp n’est PAS PRODUIT
Opéron lactose : En présence de lactose (2 possibilités)
A) Si la concentration de glucose est élevé
=> EXPRESSION FAIBLE
B) Si la concentration de glucose est faible
1) Augmentation de la concentration AMPc
2) AMPc se fixe à CAP (modifie sa conformation)
3) CAP se fixe à l’ADN et induit une courbure
=> ACTIVATION MAXIMALE
Opéron tryptophane (Fonction et objectif)
Fonction: - Assure l’expression des enzymes nécessaire à la synthèse de tryptophane
Objectif: - Devancer la terminaison de la transcription lorsque la concentration de tryptophane est déjà élevé
Opéron lactose : En absence de lactose
1) L’expression du répresseur lacl est CONSTITUTIVE
2) LacI reconnait et lie l’opérateur
=> Empêche l’ARN pol. de s’y lier
=> Opéron PAS EXPRIMER
Définition du contrôle combinatoire (+ 1 exemple)
Définition: - Plusieurs gènes contrôlés par un facteur
Exemple: - Absence du glucose
=> Activation des opérons Lac et Gal par CAP
Mécanisme de la protéine CAP
1) LIAISON de CAP à l’AMPc (OBLIGATOIRE)
2) LIAISON de CAP-AMPc au CTD de la sous-unité α de l’ARN pol.
=> STABILISE l’ARN pol. et le promoteur
** CTD n’est pas la mm chose que pour l’ARN pol. eucaryote **
Opéron lactose : Si la concentration de glucose diminue
1) ACTIVATION de l’adenylate cyclase
=> Augmente la concentration d’AMPc
2) L’AMPc s’associe à CAP
3) Cap peut induire UNE COURBURE à l’ADN qui augmente la transcription
Molécules (2) régulant l’opéron lactose
1) Glucose
2) Lactose
Rôles du répresseur LacI
1) Reconnait les 2 demi-sites (la séquence de l’opéron est UNE RÉPÉTITIONS INVERSE)
2) LIER les 2 opérateurs
Structure du répresseur LacI
- TÉTRAMÈRE
- Une hélice de reconnaissance qui s’adapte au sillon MAJEUR
- Une hélice d’accrochage sur la charpente de l’ADN
- Les deux hélices forme une structure hélice-coude-hélice **
Lac A (Quoi, rôle)
Quoi: - Thiogalactoside transacétylase
Rôle: - Dégradation des thiogalactosides
Lac Y (Quoi, rôle)
Quoi: - Lactose perméase
Rôle: - Transporteur de lactose/thiogalactoside
** Sans le transporteur, l’entrée est lente **
LacZ (Où, quoi, rôle)
Où: - Dans le cytoplasme
Quoi: - β-galactosidase
Comment: - Hydrolyse le lactose en glucose/galactose
** Allolactose (molécule signale): inducteur (régulation de l’opéron **
Gènes (3) de l’opéron lactose
1) LacZ
2) LacY
3) LacA
Mécanisme de l’opéron arabinose
1) En présence d’arabinose
- araC se lie sous forme de dimère aux sites l1 et l2 (promoteur basal)
- La transcription est activée via le recrutement de l’ARN pol.
2) En absence d’arabinose
- Changement de conformation du dimère
- Liaison d’une sous-unité du dimère à un site distant (ara02)
=> FORMATION D’UNE BOUCLE de répression de l’opéron
=> BLOQUE LA TRANSCRITPION
Organisation du génome PROCARYOTE (gènes, éléments)
Gènes PROCARYOTES:
- Généralement organisés en opérons - Transcrits POLYcistroniques (Codant pour plusieurs protéines)
Contient:
- Promoteur - Opérateur
Promoteur PROCARYOTE (nombre, rôle)
Nombre: - 1 seul
Rôle: - Régule l’expression de plusieurs gènes
Opérateur (Quoi, régulation)
** Chez les PROCARYOTES **
Quoi: - Segment d’ADN sur lequel un signal (molécule ou protéine) ira se lier.
Régulation:
- Lorsque le signal se lie
=> RÉPRESSION de la transcription de tout l’opéron
** L’activation de la transcription des opérons passe généralement par un site distinct de l’opérateur. **
Mécanisme de régulation génique (3)
1) Activateur/répresseur
- Protéine qui reconnaissent spécifiquement des séquences d’ADN (souvent au promoteur)
2) Compaction de la chromatine
- Régions en hétérochromatine (PAS accessible aux protéines régulatrices)
- Formation de boucle (Favorise l’intéraction des protéines régulatrices)
3) ARN régulateurs
- Interaction avec l’ADN
** Répondent aux conditions changeantes de leur environnement **
Activateur NtrC (Qui, quoi, objectif)
** Chez les PROCARYOTES **
Qui: - La glutamine synthase GlnA
Quoi:
- L’enzyme catalyse la dernière étape de la fixation de l’ammonium (NH4) - Son promoteur est reconnu par l’ARN pol. σ54 (Complexe formé stable) - Tant que la cellule a assez d’azote => ARN pol. bouge pas
Objectif: - Régulation de la transcription de GlnA
=> Permet de produire la glutamine synthase seulement s’il y a un besoin
=> Meilleure efficacité de l’utilisation d’ATP
=> Augmente le niveau cytosolique d’azote
Le mécanisme de l’activateur NtrC
1) Diminution de la concentration d’azote dans le cytosol
=> Activation de la kinase de NtrB
=> Phosphorylation de NtrC (=> NtrC-P)
=> Libération du NH4
2) NtrC-P se lie à l’ADN en amont du promoteur du gène GlnA
(Interagit DIRECTEMENT avec σ54)
3) ARN pol. devient un complexe ouvert
Activateur MerR (Qui, Rôle)
Qui: - Le facteur MerR
Rôle: -Contrôler l’expression du gène de l’opéron Mer (Doivent être transcrit lors de la présence de mercure)
=> L’opéron Mer permet la résistance au mercure)
Structure de l’activateur MerR
A) Le promoteur est de type σ70 mais l,espace entre les boites -35 et -10 est plus grand que dans la configuration optimale
=> Espace lié par MerR inactive
** Liaison du mercure à MerR **
=> Distortion de la séquence d’ADN (Changement de conformation)
B) Les boites -35 et -10 sont dans une position favorable
=> L’ARN pol. σ70 peut initié la transcription
Mécanismes indirects d’allostérie (Fonctionnement, exemples)
Fonctionnement:
- Parfois l’ARN pol. se positionne bien au promoteur mais n’arrive pas à induire la transition vers le complex ouvert. La liaison d’un activateur induit un changement de conformation dans l’ARN pol. qui pemet l’initiation de la transcription.
Exemples:
- Activateur NtrC - Activateur MerR
Mécanismes (2) pour rapprocher les protéines régulatrices et l’ARN pol.
1) En repliant l’ADN grâce à une protéine architecte
2) En interagissant avec d’autres protéines du complexe d’initiation de la transcription
Fonctionnement des mécanimes d’action standards (1)
Interférence avec l’ARN pol.
Protéines régulatrices (Rôles, types)
Lier l’ADN à des sites spécifiques (généralement à proximité des gènes qu’ils contrôlent:
Activateur:
- Se lie à l’ADN et à l’ARNpol.
=> Augmente l’affinité pour le promoteur (Recrutement par liaison COOPÉRATIVE)
=> Augmente le taux d’expression
Répresseurs:
- Se lie sur le site opérateur
=> empêche la liaison de l’ARN pol.
=> Diminue / bloque la transcription
