Chapitre 8 Régulation de la transcription procaryote Flashcards
Qu’est l’expression génique différentielle?
La régulation de l’expression génique dépendamment de l’environnement
À quoi sert l’expression génique différentielle chez les bactéries?
Permet de ne pas exprimer ce dont elles n’ont pas besoin à un moment précis
À quoi sert l’expression génique différentielle chez les org. multicellulaires?
Permet de réguler la différenciation cellulaire lors du développement
Quelles protéines permettent la régulation des gènes?
Les activateurs et répresseurs. Les ARN régulateurs peuvent aussi avoir un rôle dans la régulation
Quel est le lieu où la régulation de l’expression se fait le plus souvent?
Se fait le plus souvent au niveau de l’initiation de la transcription, mais peut se faire à divers étapes de la transcription et même durant l’épissage
De quoi dépend le taux de base de la transcription des protéines?
De la force du promoteur et de la sous unité sigma de l’ARN pol
Vrai ou faux : l’ARN pol peut initier la transcription n’impote ou sur l’ADN
Vrai, c’est la sous unité sigma qui oblige l’initiation aux sites des promoteurs
Comment son organisés les gènes chez les procaryotes?
En opérons, car les transcrits sont polycistroniques
Qu’est un opéron?
Un segment d’ADN régulé par un promoteur qui controle l’expressions de plusieurs gènes ayant des fonctions physiologiques similaires ou ayant une même réponse à l’environnement
Qu’est l’opérateur de l’opéron?
Un segment de l’ADN récepteur de signaux chimiques pouvant répresser la transcription de l’Opéron.
Explique le mécanisme d’action standard de régulation de la transcription
Des prot régulatrices lient l’ADN à des sites spécifiques et inhibent ou activent la transcription du gène. Les 2 agissent par interférence avec l’ARN pol. Répresseurs se lie au site opérateur et bloque pol.
Activateur augmente l’affinité de pol pour le promoteur
Explique le mécanisme de régulation de la transcription indirect par allostérie
L’ARN pol se fixe au promoteur mais est incapable de faire la transition vers le complexe ouvert.
Un activateur vient alors se fixer et induit le changement de conformation permettant la transcription
Explique le rôle allostérique de l’activateur NtrC en carence d’azote
↓conc. azote induit action kinase de NtrB qui ajoute un Pi sur NtrC. NtrC-P se lie à l’ADN en amont du gène glnA et agit sur sigma54 (allostérie) pour permettre l’ouverture du complexe et la transcription.
Pourquoi glnA a besoin de régulation allostérique?
Elle code pour la glutamine synthétase qui fixe le NH4 ce qui ↑con. azote ds la cell, mais requiert bcq d’ATP. Activation du gène que lorsque ↓conc. azote cytosolique
Explique le mécanisme de régulation de la transcription indirect par distorsion de l’ADN
L’espace entre les boites -35 et -10 est trop grand, il peut accueillir l’ARNpol-σ70 mais l’initiation ne se produit pas car les séquences ne sont psa alignées correctement. On a besoin d’un activateur qui va tordre l’ADN et permettre la transcription
Explique comment l’activateur MerR permet l’expression de l’opéron Mer en présence de mercure
L’activateur inactif MerR est lié à l’ADN entre les boites -35 et -10 qui ne sont pas en configuration optimale. Le mercure vient alors lier MerR l’activant. MerR tord l’ADN rapprochant les deux boites et permettant la bonne configuration permettant la transcription de l’opéron
Comment ce fait il que la présence de MerR sur le promoteur n’empêche pas la liaison de l’ARNpol?
La conformation 3D permet à Pol de se placer audessu de l’ADN, soit de l’autre côté que MerR
Explique le mécanisme de régulation de la transcription à distance
Le site de liaison de l’activateur ou répresseur est assez éloigné du promoteur. Il se crée alors une boucle dans l’ADN rapprochant la prot avec l’ARNpol. L’activateur NtrC agit justement à distance
Explique le mécanisme de régulation de la transcription par rétention de l’ARN polymérase
Plutot que d’empêcher la liaison de pol, il la retiennent au promoteur
L’opéron gal régule sa transcription grâce la rétention de l’ARNpol. Explique ce qui se produit en présence et en absence de galactose
En absence de gal : répresseur se lie près du promoteur, l’ARNpol se lie et le répresseur interagit avec elle l’empêchant de transiter vers le complexe ouvert.
En présence de gal : répresseur se dissocie et l’opéron peut être transcrit
Comment nomme-t-on une molécule qui dissocie un répresseur (ex le galactose dans l’opéron gal)?
Un inducteur
Explique le mécanisme de régulation de la transcription par antiactivation
Un dimère permettant le recrutement de l’ARNpol se lie différement dû à un changement de l’environnement et cause la formation d’une boucle maintenant une forte répression de l’opéron
L’opéron arabinose régule sa transcription grâce la liaison d’un dimère araC. Explique ce qui se produit en présence et en absence d’arabisone
En présence d’arabinose : araC se lie aux sites I1 et I2, ce qui recrute l’ARNpol par l’unit situé en I2 adjacent au promoteur. La transcription est activée
En absence d’arabinose : Conformation du dimère change, araC se lie en I1 et en araO2 situé bcq plus loin. Induit la formation d’une boucle ui empêche la liaison de pol au promoteur
AraC a-t-il un rôle de d’activateur ou de répresseur?
Les deux, ça dépend de l’environnement
Quel est l’activateur et le répresseur de l’opéron lac?
lacI, lié à l’opérateur est le répresseur
CAP est l’activateur
Quel est le rôle de chacune des protéines produites par l’opéron lac
Lac Y transporte le lactose et thiogalactosides
LacA les détruits
LacZ hydrolyse le lactose en glucose et galactose
L’activateur de l’opéron Lac CAP s’associe à l’ADN dans quelle condition?
En absence de glucose. Lorsque le glucose est épuisé, l’adenylate cyclase fait ↑conc. AMPc qui s’associe à CAP qui peut lier l’ADN
Que cause la liaison de CAP sur l’ADN?
Une courbure de l’ADN au niveau du promoteur ce qui active la transcription jusqu’à 50X
De quel façon LacI vient inhiber l’opéron lac?
LacI est exprimé constitutivement. En absence de lactose pour le bloquer, lacI se lie à l’opérateur ce qui cache une partie du promoteur et empêche ARNpol de se lier.
Comment agit l’opéron lac en présence de glucose et de lactose?
Lactose bolque le répresseur lacI, mais CAP ne se lie pas à l’ADN en raison de la faible conc. de AMc dû au glucose.
Résulte une faible transcription de l’opéron
Comment agit l’Opéron lac en absence de glucose et de lactose?
Répression par LacI qui n’est pas bloqué par le lactose
Pas de transcription
Comment agit l’opéron lac en présence de lactose et absence de glucose?
LacI est bloqué par le lactose, CAP est lié = forte transcription de l’opéron
Comment agit l’opéron lac en absence de lactose et présence de glucose?
Pas de CAP et répression par LacI
= aucune transcription
Quel type de séquences sont reconnues par la plupart des activateurs et répresseurs bactériens?
Des séquences constitués de 2 répétitions inversés (palindrome) où chacun des monomères se lient au demi-site
Comment les activateurs et répresseurs reconnaissent ils les séquences de l’ADN?
Ils possèdent une structure conservée hélice-coude-hélice. Une hélice sur la charpente et l’autre qui reconnait l’ADN au sillon majeur
Comment se lie spécifiquement LacI à l’ADN?
La séquence de l’opérateur est une répétition inverse, chaque sous-unité du tétramère se lie à un demi-site. Ainsi LacI lie l’opérateur adjacent au promoteur, mais aussi un second opérateur auxiliaire entrainant la formation d’une boucle, empêchant la liaison de l’ARNpol
Vrai ou faux : Il existe 2 opérateurs auxilières de lacI
Vrai, un en amont et un en aval de l’opérateur adjacent au promoteur. LacI en lie un seul
De quelle molécule dépend CAP pour se lier à l’ADN?
AMPc
Comment se lie spécifiquement CAP à l’ADN?
CAP-AMPc se lie au domaine CTD de la sous unité alpha de l’ARNpol (à ne pas confondre avec la queue CTD de l’ARNpol eucaryote) qui stabilise pol pol au promoteur
Combien y a-t-il de taux de transcription des opérons lac et gal?
3 : zero, un peu, beaucoup
Que cause la mutation de gène répresseur lacI sur la transcription de l’opéron lac? (I-)
La production avec ou sans lactose. La quantité dépend uniquement de la présence de glucose ou non
Que cause la mutation de l’opérateur sur la transcription de l’opéron lac? (Oc)
La production avec ou sans lactose. LacI ne peut pas se lier au promoteur. La quantité dépend uniquement de la présence de glucose ou non
Que sera la production de l’opéron lac chez une bactérie possédant une mutation I- mais possédant un plasmide intact?
lacI produit par le plasmide peut venir inhiber les deux promoteurs. La production est possible uniquement un présence de lactose
Que sera la production de l’opéron lac chez une bactérie possédant une mutation (Oc) mais possédant un plasmide intact?
L’opéron muté va produire peut importe vu qu’il ne peut être inhibé par lacI. La plasmide agit normalement
Qui sont les chercheurs ayant découvert le modèle opéron?
Jacob et Monod en 1965
Pourquoi utiliser IPTG plutôt que le lactose lors de l’étude de l’opéron?
Permet de concerver la conc. de lactose tout au long de l’expérience car c’est un analogue non-hydrolysable du lactose
Comment tester la présence de β-galactosidase (gène
lacZ) et de la perméase (lacY)?
En observant les phénotypes. Soit le pigment bleu de la bactérie lorsqu’on utilise le x-gal comme substrat, ou l’incorporation de lactose radiomarqué
Quel facteur sigma est responsable du métabolisme de l’azote?
Sigma 54
Comment choisi-t-on quel facteur sigma se liera à l’ARNpol?
Les différents facteurs compétitionnent pour les ARNpol. La quantité de facteur reflète la priorité de la cell en fonction de son environnement.
Comment assure-t-on l’expression ordonnée dans le temps des gènes du bactériophage?
La succession des sous-unités sigma assurent la chronologie des événements
Explique le cycle lytique et le rôle des facteurs sigma dans la transcriptions des gènes du bactériophage
Le promoteur des gènes précoces du bactériophage sont reconnus par le facteur σ bactérien. σbact se lie au génome du bactériophage et transcrit le gène codant pour σ28 (le gène précoce). σ28 vient alors compétitionner pour pol et remplace σbact permettant la transcription des gènes intermédiaires (σ34 et gènes d’assemblages) qui possède un promoteur σ28. σ34 est transcrit, compétitionne, lie l’ARNpol et transcrit les gènes tardifs (qui induit la lyse)
Que sont les gènes précoces?
σ28 et gènes codant pour les prot du bactériophage
Que sont les gènes intermédiaires?
σ34 et gènes d’assemblages/enzymes
Que sont les gènes tardifs?
Gènes permettant l’induction de la lyse bactérienne
Que sont les sARN?
Des petits gènes de 80-110pb qui s’aprient aux ARNm et régulent la traduction
Comment les sARN contribuent à la régulation de la traduction des ARNm?
En entrainant la dégradation des ARNm en recrutant les endo/exonucléases
Stimulent la traduction un libérant le site RBS (ribosome binding site), ou inhibent en le cachant
De quelle façon les sARN cachent le RBS
En se liant complémentairement au RBS le rendant inaccessible
De quelle façon les sARN libèrent les RBS?
En liant complémentairement la tige-boucle qui bloquait le site. En liant la boucle, celle-ci se défait libérant le RBS
Qu’est un aptamère?
La formation de la structure secondaire 3D en 5’ est sensible à la concentration d’un métabolite précis et lie spécifiquement cette molécule. L’ARN détecte lui même la présence ou non de cette mol
Les aptamères sont présents chez les procaryotes ou les eucaryotes?
Les deux
Que sont les riboswitch?
La plus ancienne méthode de régulation de l’expression des gènes. C’est l’ARNm qui se replie pour former un aptamère pouvant stimuler ou inhiber sa traduction/transcription en présence de modulateur
Où se trouve la région formant la structure secondaire du riboswitch?
Près du signal de terminaison ou d’une région RBS
De quelle façon la formation du riboswitch peut provoquer la terminaison de la transcription?
Provoque la liaison de 2 terminateurs formant une tige-boucle qui fait décrocher l’ARN pol avant la séquence codante
Comment la liaison d’un modulateur influence la régulation du riboswitch?
En changeant la conformation de l’ARNm replié agissant comme une switch ON/OFF
De quelle façon la formation du riboswitch peut bloquer la traduction?
Par liaison de la séquence RBS à une séquence complémentaire libre formant une tige-boucle empêchant le ribosome de s’associer
Qu’est la séquence leader du riboswitch?
La conformation sans modulateur
Explique la terminaison de transcription répressant l’expression du gène en présence du métabolite
La séquence leader contient une boucle anti-terminator permettant l’expression du gène.
L’ajout du modulateur forme un anti-antiterminator changeant la conformation provoquant le terminaison
Explique la terminaison de transcription activant l’expression du gène en présence du métabolite
La séquence leader contient une boucle terminator qui provoque la terminaison de la traduction. L’ajout du métabolite forme une boucle antiterminator permettant l’expression normale du gène
Explique la Translation d’initiation permettant l’activation du gène en présence du métabolite
Une séquence retient la pol dans la séquences leader. L’ajout du métabolite forme un antiséquestor qui ne retient plus pol et permet la transcription
Explique la translation d’initiation qui ne permet pas l’expression du gène en présence du métabolite
La séquence leader ne retient pas pol (antisequestor), mais l’ajout du métabolite forme un anti-antisequestor qui retient la pol qui ne peut pas transcrire le gène
Explique la régulation de l’opéron riboflavine
Chez gram+, l’opéron riboflavine est précédé d’une séquence leader qui ne code aucune prot mais peut adopter 2 formes distinctes. En absence de flavine, La séquence anti-termination se forme, masquant la séquence de terminaison et permet la transcription de l’opéron. En présence, la structure avec un terminateur actif est favorisé
Qu’est la régulation par ribocommutateurs?
Synonyme de riboswitch.
Signifie interrupteur On/OFF de la transcription/traduction
Quels sont les 5 mécanismes standards de régulation de l’expression génique?
Indirect-allostérie Distorsion de l'ADN À distance Rétention de l'ARNpol Antiactivation
