Chapitre 9 Flashcards
Qu’est l’étape la plus sensible de la transcription chez les EUCARYOTES
L’initiation
Vrai ou faux
Il existe une distribution homogène des sites de liaison des régulateurs de transcription dans le promoteur eucaryote.
Faux
Les sites de liaison des régulateurs de transcription ne sont pas nécessairement distribués de à manière homogène dans le promoteur.
Isolateur (Rôles, où, quoi, comment)
** Chez les EUCARYOTES **
Rôles:
- Contrôle l’action des activateurs
=> Inhibe l’activation du gène induite par l’activateur
- Ils collaborent à l’organisation du génome en domaine transcriptionnels distincts
Où: - Situé entre un enhancer et un promoteur
Quoi: - Les isolateurs sont des protéines de liaison à l’ADN
Comment: - En s’associant à des éléments isolateurs (séquences précises) un peu partout dans le génome.
Amplificateur (Quoi, rôle, comment, caractéristique)
** Chez les EUCARYOTES **
Quoi: - Séquence d’ADN
Rôle: - Augmenter la transcription de gènes situés en aval ou en amont.
Comment: - En fixant des facteurs régulateurs de transcription
Caractéristique: - Les enhancers peuvent agir à une grande distance des gènes (plusieurs dizaines de kb).
Définition d’un gène rapporteur
Il s’agit d’un gène qui code une protéine dont la présence se mesure facilement.
Critères d’un gène rapporteur (3)
1) Le gène doit être ÉTRANGÉ au génome de l’organisme modifié.
2) Le produit doit permettre une visualisation PRÉCISE de l’expression dans les tissus.
3) Le résultat doit être facilement QUANTIFIABLE afin de mesurer l’activité
du promoteur.
** Très souvent il s’agit d’une enzymedont il est facile de mesurer l’activité **
Définition: Protéine de fusion
Protéine comportant un tag ou un marqueur.
Gal4 (Quoi, rôle, qui)
Quoi: - Ils s’agit d’une protéines régulatrice
Rôle: - Active la transcription des enzymes nécessaire au métabolisme du galactose
Qui: - Chez la levure (EUCARYOTE).
Caractéristique de la structure des domaines de liaison à l’ADN chez les EUCARYOTES.
La majorité des domaines de liaison à l’ADN des EUCARYOTES sont formé d’une hélice qui s’insère dans le sillon majeur.
Nommer les 4 principales structures des domaines de liaison à l’ADN chez les EUCARYOTES.
1) L’homéodomaine
2) Le doigt de zinc
3) L’agrafe à leucine (Leucine zipper)
4) L’hélice-boucle-hélice
Structure de l’homéodomaine
- Chez les EUCARYOTES **
- Constitué de plusieurs hélices
- Une reconnait la séquence d’ADN dans le sillon majeur
- Les autres servent au bon positionnement sur la charpente - Forme souvent des hétérodimères
Avantage (1) lié aux hétérodimères vs monomère
Avantage combinatoire:
2000 facteurs de transcription peuvent réguler plus de 10000 gènes.
Structure du doigt de zinc
- Chez les EUCARYOTES **
- Utilise un atome de zinc pour stabiliser l’hélice alpha qui s’insère dans le sillon majeur (Liaisons avec le zinc modifie la structure 3D de la prot. régulatrice)
** Une prot. régulatrice peut contenir plusieurs doigts de zinc l’un à la suite de l’autre **
Structure de l’agrafe à leucine
- Chez les EUCARYOTES **
- Formée de 2 logues hélices alpha qui s’insère dans des sillons majeurs voisins (un 1/2 tour entre les 2)
- Interactions hydrophobes entre des résidus leucine associent les 2 hélices (Elle s’enroulent une sur l’autre)
** Peut former des homo ou des hétérodimères **
Structure de l’hélice-boucle-hélice
- Chez les EUCARYOTES **
- Formée de 4 hélices alpha reliées par une boucle (région relâchée)
- L’association entre les 2 sous-unités se fait par des régions riches en leucines (Sur les deux hélices)
- Les 2 motifs sont déjà dimérique, ils combinent la dimérisation à la formation d’une surface de contact avec l’ADN.
Structure des domaines activateurs chez les EUCARYOTES
- Chez les EUCARYOTES **
- Ils sont relativement peu structurés
- Hypothèse: Ils forment plutôt des surfaces adhésives capables d’interagir avec plusieurs autres protéines.
- Définit en fonction de leur contenu en AA.
Mécanisme des domaines activateurs (protéines régulatrices activatrices) chez les EUCARYOTES
- Chez les EUCARYOTES **
- Ils agissent rarement DIRECTEMENT su l’ARN pol.
- Ils peuvent recruter INDIRECTEMENT la polymérase
- à travers le complexe MÉDIATEUR ou
- à travers des FACTEURS généraux de la transcription. - Ils peuvent recruter des facteurs MODIFICATEURS des histones qui altèrent la chromatine pour permettre l’accès à des sites de liaison spécifique sur l’ADN.
Mécanismes d’action des répresseurs (protéines de régulation) chez les EUCARYOTES (3)
** Chez les EUCARYOTES **
1) Compétition ou Inhibition : Interférer avec les activateurs
=> Blocage ou compétition pour le site de liaison
2) Répression directe : Interagir avec le complexe d’initiation
=> Inhiber la transcription
3) Répression indirecte : Compacter la chromatine
=> Rendre les gènes inaccessibles
Isolateur chez les mammifères (Nombre, rôle, mécanisme)
Un seul est connu : CCCTC-binding factor (CTCF)
Rôles:
- Dirigent l’activation/répression de la transcription
Mécanisme:
- Il peut lier l’ADN dans plusieurs région du génome
=> Créer un mur entre l’amplificateur et le promoteur
** D’autres espèces en possèdent plus **
Règles générales (2) de la modification des histones
1) L’ajout du CH3 (méthylation)
(Recrute des prot. responsable de la formation d’hétérochromatine)
=> RÉPRESSION de la transcription
2) L’ajout d’acétyle (acétylation) ou du phosphate neutralise la charge + de l’histone.
=> Intéragit moins avec l’ADN
=> L’ADN peut être déroulé plus facilement
Nommer 2 domaines nécessaire aux protéines régulatrices chez les EUCARYOTES
- Chez les EUCARYOTES **
1) Le domaine de liaison à l’ADN
2) Le domaine activateur ou répresseur
- Chez les EUCARYOTES **
Vrai ou Faux
Les protéines régulatrices EUCARYOTES comme les histones acétyl transférases ne peuvent jamais recruter directement l’ARN pol.
Vrai
Parmi les 3 types de répresseur EUCARYOTES, lequel peut être fait à très grande distance?
Compacter la chromatine (Répression indirecte)
Vrai ou faux
L’isolateur empêche l’amplificateur de se lier à son site.
Faux
Empêche l’accès au promoteur
Vrai ou Faux
Toutes les espèces ont le même nombre d’isolateur (même variété)
Faux
1 seul chez l’humain
Très grande variété chez la drosophile
Vrai ou Faux
Les isolateurs ont un impact sur la structure 3D de l’ADN
Vrai
Vrai ou Faux
Suite à une modification des histones le promoteur est activé
Faux
La modification est nécessaire pour permettre l’initiation mais elle ne la déclenche pas forcément.
Rôles de l’Acétylation
1) RECRUTEMENT de facteurs spécifiques
- Au bon moment
- Au bon endroit
2) Peut créer un BROMODOMAINE
Exemple de facteur de transcription avec un bromodomaine
TFIID contient un bromodomaine
=> recruter de manière préférentiel
Structure d’un bromodomaine
Un bromodomaine est un motif de 4 hélices α capable de s’attacher sur les histones acétylées.
Les complexes remodeleurs de la chromatine sont recruter par? (2)
1) Les facteurs de transcription
2) Les queues N-terminales des histones
Vrai ou faux
Les complexes remodeleurs de la chromatine ont besoin d’ATP pour fonctionner
Vrai
Utilisée pour permettre une redistribution des liens ADN-Histones
Liaisons qui maintiennent les nucléosomes en place?
Liens non-covalents (surtout liens H)
Mécanismes (2) des complexes remodeleurs de la chromatine
1) Ils peuvent être “transférés”
vers un autre brin
2) L’ADN peut déroulé légèrement
par “glissement”.
Processus d’extinction de gènes
P.22-23
Entre les eucaryotes et les procaryotes, qui a la plus grande homogénéité dans le niveau de méthylation?
Les procaryotes sont plus homogènes
Particularité des régions CpG
On y retrouve la méthylation
=> Processus d’extinction des gènes
Rôles des méthylases (2)
1) RECONAISSENT les brins d’ADN mi-méthylés
2) AJOUTENT un groupement méthyle au C du brin complémentaire
** Permet le MAINTIENT de la méthylation dans un processus de réplication semi-conservateur **
Vrai ou Faux
Certains gènes sont exprimés en fonction de quel parent lui a donné
Vrai
Il s’agit du phénomène d’empreinte génétique (« imprinting »)
Mécanisme de l’empreinte génétique
Une des deux copies est gardée silencieuse par la méthylation
Exemples (2) du phénomène d’empreinte génétique
- Pour Igf2, la copie paternelle est allumée et la copie de la maternelle éteinte
- Pour H19, la copie maternelle est allumée et la copie de la paternelle éteinte
Entre les procaryotes et les eucaryotes, lesquels ont un plus grands niveau de complexité dans la combinaison des facteurs.
- Les eucaryotes sont plus complexes
- Les procaryotes intègrent quelques facteurs seulement (2-3)
Définition du concept de contrôle combinatoire
Plusieurs gènes sous le contrôle d’un même facteur en plus d’avoir une régulation spécifique pour chacun d’entre eux.
Définition du concept d’intégration du signal
2 conditions sont nécessaires pour obtenir la pleine expression des opérons Lac (présence lactose et absence glucose) ou Gal (présence galactose et absence glucose).
Formes de la levure (3)
1) Haploïde alpha
2) Haploïde a
3) Diploïde a/alpha
Exemple procaryote (1) de contrôle combinatoire
En absence du glucose, les opérons Lac et Gal sont activés par CAP.
Exemples eucaryote (2) de contrôle combinatoire
1) La levure p.27-28
2) Les gènes de la globine p.29
Définition d’un locus
Regroupement de gènes dans le génome
Contenu de la région LCR
Aka: Locus control region Contient: - Les éléments activateurs - Les éléments inhibiteurs - Les éléments isolateurs
Définition d’un opéron
Unité fonctionnelle de gènes qui opèrent sous le signal d’un même promoteur.
Quelles sont les possibilités (4) de la chaine régulatrice
1) La liaison des facteurs A et B peut être COOPÉRATIVE (ça prend les deux pour lier l’ADN)
2) La liaison de A et B forme un site de RECRUTEMENT pour une autre PROTÉINE.
3) La liaison du facteur A peut aider le RECRUTEMENT de FACTEURS REMODELANT de l’ADN
4) La liaison du facteur A peut directement MODIFIER LA CHROMATINE et rendre le site B accessible.
Exemple du gène HO chez la levure (chaîne régulatrice)
Expression du gène
A) Lorsque la levure bourgeonne, le gène HO s’exprime (seulement chez la cellule mère).
B) Sinon, le gène HO ne s’exprime pas
Régulation
1) Une protéine se lie à ses sites de liaisons 2) Elle recrute un complexe de remodelage de la chromatine 3) Libération des sites de liaison au complexe médiateur 4) Transcription
Les voies de signalisation sont régulées par des facteurs de transcription via (2)
1) Via leur transcription
2) Via leur activation (Changement de conformation, etc)
Récepteurs (2) des signaux hydrophiles
Interceptés par les récepteurs membranaires
1) Récepteurs de TGFβ 2) Récepteurs tyrosine-kinase (RTK)
Récepteurs (1) des signaux hydrophiles (hormones stéroïdiennes)
1) Récepteurs nucléaires
Mécanisme des récepteurs TGFβ
1) LIAISON du TGFβ
2) AGRÉGATION de ses récepteurs (RI + RII + RIII)
- Elles sont des kinases ( Ajoutent un phosphate)
3) PHOSPHORYLATION des récepteurs
4) PHOSPHORYLATION des protéines Smad3
=> Changement de conformation
5) LIAISON de Smad3-P à Smad4
=> Révèle un signal d’importation nucléaire (NLS)
6) DÉPLACEMENT du complexe jusqu’au noyau
7) Le complexe agit comme ACTIVATEUR de la transcription de gènes portant des éléments SBE.
Rôles des récepteurs TGFβ (2)
1) Contrôle la prolifération
2) Contrôle la différentiation cellulaires
Rôle des récepteurs tyrosine-kinase (RTKs)
1) Lier des facteurs de croissances ou autres petites protéines libérées localement et à de faible concentration.
Structure des récepteurs RTKs
Inactif
- Monomérique
Lorsqu’Ils se lient à leur molécule signal
- Ils se dimérisent - Phosphorylation d’une tyrosine (activation du domaine kinase)
Actif
- Dimère - Domaine kinases actif
Rôle de la cross-phosphorylation des tyrosines supplémentaires
Permet la reconnaissance des RTKs actives
=> Activation de la voie de signalisation Ras-MAPK
À faire
P.26-27-28 / p.43-44
Solubilité des hormones stéroïdienne
Liposoluble
Rôle des récepteurs nucléaires
Ils sont DES FACTEURS DE TRANSCRIPTION
Structures communes des récepteurs nucléaires (3)
• 1 domaine variable,
• 1 domaine de liaison à l’ADN - doigt de zinc
• 1 domaine de liaison à l’hormone qui est un domaine activateur de la transcription.
=> Dans certains cas ce domaine agit comme un répresseur en absence de son hormone.
Récepteurs nucléaires hétérodimériques
P.40
Récepteurs nucléaires homodimériques
P.40
Comment les ARN courts peuvent réprimer l’expression d’une protéine (3)
1) En inhibant la traduction de
l’ARNm
2) En dirigeant la destruction de l’ARNm
3) En réprimant directement le promoteur du gène.
Types (2) d’ARN courts pouvant réprimer l’expression d’une protéine
1) ARN interférent (ARNi)
2) MicroARNs (miARN)
Précurseur des ARNi
ARN double brin
Rôles (2) de l’enzyme Dicer
Il s’agit d’un RNase
- Elle reconnait les ARN double brin - Elle digère les ARN double brin en fragment ~20 NTDs
Rôle du complexe protéique RISC
1) Reconnait les ARNi
2) Dénature l’ARN pour produire de courtes séquences simple brin (Conversion active RISC)
=> p.42
Analyse de flowering Locus T
Par ajout/délétion de séquences régulatrices
- Ajout de gènes rapporteurs
Critères des gènes rapporteurs
- Leur présence se mesure facilement
- Gène étranger
- Visualisation précise
- Visualisation qualifiable
Structure des protéines régulatrices
Les activateurs et répresseurs sont typiquement modulaires
- Un domaine liant l’ADN - Domaine d’activation/inhibition
Gal4 (Rôle, où, structure)
Rôle: - Active la transcription des enzymes nécessaire au métabilsme du galactose chez la levure
Où: - Lie 4 sites situés 275pb en amont de GAL1
Structure: - Plusieurs domaines (liaison/activation)
Homéodomaine (Structure, rôle)
Structure: - Plusieurs hélices
Rôles:
- Reconnait la séquence d’ADN dans le sillon majeur (1 hélice) - Bon positionnement (les 3 hélices) - Forme souvent des HÉTÉRODIMÈRES
Avantages des hétérodimères
L’utilisation combinatoire d’un nombre limité du TF permet de contrôler finement le transcriptome (2’000 TF peuvent réguler 10’000 gènes)
- Augmente la complexité
Agrafe à leucine (Aka, structure)
Aka: - Leucine zipper
Structure:
- 2 longues hélices α
- Elles s’insèrent dans des sillons majeurs voisins
- Les 2 hélices sont associés par des interactions hydrophobes entre des résidus leucines. (Les 2 hélices s’enroulent)
=> Peut former des homo/hétérodimères
Structure des doigts de zinc
1) Un atome de zinc pour stabiliser l’hélice alpha (Sillon majeur)
- Liaison zinc et A.A. (Cys/His)
=> Modif. structure 30 protéines régulatrices
2) Une protéine régulatrice peut contenir plusieurs doigts de zinc, l’un à la suite de l’autre
=> Allonge la séquence reconnu
Rôles des doigts de zinc
1) Stabiliser les hélices α
2) Stabilise d’autres motifs
Structure hélice-boucle-hélice
1) Ressemble à l’agrafe à leucine
2) Formé de 4 hélices α reliées via une région retardés (BOUCLE)
3) Association entre les 2 sous-unités
** Ces 2 motifs ont déjà une unité structurale dimérique. Ils combinent la dimérisation à la formation d’un avec l’ADN **
Isolateur (Aka, Rôle, Où)
Aka: - Insulator
Rôle: - Contrôle l’action des activateurs
(Inhibe l’activation du gène transcrit)
Où: - Entre un ENHANCER et un PROMOTEUR
