Chapitre 9 : Régulation de la transcription Flashcards
Qu’est-ce que le taux de base de la transcription?
Combien d’ARNm transcrites / Unité de temps
Quand se passe la régulation la plus fréquente?
Durant l’initiation de la transcription
Sur quoi dépend le taux de base?
La force du promoteur et de la sous-unité σ associée à l’ARN pol
Par quoi est influencée la liaison de la transcriptase?
Les facteurs de transcription spécifiques
Que font les différents facteurs de transcription spécifiques?
Ils compétitionnent pour les ARN polymérases
Que contrôle les protéines régulatrices?
L’expression génique
Qu’est-ce qu’une expression génique et comment on la mesure?
L’expression génique est les gènes utilisés
On la mesure avec les ARNm produits ou avec les protéines
Sur quoi les activateurs et les répresseurs agissent par interférence?
ARN pol
Quel est le mécanisme standard du répresseur?
Il se lie à l’ADN sur le site opérateur (à l’intérieur du promoteur) et empêche la liaison de l’ARN pol
Quel est le mécanisme standard de l’activateur?
Il se lie à l’ADN et à l’ARN pol, augmentant son affinité pour le promoteur = recrutement par liaison coopérative
Qu’est-ce que l’allostérie et quel niveau de structure protéine est affecté?
L’allostérie est un changement de forme de la protéine et le niveau affecté est le niveau tertiaire (3D)
Comment fonctionne le mécanisme d’induction d’allostérie chez ARN pol?
Pol se fixe normalement au promoteur, mais ne peut faire la transition vers le complexe ouvert
La transcription ne peut commencer que lorsque l’activateur se fixe et induit le changement de conformation de pol pour ouvrir le complexe
Que se passe-t-il lors d’un manque d’azote?
La protéine NtrC est phosphorylée et devient active, elle lie l’ADN en amont du promoteur et interagit directement avec σ54 (allostérie) : pol passe en complexe ouvert
Existe-t-il un taux de base de la transcription pour le gène glnA?
Non (avantageux car économie d’ATP)
Comment fonctionne le mécanisme d’action qui est la distance?
Souvent les sites de liaison des répresseurs et activateurs sont voisins des promoteurs
Ils peuvent cependant être relativement éloignés
On pourra alors les rapprocher physiquement en repliant l’ADN (parfois à l’aide d’une protéine architecte)
Vrai ou faux : l’activateur NtrC agit à distance?
Vrai
Pourquoi un répresseur peut agir à distance?
Pour cacher les gènes (qu’ils rentrent dans la boucle de l’ADN)
Qu’est-ce que le mécanisme d’action de rétention de l’ARN pol?
Un répresseur tient pol et l’empêche de se détacher de son promoteur (ne cache pas mais retient sur place)
Un exemple de mécanisme d’Action par antiactivation?
Opéron arabiose ( type de sucre)
Que se passe-t-il quand il y a de l’arabiose sur araC?
AraC se lie sous forme de dimère aux sites l1 et l2
La transcription est activée (recrutement de l’ARN pol par la moitié de l’araC qui se trouve sur l2)
Que se passe-t-il quand il n’u a pas d’arabiose sur araC?
La liaison d’araC ;a araO2 forme un boucle dans l’ADN, ce qui maintien une forte répression de l’opéron
La conformation du dimère araC change : un monomère reste lié à l1 et le second se lie `s un site distant, araO2
La transcription n’est pas activée
Existe-t-il un taux de base de la transcription pour cet opéron (celui avec araC)?
Très faible taux de base mais présent car l’ADN est flexible donc elle peut bouger un peu et il y a de minces changes que le site soit découvert un petit peu
L’atténuation rapel quel mécanisme?
La terminaison intrinsèque
Qu’est-ce que la terminaison intrinsèque?
Un épingle et une série de U
Qu’est-ce que trpR?
Un répresseur
Qu’est-ce que trpL?
Un atténuateur (leader qui contrôle la régulation de l’atténuation)
Qu’est-ce que trpE-A?
Des enzymes responsables de la synthèse du tryptophane
Quel est l’objectif de l’atténuation de l’opéron tryptophane?
Devancer la terminaison de la transcription lorsque la concentration de tryptophane est déjà élevée
Que possède le début de l’ARN de trpL?
4 régions (1, 2, 3 et 4) qui peuvent former des structures tige/boucle
Quelles sont les deux possibilités des tige-boucles avec les régions?
1-2 et 3-4
2-3 (1 et 4 restent célibataire)
Que se passe-t-il quand la région 2 est transcrite?
Elle forme une tige/boucle avec la région 1
Cette structure provoque un arrêt de pol
Pendant ce temps, la traduction du peptide leader est initiée (traduction co-transcriptionnelle)
Que se passe-t-il si la bactérie a du tryptophane disponible dans son cytoplasme?
Il est incorporé au peptide (trpL)
Le ribosome poursuit la traduction du trpL jusqu’au codon stop, il défait la structure 1-2 et se détache
Pol reprend son travail et la transcription se poursuit jusqu’aux régions 3 et 4
Encore une fois, une tige/boucle se forme entre 3 et 4
La région 4 est suivie d’une séquence de 8 U - il y a terminaison (intrinsèque) de la transcription
Est-ce que l’opéron trp est produit en présence de tryptophane?
Non
Que se passe-t-il s’il n’y a pas de tryptophane disponible dans le cytoplasme?
Le ribosome s’arrête aux 2 codons UGG de trpL
Pour se rendre à ces codons, il défait la tige/boucle 1-2 et reste bloqué sur la région 1
La transcription se poursuit et les régions 2 et 3 forment tige/boucle
La région 3 n’est donc plus disponible pour former la boucle de terminaison avec la région 4 et la transcription se poursuit - l’opéron est transcrit au complet
Comment le ribosome fait pour traduire le reste de l’opéron vu qu’il est bloqué à trpL?
Il va y avoir d’autres ribosomes car devant chaque trpL il y a la séquence qui peut attirer la petite sous-unité ribosomale donc ils peuvent venir s’attacher pour chacun des gènes suivants
Est-ce que tous les mécanismes d’action n’agissent qu’au début de la transcription?
Non, certains agissent sur l’ARNm en élongation ou complété
Que sont les sARN et que font-elles?
C’est des séquences de 80-110 pb codées par des petits gènes
Elle s’apparient avec des séquences complémentaires sur les ARNm
Quels sont les 3 cas que font les sARN?
1) Entraînent la dégradation des ARNm (recrutent end/exo)
2) Inhibent la traduction (en cachant le site RBS)
3) Stimulent la traduction (en libérant le site RBS)
Vrai ou faux : les riboswitch (ribocummutateurs) sont très communs chez les eucaryotes, mais on suspecte leur existence chez les procaryotes?
Faux, c’est l’inverse
Qu’est-ce que les riboswitch?
C’est une structure secondaire (aptamère) dans la partie 5’ de l’ARN stabilisée par la liaison d’un métabolite ou une autre molécule spécifique
Que font les riboswitch?
Comme ils se trouvent à proximité d’un signal de la terminaison de la transcription ou d’une région RBS (début de traduction), ça va déterminer l’expression du gène soit en induisant la terminaison de la transcription, soit en empêchant le ribosome de se fixer
Que fait le blocage de la traduction par riboswitch?
La liaison de la séquence RBS à une séquence complémentaire libre forme une tige/boucle qui empêche le ribosome de s’associer à l’ARN
Avec quoi l’initiation de la transcription eucaryote peut être régulée?
Les protéines répresseurs (inhibiteurs) et activateurs
Qu’est-ce que l’enhancer (amplificateur)?
Séquence d’ADN qui fixe des facteurs régulateurs de transcription, ce qui a pour conséquence d’augmenter la transcription de gènes situés en aval ou en amont – ils peuvent agir à une grande distance des gènes
Que fait l’isolateur (indice : mur)?
Élément spécifique d’ADN contrôlant l’action des facteurs régulateurs
Situé entre un enhancer et un promoteur, un isolateur inhibe l’activation du gène induite par l’activateur
Que font les gènes rapporteurs?
C’est des gènes qui codent une protéine dont la présence se mesure facilement
Très souvent il s’agit d’une enzyme dont il est facile de mesure l’activiter
Comment fait-on la fusion du promoteur?
C’est les enzymes de restriction et plasmides d’expressions et on insère les plasmides dans les bactéries qu’on veut étudier
Que permet le remplacement de blocs d’ADN dans un promoteur?
ça permet la caractérisation des éléments impliqués dans la régulation
Que permet la mutation de nucléotides spécifiques?
ça permet de caractériser précisément les motifs impliqués
Qu’est-ce la majorité des eucaryotes ont?
Différents domaines capables de reconnaître l’ADN qui ont une hélice qui s’insère dans le sillon majeur?
Que fait l’homoédomaine (qui est constitué de plusieurs hélices)?
Une hélice reconnaît la séquence d’ADN dans le sillon majeur et les autres servent à un bon positionnement
Souvent 2 homéodomaines différents travaillent en équipe = hétérodimères
Quel est l’avantage d’un hétérodimère sur un monomère/homodimère?
La séquence reconnue va être reconnue va être plus longue donc elle va être plus spécifique (sillon majeur = 10 nt donc dans un dimère il y en a 0 et c’est encore plus spécifique)
Hétérodimères = 10 différents 2 fois
Homodimères = 10 pareils 2 fois
Que fait le doigt de zinc?
Il utilise un atome de zinc pour stabiliser l’hélice alpha qui s’insère dans le sillon majeur de l’ADN
Une protéine régulatrice peut contenir plusieurs doigts de zinc l’un à la suite de l’autre, allongeant d’autant la séquence d’ADN reconnue
De quoi est formée l’agrafe à leucine?
De deux hélices alpha qui s’insèrent dans les sillons majeurs voisins
Que font les régions dans les hélices ayant des leucines?
Ces régions se collent ensemble par des interactions hydrophobes
Grâce à cela, les deux hélices s’enroulent une sur l’autre
Elles peuvent former des homo ou des hétérodimères
À quoi ressemble l’élice-boucle-hélice?
À l’agrafe à leucine, mais elle est formée par 4 hélices alpha qui sont reliées 2 à 2 via une région relâchée (la boucle) et ensemble par des régions à leucines
Qu’est-ce que l’hétérodimérisation augmente?
Les possibilités de séquences régulatrices
Vrai ou faux : on peut lier un monomère activateur à un inhibiteur?
Vrai, il va profiter du motif de reconnaissance de l’ADN de l’activateur
Que forment les domaines activateurs?
Des surfaces adhésives capables d’interagir avec plusieurs autres protéines
Vrai ou faux : les activateurs agissent directement sur l’ARN pol?
Faux, c’est rare
Quels sont les deux trucs que les activateurs peuvent recruter?
1) Indirectement polymérase à travers le complexe médiateur ou des facteurs de transcription généraux
2) Des facteurs modificateurs des histones qui altèrent la chromatine pour permettre l’accès à des sites de liaison spécifiques sur l’ADN
De quels façon les répresseurs peuvent-ils agir (3)?
1) Interférer avec les activateurs (compétition pour le site de liaison ou blocage)
2) Interagir avec le complexe d’initiation (à travers le complexe médiateur) et inhiber la transcription
3) Compacter la chromatine et rendre les gènes inaccessibles (recrutement des protéines capables de modifier la chromatine)
Description des isolateurs?
C’est des protéines de liaison à l’ADN qui collaborent à l’organisation du génome en domaines transcriptionnels distincts en s’associant à des séquences précises un peu partout dans le génome
Comment se forme le mur (isolateur)?
Certaines protéines se lient à l’ADN sur des régions situées entre un promoteur et son activateur
Ces protéines empêchent l’activateur d’agir sur un promoteur, mais sans directement inhiber l’un ou l’autre
Vrai ou faux : les isolateurs peuvent aussi bloquer l’inhibition due à la modification de la chromatine?
Vrai
Quel est le seul isolateur connu chez les mammifères?
le CCCT-binding factor (ou CTCF)
Que peut faire l’ajout de CH3?
ça provoque une répression de la transcription
La queue méthylée recrute des protéines responsables de la formation d’hétérochromatine
Que fait l’ajout d’acétyle ou du P?
Neutralise la charge (+) de l’histone et elle interagit moins bien avec l’ADN → l’ADN peut être déroulé plus facilement
Par quoi les histones acétyl transférases sont recrutées par quoi?
Les activateurs
Que permet l’acétylation?
Le recrutement de facteurs spécifiques
Peut aussi créer un site de liaison pour des protéines contenant des bromodomaines
Qu’est-ce qu’un bromodomaine?
Un motif de 4 hélices alpha capable de s’attacher sur les histones acétylées
Que contient une des sous-unités de THIID et que cela lui permet-elle?
Elle contient un bromodomaine et ça permet à TFIID de se lie plus facilement à un promoteur situé sur un nucléosome acétylé
Que se passe-t-il une fois que la chromatine est déroulée?
Le promoteur devient accessible et la transcription peut commencer
Par quoi sont recrutés les complexes remodeleurs de la chromatine et que font-ils?
Ils sont recrutés par les facteurs de transcription et ils déroulent la chromatine
De quoi ont besoin les complexes remodeleurs de la chromatine et pourquoi?
D’ATP
L’énergie est utilisée pour permettre une redistribution des liens entre l’ADN et les histones
Comme les histones sont tenus par des liens non-covalents (surtout liens H), que peuvent-ils faire?
Ils peuvent être déplacés de leur ADN déroulé légèrement par glissement
Qu’arrive-t-il avec les séquences méthylées?
Elle sont reconnues par des protéines spécifiques qui recrutent à leur tour des histones désacétylases et des histones méthylases : provoque la formation de l’hétérochromatine et la région devient impossible à transcrire
Vrai ou faux : certains gènes sont maintenus silencieux par méthylation de l’ADN de leur région promotrice?
Vrai
Comment la méthylation peut être maintenue lors des mitoses?
La réplication étant semi-conservative, le nouvel ADN sera méthylé sur un seul brin
Les méthylases reconnaissent ces brins semi-mthylés et ajoutent un groupement méthyle au C du brin complémentaire
Qu’est-ce que les empreintes génétiques?
C’est un phénomène où une des deux copies (soit maternelle ou paternelle) est gardée silencieuse par la méthylation
Qu’est-ce que le contrôle combinatoire?
Des groupes de gènes peuvent être sous le contrôle d’un même élément en plus d’avoir une régulation spécifique pour chacun d’entre eux
Qu’est-ce que l’intégration du signal?
Deux conditions (ou plus) sont nécessaires pour obtenir la pleine expression
Que permet la liaison de toutes les protéines à LCR?
ça aide à dérouler localement la chromatine pour accéder aux gènes
Quelles sont les 4 possibilités de la chaîne 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 l’ADN
4) La liaison du facteur A peut directement modifier la chromatine et rendre le site B accessible
Comment s’exprime le gène HO chez s. cerevisiae?
Que lorsque la levure bourgeonne et seulement chez la mère
Que font les protéines SWI5 et SBF?
Elles contrôlent le gène HO et lient des multiples sites sur la chromatine
Que fait SWI5 quand il se lie à ses sites de liaison?
Il recrute un complexe de remodelage de la chromatine
Qu’arrive-t-il quand les sites de liaisons pour SBF sont révélés?
SBF peut se lier et recrute directement le complexe médiateur
Ce dernier interagit avec l’ARN pol et la transcription débute
SWI5 et SBF sont des….?
Activateurs
Quand est-ce que le gène du b-interféron s’exprime?
Lors d’une infection virale
Qu’est-ce que l’enhancéosome?
Un regroupement des activateurs
Une cellule mammifère typique exprime des récepteurs pour quoi?
Plus d’une centaine de molécules (signals)
Quelle est la fonction des signals?
Réguler l’activité de facteurs de transcription
Qu’interceptent les récepteurs membranaires?
Les signaux hydrophiles
Que prennent les récepteurs nucléaires?
Les signaux hydrophobes
Que contrôle TGFB?
La prolifération et la différentiation cellulaires
Que fait l’activation des récepteurs TGFB?
ça conduit à l’expression de plusieurs gènes sous le contrôle des séquences SBE
Que provoque la liaison de TGFB?
L’agrégation de ses récepteurs
Que se passe-t-il quand les récepteurs RTKs inactifs se lient à leur molécule signal?
Ils se dimérisent et activent leurs domaines kinases via la phosphorylation d’une tyrosine
Par quoi le récepteur RTK est activé?
Une horomone
Qu’est-ce que la protéine GRB2 et que possède-t-elle?
C’est un pont et elle possède deux domaines : SH2 se lie au récepteur RTK activé et le SH/ se lie avec la protéine Sos
Qu’est-ce que Sos?
C’est une GEF pour Ras : elle catalyse l’échange de GDP pour le GTP, ce qui active RAS
Quel est l’effet dans la cellule le plus commun de l’activation de Ras?
L’activation de la voie MAPK
Comment procède l’activation de MAPK par Ras?
Par une série de phosphorylations sucessives
Que fait MAPK quand elle est activée (3)?
1) Phosphoryle et active p90
2) MAPK et p90 pénètrent dans le noay, p90 phosphoryle et active SRF, MAPK phosphoyle et active TCF
3) 2 SRF et un TCF forment un complexe trimère, qui reconnaît et active la transcription de gènes portant un élément SRE
TCF et SRF sont des…?
Activateurs
Qu’est-ce que les hormones stéroïdiennes?
Un groupe composés liposolubles
Que sont les récepteurs nucléaires?
Des facteurs de transcription
Quels sont les points de la structure commune que partage les 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
Où sont localisés les récepteurs nucléaires hétérodimétriques?
Dans le noyau
Que se passe-t-il avec les récepteurs nucléaires hétérodimétriques en absence de leur hormone?
Ils se lient à l’ADN et agissent comme répresseurs
Qu’arrive-t-il quand les hormones spécifiques des récepteurs nucléaires hétérodimétriques pénètrent dans le noyau?
La structure de leur domaine activateur est modifiée, et ils activent la transcription
Où sont localisés les récepteurs nucléaires homodimétriques en absence de leur hormone spécifique?
Dans le cytoplasme
Dans les récepteurs nucléaires hétérodimétriques, qu’est-ce qu’induit la liaison de l’hormone?
La translocation du complexe à l’intérieur du noyau (le signal NLS devient visible)
Une fois dans le noyau, le récepteur peut se lier à l’ADN et induire la transcription de gènes spécifiques
