Contrôle de l'expression chez les eucaryotes

Question 1

Qu’est-ce qui différencie les cellules d’un organisme

Answer 1

Le degré d’expression des gènes

Question 2

où se situe le contrôle principal

Answer 2

au niveau de la transcription (au début de la transcription)

Question 3

Quel est le % d’ARNm qui est exprimé spécifiquement dans une cellule donnée

Answer 3

10%

Question 4

Quelles sont les 2 classes d’abondance

Answer 4

ARNm abondants: moins de 100 séq diff dans une cellule et ont 1000 à 10000 copies/ cellule
Classe complexe (ARNm rares): 10 000 seq diff et moins de 10 copies/cell

Question 5

Quelles sont les 2 techniques pour mesurer l’abondance

Answer 5

Les puces à ADN: synthétisation d’une puce sur oligo correspondant au gène et hybridation des ARNm isolés = détermine ARNm présents dans tissu
ARN-seq: Isolation de l’ARN du tissu, transcriptase réverse (ARNm en ADNc), séquençage des ADNc et mesure le nb de fois que l’ADNc est séquencé

Question 6

Dans quelle phase se produisent la réplication et la transcription

Answer 6

L’interphase (chromatine)

Question 7

Quels sont les 2 types de chromatine

Answer 7

Eurochromatine: peu condensée, régions exprimées, peu coloré

Hétérochromatine: condensée, pas exprimée, foncée

Question 8

Quels sont les 2 types d’hétérochromatine

Answer 8

Constitutive: dans toutes cell, à tout les stades cell, peu exprimée, faible densité
Facultative: pas toutes cell, certains stades

Question 9

où est le corpuscule de Barr

Answer 9

collé sur la paroi (inactif et condensé)

Question 10

où on retrouve les chromosomes polythènes et qu’est-ce

Answer 10

dans les glandes salivaires. c’est un alignement d’env brins d’ADN

Question 11

Par quelle enzyme la chromatine est facilement digérée

Answer 11

la DNAse I pancréatique

Question 12

Quelle protéine est importante pour la formation de sites sensibles à la DNAse I

Answer 12

Les protéines HMG (high mobility group proteins)

Question 13

Quelles sont les caractéristiques des protéines HMG

Answer 13

Migrent rapidement

Basiques

Question 14

Comment enlever les HMG de la chromatine

Answer 14

Sln NaCl qui entraine la perte de sensibilité à la DNAse I (Rx réversible)

Question 15

Quelles sont les 3 super-familles de protéines HMG

Answer 15

HMGB: lient ADN de façon non-spécifique
HMGA: lient régions riches en AT (AT hook)
HMGN: lient l’ADN sous forme de nucléosome

Question 16

Comment sont introduites les coupures dans l’ADN à des sites spécifiques et hypersensibles

Answer 16

lorsque la chromatine est traitée avec de très faibles concentrations de DNAse I

Question 17

Qui suis-je: tous les gènes actifs ont un ou plusieurs de ces sites

Answer 17

sites d’hypersensibilité à la DNAse I

Question 18

Qu’est ce qu’un pontage au formaldéhyde

Answer 18

formaldéhyde réagit avec les groupements NH2 des chaines latérales des Lys et Arg. Les autres molécules doivent être à moins de 2A du formaldéhyde pour qu’ils se lient de façon covalente

Question 19

Qu’est-ce que la technique F.A.I.R.E.

Answer 19

formaldehyde-assisted isolation of regulatory elements.
La technique permet d’enrichir les séquences qui correspondent aux sites d’hypersensibilité à la DNAse I, aux sites de début de transcription et aux promoteurs actifs

Question 20

Quelle est la méthode d’immunoprécipitation de la chromatine

Answer 20

chromatine avec protéine d’intérêt, pontage et fragmentation de la chromatine.
Anticorps fixé sur support solide et lavages à l’histone. Protéines restantes sont les protéines liées à l’ADN.
Renversement du pontage (65°) et purification de l’ADN (libère l’ADN de la chromatine)
Technique de PCR avec amorces spécifiques ou séquençage (identification de l’ADN)

Question 21

Que sont les locus control regions (LCR)

Answer 21

sites hypersensibles à la DNAse I, rôle dans l’expression des gènes B-thalassémie, reconnu par protéine dans cellule érythroide (restructuration de la chromatine, ce qui permet l’expression des gènes dans cette région)

Question 22

Qui suis-je: je suis constitué de multiples éléments et je me retrouve près des promoteurs par le biais de boucles dans l’ADN

Answer 22

LCR

Question 23

Quelles sont les 4 familles de complexes de remodelage

Answer 23

SWI/SNF
ISWI
CHD
INO80

Question 24

Quelles sont les 5 propriétés des familles de complexes de remodelage

Answer 24

1- affinité pour le nucléosome
2- domaines protéiques qui reconnait les histones modifiées
3- domaine ATPase dépendant de l’ADN
4- domaine/sous-unité régulant le domaine ATPase
5- domaine/sous-unité intéragissant avec les facteurs de transcription

Question 25

Quels sont les 4 effets que peut avoir le complexe SWI/SNF

Answer 25

repositionnement
éjection d’un octamère
déballement
éjection d’un dimère

Question 26

Quelles sont les 2 classes distinctes d’éléments du promoteur

Answer 26

Les éléments de base qui permettent l’assemblage de l’appareil de transcription de base (promoteur de base)
Les éléments activateurs qui sont reconnus de façon spécifique par des protéines qui augmentent l’activité du promoteur de base

Question 27

Quels sont les 4 élément de base du promoteur

Answer 27

Site Inr (initiateur): site le plus fréquent, entre -2 et +5 et englobe le site d’initiation de la transcription
Boite TATA: situé à 30pb en amont du site de départ, long de 7 pb, séquence bien définie chez 10 à 25% des promoteurs
Sites BRE: un des 2 est présent dans un promoteur de base. agit avec boite TATA pour initier la transcription
Sites DPE et MTE: se chevauchent et se retrouvent dans les promoteurs qui n’ont pas de boite TATA

Question 28

Quels sont les 2 grands modes d’initiation de la transcription

Answer 28

Le mode focalisé: la transcription débute à un ou quelques sites très rapprochés. Retrouvé chez promoteurs ayant une boite TATA et chez les gènes dont l’expression est régulée
Le mode dispersé: où il existe pls sites faibles d’initiation de la transcription. Retrouvé dans les gènes housekeeping (maintient fonction cellulaire de base, niveau faible de transcription)

Question 29

Quels sont les 6 facteurs, qui avec la RNAPII, forment l’appareil de transcription de base

Answer 29

TFIIA, B, D, E, F, H

Question 30

Qui suis-je: je contient une sous-unité appelée TBP (TATA binding protein)

Answer 30

TFIID

Question 31

Quels sont les facteurs associés aux 3 types de polymérase

Answer 31

RNA pol I: SL1
RNA pol II: TFIID
RNA pol III: TFIIIB

Question 32

Comment appellent-on les 11 protéines associées à TBP dans TFIID

Answer 32

TAF (TBP associated factors)

Question 33

Caractéristiques de la protéine TBP (3)

Answer 33

polyeptide de 38 kD
structure selle de cheval
interaction avec le sillon mineur de l’ADN

Question 34

Quel est l’effet de la fixation de TBP à l’ADN

Answer 34

Induit une courbure d’environ 80 degrés et une déformation de l’ADN
(courbure permet une meilleur interaction entre les facteurs de transcription de base et l’ARNp. Glissement d’un nuc, ce qui facilite l’assemblage du PIC sur l’ADN)

Question 35

Étapes d’assemblage du complexe de transcription in vitro sur un promoteur à boite TATA

Answer 35

Le facteur TFIID se fixe à la boite TATA par l’intermédiaire de la sous-unité TBP (il est possible que TFIIA active TBP pour qu’il se fixe à l’ADN
TFIIB se fixe en amont de la boite TATA et interagit avec le site BRE. TFIIB interagit directement avec la RNAPII et participe à son recrutement dans le complexe
La RNAPII vient se fixer et est escorté par TFIIF. RNAPII ne peut entrer dans le complexe si TFIIF n’est pas présent.
Enfinm TFIIE et TFIIH complètent la formation du complexe de préinitiation

Question 36

V/F: In vivo, le complexe de préinitiation est déjà assemblé et est recruté tel quel sur le promoteur

Answer 36

Vrai

Question 37

Qui suis-je: je suis un facteur très important impliqué dans la réparation de l’ADN. Je possède plusieurs activités enzymatiques, dont une activité kinase qui, en phosphorylant le CTD, permettrait à la polymérase de se défaire des autres facteurs généraux de transcription et à la phase d’élongation de débuter

Answer 37

TFIIH

Question 38

Que sont les enhancers

Answer 38

des éléments capable d’agir à grande distance du promoteur

Question 39

Comment on identifie les éléments activateurs

Answer 39

on fusionne le promoteur à un gène rapporteur dont on peut mesurer l’activité, après l’avoir induit dans des cellules en culture. On refait la même chose, mais après avoir introduit des mutations dans le promoteur, qui mènent à une réduction de l’activité du gène rapporteur, ce qui permet d’identifier la région du promoteur qui contient des éléments de régulation

Question 40

Quels sont les 3 éléments activateurs communs

Answer 40

Boite CAAT: située entre -70 et -80. la délétion de cet élément réduit l’efficacité du promoteur
Boite CG: pls copies de cet élément dans un promoteur. Reconnu par SP1
Élément octamère: présent dans le promoteur de pls gènes dont le gène de la chaine légère de l’immunoglobuline kappa (Igkb)

Question 41

Qui suis-je: située entre -70 et -80. la délétion de cet élément réduit l’efficacité du promoteur

Answer 41

Boite CAAT

Question 42

Qui suis-je: pls copies de cet élément dans un promoteur. Reconnu par SP1

Answer 42

Boite CG

Question 43

V/F: la présence d’un élément dans un promoteur est suffisant pour prédire si ce gène sera activé dans un tissu donné

Answer 43

Faux, d’autres éléments peuvent aussi être impliqués

Question 44

Que sont les régions d’ADN qui bloquent l’action non désiré d’un enhancer sur un promoteur. Ces régions d’ADN recrutent des protéines qui induisent une restructuration de la chromatine et empêchent les enhancer d’agit sur certaine promoteurs

Answer 44

Isolateurs

Question 45

Que sont les éléments contrôlant la réponse à un signal

Answer 45

Éléments qui sont présents seulement dans les gènes dont l’expression est contrôlée par le même agent de régulation. Ce sont des éléments spécifiques. Ils sont reconnus par des facteurs qui coordonnent la transcription des groupes de gènes

Question 46

Donnez un exemple d’un élément contrôlant la réponse à un signal

Answer 46

Réponse au choc thermique. Lorsque les cellules sont soumises à des températures élevées, la synthèse se plusieurs ARNm spécifiques est induite

Question 47

Qu’est-ce que le complexe médiateur

Answer 47

un gros complexe formé de plus de 31 protéines. Il s’associe aux facteurs de transcription généraux et à l’ARN polymérase II et intègre l’information provenant des différents activateurs liés au promoteur (agit comme co-activateur)

Question 48

Quelles sont les 2 conditions pour qu’une protéine puisse agit comme activateur d’un gène

Answer 48

1- être capable de se fixer à l’ADN ou à une protéine déjà fixée à l’ADN (souvent sous forme de multimère)
2- être capable d’interagir avec le PIC ou d’autres facteurs de transcription afin d’activer la transcription

Question 49

Quels sont les 4 domaines qui interagissent avec les régions d’activation

Answer 49

1- domaine riche en aa acides (chargés -): Gal4 interagit avec TFIIB
2- domaine riche en glutamines: Sp1 se lie à la boite GC
3- domaine riche en prolines: CTF se lie à la boite CAAT
4- 9aaTAD: domaine de 9 aa retrouvé dans un grand nombre de facteurs de transcription

Question 50

Quels sont les domaines de fixation et de dimérisation

Answer 50

Doigts de zinc: motif structural formé par la coordination d’un atome de zinc à des aa d’une protéine
Zipper de leucine: séquence d’aa ayant une leucine à tous les 7 résidus et formant une hélice alpha
HTH (hélice-tour-hélice) et HLH (hélice-loop-hélice): HLH possède 2 hélices alpha amphipatiques et possèdent une région basique adjacente au comaine bHLH (fixation ADN)

Question 51

Quels sont les 2 motifs structuraux des doigts de zinc

Answer 51

Cys2/His2: motifs généralement en série dans la protéine. Env 1% des mammifères contiennent des doigts de zinc, elles n’interagissent pas toutes avec l’ADN (peut être avec ARN, protéines, lipides, petites molécules)
(chez TFIIA, 9 doigts arrangés en tandem qui interagissent avec le sillon majeur de l’ADN à tous les 5 pb)
Cys2/Cys2: les 2 histidines sont remplacés par des cystéines. 1 à 2 copies/protéine. caractéristique des récepteurs stéroidiens

Question 52

Dans quels facteurs la région adjacente aux leucines est très basique et peut interagir avec le sillon majeur de l’ADN

Answer 52

facteurs bZip

Question 53

V/F: il faut que 2 membres du dimère aient la région basique pour qu’il y ait fixation

Answer 53

Vrai

Question 54

Quels sont les 7 cas de régulation de l’activité des facteurs de transcription

Answer 54

1- protéine synthétisée (ex: homéoprotéines)
2- protéine phosphorylée, phosphates ajoutés (ex: HSTF)
3- protéine déphosphorylée, phosphates enlevés (ex: cJUN oncoegène)
4- liaison de ligand, ligand qui se fixe à la protéine (ex: récepteurs stéroidiens)
5- clivage pour libérer le facteur actif, prot lié à une membrane, ne peut pas intéragir avec élément, clivage, reste juste partie transmembranaire (ex: SREBP)
6- libération par inhibiteur, inhibiteur lié à protéine inactive, libération (NFkB)
7- changement de partenaire, lié à un partenaire inactif, changement de partenaire (ex: HLH)

Question 55

Qui suis-je: petites protéines basiques, caractérisées par un domaine C-terminal globulaire qui permet la dimérisation de la protéine et sert de base à l’assemblage du nucléosome

Answer 55

Histones

Question 56

Quelles sont les 5 classes d’histones

Answer 56

H2A, H2B, H3 et H4

Question 57

Donnez des exemples de variants d’histones (4)

Answer 57

CenpA (sim à H3): associé aux régions centromériques
H2A.Z: associé aux promoteurs de gène en train d’être transcrits, empêche la formation d’hétérochromatine et stabilise le génome
H2A.X: liaison aux sites de brisure double-brin de l’ADN et marque l’ADN en train d’être réparé
H3.3: associé aux gènes qui sont transcrits

Question 58

Nommez 3 modifications d’histones

Answer 58

L’acétylation et la méthylation du groupement amino E de la lysine
La méthylation du groupement amino libre de l’arginine
La phosphorylation du groupe hydroxyle de la sérine ou de la thréonine

Question 59

Méthode de la méthylation et d’acétylation

Answer 59

Méthylation: ne décompacte pas la chromatide et change pas la forme ou la charge. Augmentation de l’hydrophobicité
Acétylation: active les gènes, perte de charge positive et modification de la forme

Question 60

Qu’est-ce que l’ensemble des modifications transmissibles d’une génération à l’autre, et réversible, de l’expression génique sans modifications des séquences nucléotidiques

Answer 60

L’épigénétique

Question 61

L’acétylation des histones est catalysée par quel type d’enzymes

Answer 61

HATs (acétylases d’histones)

Question 62

Qui suis-je: un mécanise épigénétique très important qui permet de réguler l’expression des gènes et est impliqué dans l’inactivation du chromosome X et dans l’inactivation des éléments répététifs (éléments dérivés des rétrovirus)

Answer 62

La méthylation de l’ADN

Question 63

Que sont les îlots de CpG

Answer 63

des séquences Cpg qui sont groupées ensemble, qui ont tendance à être non méthylés dans les lignées germinales. Fréquemment associés aux promoteurs de gènes, et la régulation de la méthylation des îlots affecte l’expression des gènes associés à ces promoteurs

Question 64

Comment les facteurs de transcription augmentent la fréquence de formation des complexes de transcription

Answer 64

en interagissant avec différentes protéines faisant partie de ce complexe

Question 65

Quelle est la technique de capture de la conformation du chromosome

Answer 65

pontage pour stabiliser les boucles.
ER coupe et donne 2 fragments d’ADN reliés par les protéines.
on veut des bouts francs (avec pol), remplissage des bouts, affinité de la protéine avec la biotine
ligation: lien phosphodiester NGS
streptavidin se lie avec la biotine

Question 66

V/F: chez les mammifères, les boucles sont stabilisées par un dimère de la protéine TFIID, qui agit comme protéine architecturale

Answer 66

Faux, par un dimère de la protéine CTCF

Question 67

Expliquer le modèle intégrant le remodelage de la chromatine

Answer 67

L’ADN est sous forme de nucléosomes et autres formes compactes
Un activateur lie son élément
L’activateur recrute des complexes de remodelage et de modification de la chromatine et/ou de l’ADN (acétylases d’histones, SWI/SNF)
L’activateur recrute les composantes de l’appareil de transcription (ARNpolII, complexe médiateur, facteur de transcription de base)
L’activateur peut stimuler l’activité de l’appareil de transcription
(il y a généralement plus d’un activateur lié au promoteur)

Question 68

Nommez les principales approches utilisées par ENCODE pour identifier la fonction des séquences d’ADN (6)

Answer 68

1- détermination du méthylome de l’ADN (CH3)
2- identification des sites d’hypersensibilité et décondensés par la DNAse-seq et la FAIRE-seq (sites correspondant à des éléments de régulation)
3- identification des sites de fixation de protéines par ChIP-seq à l’aide d’anticorps spécifiques
4- identification de la structure et le site du début de transcription par RT-PCR et prédictions informatiques
5- identification des régions transcrites par RNA-seq
6- détermination des interactions longues distances par capture de conformation du chromosome (3C ou 5C)

Question 69

Quel % du génome correspond à des régions liées à une activité biochimique

Answer 69

80%