Cours 11: Controle de la transcription et maturation de l'ADN Flashcards
Explique comment l’allolactose régule l’expression de l’opéron lac
Quand du lactose est disponible comme source de carbone, une partie de ce lactose se transforme en allolactose; la fixation de ce dernier au répresseur lac I induit alors une transformation qui entraîne la dissociation du répresseur lac de son site de liaison sur l’opérateur.
L’inactivation du répresseur lac permet à l’ARN polymérase de commencer à transcrire l’opéron et d’induire l’expression des gènes.
L’allolactose est un …. du lactose
isomère beta-(1->6) du lactose
Sans présence d’allolactose, les colonies bactériennes sont blanches parce que…
Avec présence d’allolactose les colonies bactériennes sont bleues parce que…
Pas de production de l’enzyme beta-galactosidase codé par l’opéron lac parce quon retire pas le répresseur
Production de l’enzyme beta-galactosidase codé par l’opéron lac qui peut dégrader le lactose parce que l’allolactose retire le répresseur, ce qui fait que l’ARN pol peut transcrire l’opéron lac
L’activité du répresseur lac dépend du gène
lacl
En quoi la betagalactosidase transforme le lactose ?
Allolactose (isomère du lactose) en glucose et en galactose
Pourquoi on dit que le répresseur lac induit la formation dune boucle dans l’ADN
Le répresseur lac se fixe simultanément sur deux sites voisins du promoteur de l’opéron lac (O), induisant la formation d’une boucle dans l’ADN.
Pourquoi si le répresseur s’attache aux sites voisins du promoteur de l’opéron lac et non au promoteur lui-même, la transcription n’a tout de meme pas lieu
Bien que la fixation du répresseur lac n’empêche pas l’ARN polymérase de s ’attacher au promoteur, elle empêche cette enzyme de démarrer la transcription.
Le répresseur de lac est un …
tétramère
Chez les bactéries, il y aussi des activateurs. Nommes-en un et explique son action
La protéine CPR (Cyclic Amp receptor protein) ou CAP (meme chose) se lie à l’Amp cyclique (s’il y en a). Le complexe lie ensuite l’ADN pour aider à accélérer la transcription par l’ARN pol
Qu’est ce qui inhibe la formation de l’Amp cyclique
glucose
Les répresseurs peuvent freiner la transcription de différentes facons : explique les
Une des plus directe est d’empêcher l’ARN polymérase d’atteindre le promoteur; le site de fixation du répresseur est alors tellement proche du promoteur qu’une fois fixé, il ne reste plus assez d’espace pour que l’holoenzyme d’ARN polymérase prenne contact avec le promoteur.
Dans d’autres cas, les répresseurs n’empêchent pas l’attachement de l’ARN polymérase mais inhibent des réactions d’initiation, comme l’isomérisation (Isomérisation = changement conformationnel du complexe de la polymérase et de l’ADN) ou encore empêche l’enzyme de quitter le promoteur (Ex: répresseur lac de E. coli).
Comment prédire le phénotype d’une bactérie mutante de lac I ?
a) Les gènes lac sont seulement bien exprimés en absence de lactose
b) Les gènes lac sont seulement bien exprimés en présence de lactose
c) Les gènes lac ne sont pas bien exprimés
d) Les gènes lac sont exprimés tout le temps
d
Les bactéries mutantes ont une mutation dans le gène lacl qui fait les répresseurs donc jamais de répresseurs (c’est pour ca que les colonies étaient bleues, l’opéron lac est toujours exprimé)
Comment prédire le phénotype d’une bactérie mutante de l’opérateur (site de liaison de lac I) ?
a) Les gènes lac sont seulement bien exprimés en absence de lactose
b) Les gènes lac sont seulement bien exprimés en présence de lactose
c) Les gènes lac ne sont pas bien exprimés
d) Les gènes lac sont exprimés tout le temps
d
Le répresseur ne peut pas lier l’opérateur donc toujours la transcription
Ou se fixe les facteurs de transcription
Du point de vue structural, les FT possèdent un ou plusieurs domaine(s) de fixation à l’ADN qui se fixent à deux domaines fonctionnels
1- le domaine de liaison a l’ADN
2- le domaine de régulation de la transcription.
Nomme les deux types de facteurs de transcription
on peut classifier les FT en facteurs constitutive (pas besoin de régulation) et facteurs régulateurs. Les facteurs régulateurs sont ensuite régulés par le développement ou par des signaux spécifiques: par exemple des hormones pour les récepteurs nucléaires, signaux de stress et des voies de signalisation.
Donne un exemple de facteur de transcription régulateur
p53, un facteur activé par le stress d’un dommage a l’ADN. p53 lie l’ADN dans des séquences palindromiques en forme de tétramère.
QU,est ce qu’un élément de réponse ou enhancer?
Éléments de réponse (response elements) : sites de fixation initiale des FT qui recrutent médiateur, les facteur généraux et l’ARN polymérase.
Chaque Facteur de transcription lie de façon spécifique une séquence consensus qui constitue son ….. . Après cette liaison, le FT peut recruter…
Élément de réponse
les complexes de remodelage de la chromatine, médiateur, les FG et la ARN polymérase.
Vrai ou faux
Chaque facteur de transcription régule l’expression d’un gène
Faux
Chaque facteur de transcription régule l’expression de millier de genes
Ou son situer les éléments de réponse par rapport au promoteur?
Les éléments de réponse sont situés souvent en amont du promoteur et peuvent agir a distance de plusieurs kilobases.
Chez les organismes multicellulaire, comment on différencie les cellules spécialisées à partir des cellules progénitrices
Chaque type cellulaire est régulé par un ou une combinaison spécifiques des FT
Donne des exemples de différenciation cellulaire selon les Facteurs de transcription
le FT MyoD contrôle le tissue musculaire, GATA1 les cellules rouges et une combinaison de FTs les cellules béta pancréatiques qui produisent l’insuline
Qu’est ce qu’un amplificateur et donne ses propriétés
Amplificateur : séquences d’ADN qui augmentent la transcription et peuvent agir à distance du promoteur, soit en amont ou en aval
Propriétés des amplificateurs :
Plusieurs centaines de bps
Lient plusieurs FT
La liaison est coopérative (liaison à un facteur augmente l’affinité pour un autre)
Explique l’action des amplificateurs eucaryotes à distance
Pour résumer, une ou plusieurs protéines de type activateur se fixe à une séquence amplificateur du gène. Le médiateur en se fixant à l’activateur de même qu’aux facteurs généraux de transcription et à l’ARN polymérase au niveau du promoteur du gène, transmet un signal activateur de transcription à l’ARN polymérase, entraînant ainsi l’expression génique.
Parmi ces éléments, que font les facteurs de transcription ?
- Ils se fixent de façon spécifique à des éléments de réponse
- Ils agissent toujours proche du promoteur
- Ils induisent la formation d’une boucle de l’ADN entre les séquences régulatrices et le promoteur
1 et 3
Explique la différence entre la maturation des précurseurs d’ArNm des eucaryote et des procaryotes
Chez les procaryotes, le transcrit primaire d’ARNm est traduit tel quel. En fait sa traduction démarre avant même que la transcription ne s’achève.
Chez les eucaryotes, l’ARNm subit des changement de trois types
La soustraction de nucléotides aux transcrit primaires d’ARN.
L’addition à ces derniers de séquences nucléotidiques non codées par le gène correspondant.
La modification covalente de certaines bases
Explique ou se passe la transcription et la traduction chez les eucaryotes et ou on remanie l’ARNm (modifie pour qu’il mature)
Chez les eucaryotes, la transcription et la traduction se passent dans des compartiments cellulaires différents: la transcription dans le noyau, la traduction dans le cytoplasme.
Cette partition fait que les précurseurs d’ARNm eucaryotes sont remaniés dans le noyau sans interférer avec le processus de traduction.
Par ou sort l’ARNm mature chez les eucaryotes?
Les pores nucléaires, de grands complexes protéiques de 120 nanomètres de diamètre qui traversent la membrane du noyau des cellules eucaryotes, sont les portes de sortie des molécules d’ARN messager
Explique la modification de l’ARNm immature qui a lieu à l’extrémité 5’ (ajout de la coiffe)
L’extrémité 5’ du transcrit primaire est d’abord remaniée par élimination du groupe phosphate terminale sous l’action d’une phosphohydrolase.
Le groupe 5’-diphosphate formé réagit avec une molécule de GTP pour donner une liaison 5’-5’triphosphate; (catalysée par une enzyme appelée guanylyltransférase) et la structure résultante est dite « la coiffe ».
La coiffe est ensuite modifiée par méthylation de la nouvelle guanine (méthyltransférases). De plus, les groupes hydroxyle-2’ des deux premiers nucléotides du transcrit primaire original peuvent être aussi méthylés.
à quel moment dans la transcription on pose la coiffe
Maturation commence avant la fin de la transcription, dès que le transcrit commence à émerger de l’ARN polymérase
ou on retrouve les enzymes qui catalysent la formation de la coiffe
Les enzymes qui catalysent la formation de la coiffe sont
associées a la queue C-terminale de l’ARN pol II
Rôle de la coiffe
Dans l’ARNm définitif, la coiffe sert à ancrer les ribosomes en vue de la synthèse protéique.
En bloquant l’extrémité 5’ de la molécule d’ARNm, la liaison 5’-5’ triphosphate protège la molécule de l’action des ….
5’ exonucléases
(évite dégradation)
Qu’est ce qui permet de dire à l’ARN pol 2 qu’il est temps d’arrêter de transcrire
Les précurseurs d’ARNm eucaryotes sont aussi modifiés à leur extrémité 3’. Dès que l’ARN polymérase II a transcrit la séquence consensus du signal de polyadénylation (AAUAAA), l’ARN naissant est scindé par un complexe protéique qui clive le transcrit
La coupure se produit d’habitude à une distance d’environ 10 à 20 nucléotides en aval de ce signal
Qu’est ce qu’on ajoute à l’extrémité 3’ de l’ARNm immature et explique comment?
La nouvelle extrémité 3’ sert d’amorce à l’addition récurrente d’une série d’adénosine, au cours d’une réaction catalysée par la poly(A) polymérase. Cette réaction est ATP dépendante et peut ajouter jusqu’à 250 nucléotides pour constituer un appendice de polyadénylate connu sous le nom de queue de poly-A.
Les queues poly-A d’ARNm précurseurs et d’ARN matures s’associent fermement à une protéine de 78 kDa
c’est la quelle et quel est son rôle
PABP
La formation de ce complexe ARN-protéine stabilise l’ARNm en le protégeant d’une dégradation partant de l’extrémité 3’.
Quel énoncé décrit la coiffe (cap)
a) Guanine modifié attaché à l’extrémité 3’ de l’ARN transcrit.
b) Guanine modifié attaché à l’extrémité 5’ de l’ARN transcrit
c) Une série des adénines attachés à l’extrémité 3’ de l’ARN transcrit.
d) Une protéine attachée à l’ARN qui ressemble une casquette de baseball
b
Complétez. La séquence consensus pour l’addition de poly A est…
a) Aussi le site où le poly A est ajouté
b) AAUAAA
c) Localisé en aval du site de clivage
c
En quoi consiste le site d’épissage
La jonction des introns aux exons porte le nom de site d’épissage, car ce sont les endroits où le précurseur d’ARNm sera ouvert par incision, puis refermé.
Dessine ou se situe la boite de branchement et son principal constituant important
Cette boîte de branchement comporte une adénosine qui joue un rôle central dans le processus d’épissage.
Dessine et explique les deux étapes de l’épissage
d’abord une attaque nucléophile du 2’-OH du ribose de l’adénosine de la boite de branchement sur le phosphate de la jonction exon-intron en 5’. Le résultat de cette 1ere réaction c’est la libération de l’extrémité 3’ de l’exon en amont et une nouvelle réaction phosphodiester entre le 5’OH du premier nucléotide de l’intron et le 2’OH s de l’adénosine de la boite de branchement
2- Ensuite, le 3’-OH libéré au niveau de l’exon amont attaque le phosphate de la jonction intron-exon en aval. Les produits de cette réaction sont d’une part les deux exons ligaturés correctement et d’autre part, l’intron cyclisé ou lasso au niveau de l’adénosine de la boîte de branchement. L’intron eliminé est souvent dégradé.
Quelles sont les molécules qui compose le spliceosome
Complexe de 5 molécules d’ARN (appelées snARN pour petits ARN nucléaires) (U1, U2, U4, U5 et U6)
Explique quels rx pendant l’épissage ont besoin ou pas besoin d’énergie
les réactions chimiques de transestérification pendant l’épissage n’ont pas besoin d’énergie. Par contre le spliceosome contient des ARN hélicases qui hydrolyse l’ATP pour catalyser les changements de conformation requis pour l’épissage.
Explique le concept d’épissage alternatif
Lorsqu’on a recours à l’épissage habituellemnt, on garde tous les exons pour former un ARNm. Toutefois, on peut garder seulement certains exons pour former un différent ARNm qui formera un autre type de protéine
Explique quand il y a l’épissage alternatif le plus souvent et pourquoi un meme gene peut donner autant de protéine différente
Les produits d’épissage alternatif sont souvant spécifique aux tissus spécialisés (i.e. alpha-tropomyosine du muscle et du cerveau)
70% des gènes subissent un épissage alternatif
Un même gène pourrait donc donner environ 4 variants d’ARNm différents produisant jusqua 100 000 protéines différents
1) Où est situé le résidu A du site de branchement qui participe à la formation du lassau?
a) Exon
b) Intron
c) Promoteur
2) Pendant l’épissage la première réaction chimique est :
- L’addition d’un groupement hydroxyle à la position 2’ du nucléotide dans le point de branchement
- Le clivage de la liaison phosphodiester entre l’exon et l’intron en 5’ par une endonucléase
- La transesterification qui produit une liaison 5’-2’ phosphodiester entre l’extrémité 3’ de l’exon 1 et le site de branchement.
b
3
Explique la synthèse de l’ARN ribosomique
Pol 1: Synthèse ARN ribosomale 45s (28s,18s,5,8s)
UCE: élément de réponse
UBF: facteur de transcription
SL1 (contenant TBP (tatabindingprotein)): facteurs généraux
l’ARN polymérase I contribue à près de … de la transcription de l’ADN … dans les cellules en croissance rapide.
30-60%
Ribosomique =pol1
Pour l’ARN pol 3, ou est ce que les facteurs généraux se collent? et quel est se facteur général?
Pas de repliement!
Pol 3 : synthèse de l’ARNt et ARNr5s
Région de commande de la transcription = boite A et boite B (dans la séquence transcrite définissent le promoteur)
Facteur général : TF3C
Recrute ensuite TF3B et pol 3
TBP est aussi un facteur général ici
TFIIIC lie quelle facteur généraux?
TFIIIB qui contient aussi TBP
L’ArN polymérase III synthétise quel type d’ARN
ARNs, ARNt et ARNr 5s
Qu’est ce que signifie l’autoépissage
Introns auto-catalytiques, ça veut dire leur épissage c’est fait sans protéines dans des réactions catalysés par l’intron lui-même
Similarité entre les introns du groupe II et les
Spliceosome
Donne des exemples de Ribozymes
Tête de marteau, Tête d’épingle et ribosome
Donne les fonctions des ARN interférents et nomme les différents types d’ARN interférents
inhibition de l’expression des ARNm par des petits ARN interférents: siRNA, miRNA et piRNAs
Fonctionne comme guides pour cibler les ARN spécifiques (ARNm ou ARN toxique/aberant)
Les ARN interférents sont
Double brin/simple brin
100-200 nucléo/20-30 nucléo
Simple brin
20-30 nucléo
Qu’est ce que la technique CRISPR permet de faire
Permet de changer un gène/corriger des défauts génétiques ex: par recombinaison homologue (rajouter une séquence d’intérêt entre un brin cassé)
