Cours 4 Flashcards
Quelles sont les différences entre la transcription et la réplication ?
Transcription = ribonucléotides ;
ARN pol = pas d’amorces, ARN ne reste pas apparié au brin matrice d’ADN (elle se déplace sur l’enzyme jusqu’à la fin) ;
C’est moins fidèle (à peu près 10x moins, 1 erreur/10 000 nt) = moins important parce que pas nécessairement aussi grandes conséquences, on transcrit continuellement… erreur réplication = permanent génome !
Combien d’ARN pol chez les eucaryotes ? Chez les bactéries ?
Bact = une 5 ss unités
Euc = 3 avec ++ ss unités :
Pol I = Transcrit ARNr
Pol II = gènes
Pol III = ARNt + ARNr 5s.
Les pol sont très apparentés entre procar/eucar. Mg2+ essentiel au fonctionnement !!!!!
Quelles sous-unités de pol II sont homologues aux sous-unités de la pol. de la bactérie ?
RPB2 = bêta
RPB1 = bêta’
RPB11 = alpha’
RPB3 = alpha’’
RPB6 = oméga.
Les ARN polymérases ont des rôles différents dans les procar/eucar ?
NON !!! Ils font exactement la même chose.
Quelles sont les trois étapes de l’initiation de la transcription ?
- Complexe fermé (double brin) - réversible = pol peut se détacher
- Complexe ouvert (sb) irréversible
- Détachement du promoteur = démarrage transcription ! Si - 10 nt = inefficace = abortive. (normal au début. + 10 = élongation ! Très vite = 52 nt/sec)
Qu’est-ce qu’un promoteur ?
Séquence ADN où se fixe pol et les facteurs d’initiations
Que fait la pol pendant que les bases s’ajoutent ? (4)
- Déroule ADN devant
- Réassocie brins derrière
- Dissocie ARN/matrice
- Corrige erreurs
Quel est le nom de l’ARN pol bactérien + ses 5 ss unités
ARN pol minimale a2bb’w
Vrai ou faux : l’ARN pol minimale peut commencer transcription n’importe où sur l’ADN
Vrai in vitro, pas in vivo !
Que prend l’ARN pol minimale in vivo pour fonctionner ?
La sous-unité sigma = rend active (=holoenzyme) = initie transcription mais juste aux promoteurs (sigma permet de s’accrocher in vivo, sans, pol pourrait pas seule)
Quel sigma est prédominant chez E. coli ?
Sigma 70
Quels éléments (du promoteur !) permettent à sigma 70 de s’accrocher ? (reconnus par sigma 70)
Éléments -10/-35
Vrai ou faux : Les séquences -10 et -35 sont identiques pour tous les gènes.
Faux, mais on a identifié une séquence consensus = la plus fréquente ! + proche du consensus = promoteur + fort.
Combien de nt séparent les éléments -35 et -10 en moyenn ?
17 à 19 nt
Que contiennent les promoteurs les + puissant ? (un élément)
Élément UP = augmente interact pol/ADN
Les promoteurs de sigma 70 qui n’ont pas de -35 ont quoi à la place ?
Un -10 allongé.
Quelle séquence retrouve-t-on parfois en aval de -10 ?
Élément discriminateur.
Combien de régions a sigma ? Avec quelle séquence réagissent-elles ?
4 :
1 avec discriminateur
2 avec la séq -10
3 avec le -10 allongé
4 avec la séq -35
UP on en parlera même pas…….
Quelle est la structure de la région 4 (et 2 qui est un peu plus complexe…)
Hélice-coude-hélice.
Vrai ou faux : sigma 70 est plutôt enfoui dans l’ARN pol pour protéger la protéine.
Faux, elle doit être à la surface pour reconnaitre les éléments/établir des contacts avec le promoteur !
À quoi sert la structure hélice-coude-hélice de la région 4 ?
1re hélice s’insère dans le grand sillon de -35, 2e en travers, au dessus du sillon = établit des contacts avec le squelette d’ADN.
Par quoi est reconnu l’élément UP ?
Par la queue alphaCTD (=domaine C-terminal) ! Pont flexible.
(Le rôle n’est pas pareil chez les eucaryotes…)
Que vit la polymérase pour passer du complexe fermé à ouvert ?
Une modifiaction structurale (=isomérisation)
Le brin d’ADN sera ouvert, dans la polymérase, à quelle position (initialement) ?
De -11 à +3 : deviennent simples brins.
L’isomérisation de la polymérase (et de sigma 70) prend-elle de l’ATP ?
Non !
Cite-moi les 5 canaux d’entrée/de sortie du complexe ouvert de l’ARN pol et leurs rôles.
- Canal d’entrée des dNTPs
- Canal de sortie de l’ARN
- Canal en aval (ou canal principal) = entrée de l’ADN et dirige vers site actif
- Canal NT = Le brin sens est guidé vers là - non transcrit. Se réassocie avec l’autre brin d’ADN (matrice) par la suite
- Canal T = Après avoir passé par centre catalytique, brin matrice passe par là. Se réassocie après (en -11 !)
Quels changements structuraux sont-ils observés en complexe ouvert ?
La fermeture des mâchoires bêta et le déplacement de la région N-terminale de sigma (=sigma 1.1) du foyer catalytique (quand complexe fermé).
Quel est le premier nucléotide transcrit habituellement ? Et en quoi c’est un enjeu ?
A, parce que juste deux liens H = la pol doit le maintenir violemment pour pas qu’il se sauve et pour ajouter un 2e nt qui vient attaquer le premier (c’est peut-être une scène bizarre là).
Quelle structure aide l’ARN pol pour l’ajout du 2e NTP ? Elle fait quoi ?
Le linker3/4 de sigma, va bloquer le canal de sortie de l’ARN et d’autres parties aident cet ajout (notamment en stabilisant et en liant des cofacteurs…)
Qu’est-ce que la synthèse abortive ?
C’est quand l’ARN pol ne fait que des petits ARN (-10) genre constamment.
Comment on va s’échapper de la synthèse abortive et produire des vrais beaux ARN ?
En libérant le promoteur = phase d’élongation. Dès que 10 nt et + = s’insère canal sortie ARN.
Quels sont les 3 modèles d’initiation de la transcription (synthèse abortive) et leur fonctionnement ? Lequel est le petit préféré ?
- Modèle d’excursion transitoire = avant/arrière constamment.
- Inchworming = une partie (=site actif) seulement se déplace avant/arrière + revient comme un élastique = se rétracte. Ew.
- Compression = ADN en aval replié dans l’enzyme (dans la bulle de transcription) et s’y accumule = yayyyy préféré.
Selon le modèle de compression, l’ADN s’accumule pas mal. Mais ça se peut pas à l’infini, +++ d’accumulation après plein plein d’ADN replié là, plein de synthèse abortive en gros. Qu’est-ce qu’il arrive ?
L’ARN naissant va dans le canal de sortie (en plus ça va l’empêcher de s’hybrider avec l’ADN) ET l’ADN est ré-enroulé. Le processus d’accumulation est, en gros, inversé lors de la libération de l’ARN pol au promoteur.
Quel rôle du linker 3/4 permet de bloquer le canal de sortie de l’ARN ?
Mime moléculaire.
À quoi sert l’éjection du linker 3/4 ?
Diminue la force de liaison de sigma à l’enzyme. = Se décroche après 80 nt à peu près sur l’ARN naissant.
Qu’est-ce que le déroulement de la bulle de transcription (24 nt - 12 nt à peu près) permet ?
Il fournit l’énergie pour que la pol s’échappe du promoteur (rompre les interact entre les deux) + libérer sigma
Combien de nt sont appariés à tout moment sur la matrice d’ADN ?
8/9, la bulle d’élongation étant constante.
Quelles sont les fonctions correctrices de la pol ?
- Pytophospholytique = enlève 1 nt par ajout 1 PPi.
- Hydrolytique = clive 1 ou + nt en reculant la chaîne selon le besoin (stimulé par Gre !!!)
Qu’est-ce qui ralentit ou arrête la transcription le plus souvent ?
L’ADN endommagé
Qu’est-ce que l’arrêt d’une pol cause ? Qu’est-ce qu’on peut faire ?
Bloque les autres pol qui transcrivent le même gène. On peut enlever la pol bloquée + réparer l’ADN avec endonucléases (Uvr[A]BC). Couplée à la transcription = enzyme TRCF.
Que fait l’enzyme TRCF ?
Lie derrière ADN + pousse pol quand bloquée. Pol reprend l’élongation ou sacre son camp. Recrute aussi l’enzyme de réparation endonucléase Uvr[A]BC.
Lors de la terminaison, quels sont les deux types de terminateurs ? Quels sont leur fonctionnement ?
- Rho-dépendant = (Rho = prot 6 ss unités identiques, se fixe sur rut = séq d’ARN riche en C, SE LIE PAS SUR ADN !!!!!, Rho = ATPase)
En gros se lie à ARN pas en traduction (avec ribosomes, qui commence dès que ARN sort canal de sortie en gros) sauf si c’est après un gène ou un opéron. Rho rattrape l’ARN pol (+ rapide) parce qu’elle fait unepause sur un site = RSPS (séquence d’ADN) à peu près 100 nt après rut, où Rho est lié sur l’ARN. Rho rejoint la pol, arrache l’ARN (en la séparant de la pol), pousse l’ARN pol OU/ET change la conformation de pol. Les 3 sont possibles en même temps ! - Rho-indépendant = ADN envoie ses signaux par sa structure tertiaire/quaternaire. Par exemple, un palindrôme sur l’ARN forme une tige-boucle ce qui désorganise le complexe d’élongation et ça stoppe intrinsèquement. Soit : en déplaçant pol en avant, en enlevant l’ARN de la pol ou en changement la conformation de pol, (= à peu près els mêmes mécanismes dans le fond) aussi les 3 possibles en même temps. Par contre il faut plein de T dans l’ADN traduit en U dans l’ARN après la tige-boucle pour que ça fonctionne = reconnaissance de la terminaison.
Les bactéries demandent une pol + un facteur de transcription (=sigma. Est-ce équivalent chez les eucaryotes ?
Moyennn, pol II demande beaucoup plus de facteurs généraux de transcription (FTG) qui remplissent les mêmes fonctions que sigma, et plus (régulation, médiation, modification de la chromatine = + ou (surtout) - compaction)
Quelles sont les séquences minimales du promoteur minimal chez les eucaryotes in vitro ?
(40/60 pb avant, après, ou chevauchant site d’initiation)
- BRE (reconnu TFIIB)
- Boîte TATA
- lnr = élément initiateue (chevauche souvent site d’initiation !)
- Éléments d’aval du promoteur (DPE, DCE, MTE)
Que doit-on ajouter (séquences) in vivo pour que la transcription fonctionne ?
- Éléments proximaux du promoteur
- Séquences activateices en amont (UAS)
- Enhancers
- Silencers, éléments frintière, isolateurs
Quel est le complexe de préinitiation ?
FTGs + pol II qui se lient au promoteur.
Qui reconnaît la boîte TATA ? Qu’est-ce que ça fait ? Dans quel ordre ?
TFIID, ça attire les autres FTGs et pol II
En ordre : TFIIA, B, F+pol (liés), E, H.
Quel FTG a une fonction ATPase et à quoi sert-elle pour l’initiation ?
TFIIH, ça fait fusionner (=ouvrir!) l’ADN du promoteur avec son activité hélicase qui déroule l’ADN. Passe du complexe fermé à ouvert.
La libération du promoteur demande quelles étapes de plus que chez la bactérie ?
- Hydrolyse de l’ATP (de plus que TFIIH)
- Phosphorylation de la pol II = domaine C-terminal queue CTD ! On ajoute +++ de phosphates. Les résidus sérine seront phosphorylés.
À quoi sert la phosphorylation de la queue CTD ?
Pol II se défait de pas mal tous les FTGs.
De quel FTG fait partie TBP ?
TFIID
Quelle est la structure de TBP et à quoi sert-elle ?
Un feuillet bêta ! Reconnait petit sillon de TATA (interagit avec phosphates - par Lys/Arg +) (rare, normalement c’est une hélice alpha, pas bêta)
Qu’est-ce que le feuillet bêta de TBP va aider ?
tordre l’ADN, en plus c’est plein de T et A = 2 liens H = capacité naturelle de plier l’ADN par TBP.
Les 2 chaînes latérales des 2 résidus de phénylalanine s’intercalent entre les pb aux extrémités de TATA.
Que provoque l’interaction de TBP sur le petit sillon ?
Son élargissement (ADN devient quasiment plane!) + ça replie à à peu près 80 degrés.
TBP est associé à quoi pour faire TFIID ?
Dizaine de TAFs.
Quels TAFs ont un rôle spécifique ?
TAF42 et TAF62 (TAF2 et TAF6) lient les éléments promoteur (= lnr et éléments en amont ou en aval du promoteur).
Les éléments TAF42 et TAF62 sont similaire à quoi ? Ça fait quoi ?
Aux histones, ils font des tétramères comme H3/H4 chez la drosophile. Ces deux-là sont pardois en association avec des enzymes de modif des histones.
Quels sont la structure et le rôle de TFIIA ?
2 ss unités. Quand interagit avec TFIID/TBP (pas avec l’ADN!!!) = inhibe répresseurs qui empêcheraient le complexe d’initiation de se former.
Pas strictement essentiel autant que les autres FTGs
Par quel gène est encodé TFIIA ?
PIÈGE il y en a 2 !!!
TFIIA alpha/bêta = TOA1 (55kDa)
TFIIA gamma = TOA2 (12kDa)
Quelles sont la structure et la fonction de TFIIB
Une ss unité. Arrive après TFIIA. Lie l’ADN (séquence BRE + sillon en aval de TATA) + TBP + Pol II aussi ! Certains de ses segments sont dans le canal de sortie de l’ARN et gorge du site actif de pol. Espèce de lien entre TBP (TATA) + pol.
Quelles sont la structure et la fonction de TFIIF
Déjà associé à pol II.
Humain = 2 ss unités (RAP74 + RAP30 = essentiels)
Levure = 3 ss unités (Tfg1=RAP74 + Tfg2=RAP30 = essentiels ; Tfg3 = non-essentiel)
TFIIF + pol stabilise complexe ADN-TBP-TFIIB + besoin pour ajout de TFIIE et H après
L’ADN s’enroulerait 1x autour du complexe de préinitiation, TFIIF maintient ça serré.
Quel est le rôle de TFIIE ?
2 ss unités, recrute + régule TFIIH
Quel est la structure + rôle TFIIH ?
10 ss unités !!!!
Activité ATPase (=hélicase) = XPD et XPB
+ Activité prot kinase (phosphoryle la queue CTD)
= 1. fusion promoteur
2. détachement pol/promoteur
3. RÉPARATION ADN (par excision de nt NER)
À quoi sert le médiateur ?
In vivo, +++ ss unités (si on en enlève peu à peu, ça fonctionne pareil juste moins pour des gènes précis, selon la partie enlevée)
Régule kinase TFIIH qui phosphorylent la queue CTD
Interagit aussi avec activateurs
Quelle est la sous-unité indispensable pour le médiateur ?
Srb4/Med17 (besoin pour presque tous gènes in vivo pol II !!!!)
Vrai ou faux : les médiateurs des levures et des humains sont très différents au niveau de la structure.
Faux, ils sont très semblables (= témoigne de leur importance !)
Qu’arrive-t-il aux facteurs d’initiation durant l’élongation ?
Pol II s’en débarrasse et les remplace par des nouveaux = TFIIS + hSPT5 (facteurs d’élongation) ou d’autres pour la maturation.
Quoi recrute les enzymes/facteurs de l’élongation ?
La queue CTD de pol II (préférentiellement si phosphorylée).
Où se situe la queue CTD et quel est son rôle ?
À côté du canal de sortie de l’ARN. 7x plus long que Pol II !!!
Contact entre machinerie élongation/maturation et ARN.
À quoi sert la kinase P-TEFb
Des activateurs transcriptionnels vont l’ajouter sur pol II, permet la phosphorylation de résidus de sérine sur la queue CTD (Phosphate sur Ser 2 = élongation par exemple)
La kinase va aussi phosphoryler une autre prot = TAT-SF1, un facteur d’élongation. (en plus de TFIIS + hSPT5 de tantôt)
Quelle est la famille ELL ? À quoi sert-elle ?
Autre classe de facteurs d’élongation ! (en + de TFIIS + hSPT5 + TAT-SF1 !!!!!)
Sert à arrêter les arrêts de pol (= beaucoup plus que chez procaryotes car gènes plus longs avec introns et tout…)
= Pol II plus processive.
Quel est le rôle du facteur d’élongation TFIIS ?
Diminue aussi les temps de pause
Vérifie aussi séquence que pol II fait en stimulant son activité (de pol II direct) RNase. = Hydrolyse bases incorrectes (comme correction hydrolytique chez procar = Gre)
La chromatine est compacte in vivo. Qu’est-ce qui facilite la transcription de celle-ci ?
FACT = hétérodimère très conservé = important
Fait de 2 prots = Spt16 + SSRP1
- Spt16 se lie à 1 des 2 hétérodimères de H2A/H2B
- SSRP1 se lie au tétramère
- Quand pol II arrive, FACT enlève le dimère H2A/H2B, laisse passer pol II et replace le dimère comme si d’un rien n’était (par son activité chaperon d’histone)
Une fois l’ARN transcrit, quelles modifications il subit ?
- coiffe 5’
- Épissage
- Polyadénylation 3’
Comment fonctionne l’ajout de la coiffe 5’ ?
- On enlève le 5’P de l’ARN par l’ARN triphosphatase
- On ajoute un nt GMP (=guanine mono-phosphate) par la guanylyltransférase
- On méthyl le GMP par méthyltransphérase.
Tout ça dès que ARN sort de pol II
Que cause la déphosphorylation du Ser5 (queue CTD) ?
La machinerie de la coiffe se dégrade.
Que cause la phosphorylation du ser2 du CTD ?
Épissage (machinerie se forme)
À quoi sert la coiffe 5’ ?
- Stabilise/protège des ribonucléases
- Sort du noyau
- Recrute ribosomes sur ARN
Comment fonctionne la polyadénylation et à quoi sert-elle ?
À la fin d’un gène, AATAAA (AAUAAA sur ARN) = pol reconnait et transfert enzymes pour la polyadénylation (passe de sa queue CTD à l’ARN)
Ça fait :
1. Clive ARN (CPSF = coupe (= clive après AAUAAA + recrute Poly-A-polymérase PAP qui ajoute les A (voir 2.) + recrute PAPB qui emmène ARN au cytoplasme), CstF = cofacteur
2. Ajout + 100 adénine au 3’
3. Dégrade ARN qui reste sur pol
4. Termine transcription
Pourquoi la deuxième molécule d’ARN produite par le fait que pol II ne s’arrête pas tout de suite après le premier (qui est coupé par CPSF !) ne mène à rien ?
Il n’y a plus de coiffe, il sera dégradé (+1000 nt !!!) par une enzyme dès qu’il sort de pol
Qu’est-ce que le modèle torpille ?
Sans coiffe, le 2e ARN qui sort est reconnue par la RNase (Rat1 levure ou Xrn2 humain), positionnée par Rtt103 de la queue CTD.
Mettons Rat 1, elle dégrade le 2e ARN très rapidement et rejoint pol II, pas d’interaction spécifique mais pousse la pol/arrache 2e ARN (préféré)
Quel est le modèle allostérique ?
Modif structure pol II (=allostérie). Rend pol moins processive ce qui termine pas mal la transcription. Ça peut être lié à la polyadénylation/CPSF et CstF… (pas à Rat1 ni au modèle torpille là ! Pas de lien entre les deux)
Est-ce que pol I et III sont semblables à pol II ? Codent-ils tous les mêmes gènes ?
Ils se ressemblent, partagent même plusieurs sous-unités ! (+ le facteur TBP)
Par contre codent des gènes différents, se lient à des promoteurs différents.
Pol I code quoi ?
Des précurseurs d’ARNr.
Le promoteur de Pol I ressemble à quoi ?
Promoteur central
Élément de contrôle en amont (UCE)
Quels autres facteurs sont nécessaires pour l’initiation de pol I ?
UFB = lie UCE et recrute SL1 et pol I
SL1 = TBP + 3 TAFs, lie promoteur central. Besoin de UFB pour se lier !
Quelles sont les formes que peut prendre pol III ?
Boîte A et B séparées par de courts éléments, transcrivent les ARNt - nécessite TFIIIB et C !
Boîte A et C, codent pour ARNr 5s - nécessite TFIIIB, C et A !
Utilise aussi TBP qui est dans TFIIIB (pour tous les gènes transcrits cités)
