cours 5 Flashcards
Qu’est-ce qui se passe lors de l’initiation de la transcription chez les procaryotes (2) ?
1 Liaison de l’ARN polymérase au promoteur —> complexe fermé
2 Ouverture du complexe en dénaturant et séparant l’ADN
Qu’est-ce qui débute l’élongation de la transcription chez les procaryotes ?
L’échappement de l’ARN polymérase —> quitte le promoteur.
Par quoi est contrôlée l’expression des gènes chez les procaryotes ?
Des signaux extracellulaires
Comment est-ce que les signaux sont transmis aux gènes ?
Par des protéines régulatrices
Comment appelle-t-on des régulateurs positifs et négatifs ?
Activateur et répresseur.
C’est quoi un régulateur ?
Une protéine qui reconnait des sites près ou dans des gènes et s’y lie pour contrôler leur expression.
À quelles étapes de la transcription se passe la majorité de la régulation ?
L’initiation
Pourquoi est-il important de réguler l’initiation de la transcription (4) ?
1 Sauve de l’énergie et des ressources (ne pas transcrire une gêne qui ne servira à rien).
2 . Plus facile au niveau de l’ADN (un seul promoteur et molécule d’ADN à réguler)
3 Modulation plus fine et plus efficace de l’expression d’un gène
4 Réduit le temps de réponse de cette régulation.
Qu’est-ce que le niveau basal de la transcription chez les procaryotes et sa conséquence ?
Niveau de transcription sans protéines régulatrices.
L’ARN polymérase se lie sur les promoteurs avec une faible affinité.
Quelle est l’étape limitante de l’initiation de la transcription ?
La liaison de l’ARN polymérase au promoteur
Quels sont les 3 moyens de faire la répression de la transcription ?
Par encombrement, inhibition de la formation du complexe ouvert et échappement du promoteur.
Décrire le fonctionnement de l’encombrement.
Un répresseur va se lier sur un site recouvrant en partie le promoteur —-> l’opérateur.
Ceci va empêcher l’ARN polymérase de se lier et réprimer la transcription.
Nommer les 2 moyens de faire de l’activation de la transcription.
Le recrutement et l’allostérie
Décrire le fonctionnement du recrutement.
L’activateur aide l’ARN polymérase à se fixer à son promoteur.
L’activateur se lie sur un site de liaison de l’activateur, proche du promoteur, et interagit avec l’ARN pol pour la rapprocher du promoteur —-> liaison coopérative.
Décrire le fonctionnement de l’allostérie.
L’activateur se lie sur un site de liaison de l’activateur et provoque un changement conformationnel qui facilite la transition du complexe fermé au complexe ouvert.
Décrire le mécanisme d’action à distance.
Certains régulateurs (activateur/represseur) ont leur site de liaison trop distant du promoteur, des protéines (DNA-bending proteins) vont se lier entre le site de liaison du régulateur et l’ARN pol pour courber l’ADN et rapprocher le régulateur de l’ARN pol.
Pour quoi la régulation coopérative est-elle importante ?
certains gènes sont seulement actifs lorsque plusieurs régulateurs sont présents simultanément.
Quelle est la source primaire d’énergie chez les procaryotes ?
Le glucose
Si E. coli manque de glucose, que va-t-elle faire ?
Se trouver une autre source de carbone —> le lactose qu’il peut convertir en glucose et galactose.
C’est quoi l’opéron lac chez E. coli ?
Un système de régulation présent dans le génome d’ E. coli qui lui permet d’utiliser le lactose comme source d’énergie à la place du glucose.
Que retrouvons-nous sur l’opéron lac (6) ?
3 gènes :
1 lacZ
2-lacY
3 – lacA
4 . Un promoteur
5 – un opérateur
6 – CAP site : un activateur
7
À quoi sert le lacZ ?
Code pour la β-galactosidase.
Une enzyme qui hydrolyse le lactose en glucose + galactose.
À quoi sert le lacY ?
Code pour la lactose perméase.
Une protéine transmembranaire qui permet l’entrée du lactose dans la cellule.
À quoi sert le lacA ?
Code pour la thiogalactoside transacétylase.
Une enzyme qui débarrasse la cellule des thiogalactosides toxiques qui sont également rentrés à cause de la lactose perméase.
Dans quelles conditions la cellule a-t-elle
besoin de produire les gènes lac (2) ?
1- Quand le glucose n’est pas disponible
2- Quand le lactose est disponible
Quelles sont les 2 protéines régulatrices impliquées et quels signaux transmettent-elles ?
1 CAP : un activateur qui transmet le signal de glucose.
2 – Represseur lac qui transmet le signal de lactose.
Que va-t-il se passer s’il y a présence de glucose ET de lactose ?
Niveau basal de transcription (aucune protéine régulatrice). Alors, diminution de l’affinité de l’ARM pol pour le promoteur, alors une faible transcription de l’opéron lac.
Que va-t-il se passer s’il y a présence de glucose, mais pas de lactose ?
Le répresseur lacI va se lier au site d’opérateur par encombrement, alors qu’il bloque l’ARN pol. Alors aucune transcription des gènes lac.
Que va-t-il se passer s’il y a présence de lactose, mais pas de glucose ?
Le CAP site est activé, alors aide à stabiliser l’ARN pol par recrutement et stimule la transcription des gènes lac.
Que va-t-il se passer s’il y a absence de lactose ET de glucose ?
Les 2 protéines régulatrices vont être présentes, mais l’encombrement du répresseur est plus important que le recrutement de CAP. Alors aucune transcription.
Qu’est-ce qui se passe en absence de CAP ?
L’ARN pol se lie faiblement sur le promoteur (région -35 du promoteur non optimale) ET à absence de l’élément UP.
Vrai ou faux : CAP induit un changement conformationnel à l’ADN ?
Vrai, CAP induit une torsion de l’ADN qui va s’envelopper autour de CAP.
Décrire le mécanisme d’action de CAP.
Mécanisme d’allostérie.
Diminution du glucose —-> augmentation AMPc —-> CAP se lie et active les gènes lac.
C’est quoi l’opérateur lac ?
Site de liaison de répresseur lac.
Quels sont les principes généraux des régulateurs bactériens (3) ?
1 – Se lie sous forme d’homodimère.
2 Chaque monomère se lie sur chaque demi. – -site
3. La reconnaissance des séquences d’ADN se fait par une structure secondaire –> hélice-coude-hélice.
Décrire le répresseur lac.
1 – Tétramère
2 – Les 2 monomères restants vont se lier sur l’un des 2 autres opérateurs distants.
Décrire l’allostérie du répresseur lac.
Le lactose se lie sur le répresseur et induit un changement de conformation qui le rend incapable de se lier à l’ADN.
Comment se nomme l’ensemble de gènes qui code pour les enzymes impliquées dans le métabolisme du galactose ?
Les gènes gal (opéron gal)
Quand est-ce que les gènes GAL sont exprimés (2) ?
En présence de galactose et en absence de glucose.
Comment se nomme le répresseur des gènes gal et comment fonctionne-t-il ?
galR retient l’ARN polymérase en empêchant la transition du complexe fermé à ouvert.
Comment se nomme l’activateur des gènes gal ?
CAP
C’est quoi le contrôle combinatoire ?
Quand le même signal, qui est normalement communiqué par le même régulateur, contrôle plusieur gène.
C’est quoi un facteur alternatif ?
Une sous-unité sigma de l’ARN pol qui reconnait le promoteur.
Quel est le mécanisme d’action de sigma32 ?
Va venir remplacer sigma70 lorsque le corps subit un choc thermique et va diriger les ARN pols vers la transcription de gènes qui protègent la cellule des effets du choc thermique.
Quels sont les 2 mécanismes qui augmentent σ32 ?
– Stimulation de la traduction
– Stabilisation transitoire de la protéine
Décrire le mécanisme d’action des facteurs alternatifs du bactériophage SP01.
1 – L’ARN pol bactérienne (σ70) reconnaît les promoteurs précoces du phage nécessaires au début de l’infection.
2 σ28 remplace σ70.
3- σ28 dirige la transcription des promoteurs intermédiaires.
4 σ34 reste un des gènes intermédiaires
5- σ34 remplace σ28 et dirige l’expression des gènes tardifs.
Vrai ou faux : NtrC et MerR sont deux activateurs qui fonctionnent par recrutement ?
Faux, ils fonctionnent par allostérie.
Comment fonctionne NtrC ?
L’activateur NtrC va se lier à l’ADN si le niveau d’azote est faible et va contrôler les gènes impliqués dans le métabolisme de l’azote, dont glnA.
diminution d’azote —-> phosphorylation de NtrC par NtrB —-> changement de
conformation de NtrC qui démasque son domaine de liaison à l’ADN
Sur quoi se lit NtrC phosphorylée ?
Une séquence spécifique sur l’ADN et l’ARN polymérase.
Comment fonctionne MerR ?
L’activateur MerR se lie à une séquence entre -10 et -35 du promoteur merT, et, en présence de mercure, MerR subit un changement conformationnel —→ configuration optimale pour ARN pol sigma70.
C’est quoi araBAD ?
Un promoteur qui dirige l’expression des gènes pour le métabolisme de l’arabinose.
Quels sont les 2 signaux qui expliquent la présence d’araBAD ?
Présence d’arabinose
Absence de glucose
Quels sont les 2 activateurs d’araBAD ?
CAP et AraC
Quel virus infecte E. coli ?
Bactériophage λ
Quels sont les 3 stades de vie des virus ?
Lytique, Lysogène et indiction lysogène.
C’est quoi l’état lytique (2) ?
1 Stade qui nécessite la réplication de l’ADN.
2 La synthèse de nouvelles protéines d’enveloppe
C’est quoi l’état lysogène (3) ?
1 – L’intégration de l’ADN du phage dans le chromosome bactérien
2 – Répliqué à chaque division cellulaire.
3 – Prophage = stade dormant
C’est quoi l’état d’induction lysogène (2) ?
1 – Le passage de l’état lysogène à l’état lytique
2 Quand la cellule est exposée à des agents endommageant de l’ADN.
Que contient le bactériophage λ (5) ?
– 2 gènes : cl et cro
– 3 promoteurs : Pr, PL et Prm.
Décrire le promoteur Prm (2).
1 – Transcrit seulement le gène cl.
2 . Promoteur faible, nécessite la liaison d’un activateur en amont
Décrire le promoteur Pr et Pl (2).
1 Transcrivent tous les autres gènes.
2 Les Promotur forts et constitutifs, n’ont pas besoin d’activateurs
Dans le stade lytique, quels promoteurs seront utilisés ?
Pr et Pl
Dans le stade lysogène, quels promoteurs seront utilisés ?
Prm
Décrire le répresseur λ (3).
1 – Codé par le gène cl
2. Peut agir comme répresseur (liaison sur région promoteur et empêche ARN pol de se lier - encombrement).
3 Peut agir comme activateur (par recrutement).
Quels sont les domaines du répresseur λ ?
1 – domaine de liaison à l’ADN en N-terminal
2 Domaine de dimérosation en C-terminal
C’est quoi la protéine Cro ?
Un répresseur par encombrement qui se lie à l’ADN sous forme de dimère.
Pour quel opérateur est-ce que Cro a plus d’affinité ?
Or3
Vrai ou faux : le répresseur λ et Cro contrôlent le stade lysogène et lytique.
Vrai
Comment est-ce que le répresseur λ contrôle le stade lysogène ?
Il se lit sur Or1 et Or2, ce qui empêche la fixation de l’ARN pol sur Pr.
Le répresseur λ lié à Or2 active la transcription à partir de Prm.
Comment est-ce que le répresseur Cro contrôle le stade lytique ?
1 dimère de Cro se lie sur Or3 et recouvre Prm. L’ARN pol se lie à Pr et Pl et transcrit les gènes lytique.
Qu’est-ce qui cause la réponse SOS chez E. coli ?
L’accumulation de dommages ou de cassures monocaténaire.
Que va induire la réponse SOS ?
La production de protéines de réparation qui ne sont pas présentes normalement.
Décrire le mécanisme général de la réponse SOS chez E. coli (3).
– Les dommages provoquent la destruction d’un répresseur de transcription (LexA).
– La disparition de LexA active la réponse SOS.
– Les dommages amènent l’activation de RecA.
Qu’est-ce qui se passe si le répresseur λ est clivé (3)?
– ne peut plus lier Or1 et Or2.
– Induction de la transcription de Pr et Pl = croissance lytique.
– Production de Cro qui se lie à Or3, qui empêche la liaison du répresseur λ, alors rend l’induction irréversible.
Pourquoi la quantité de répresseur λ doit-elle être régulée finement ?
1 Quantité trop faible = induction spontanée sans réponse. SOS
2 Quantité trop élevée = manque de RecA pour inactiver tous les répresseurs λ.
Le choix entre lytique et lysogène dépend de deux protéines, lesquelles ?
1- cll
2-clll
Décrire cll.
– un activateur transcriptionnel
- Se lit sur un site en amont de Pre
- stimule la transcription de cl
cl peut être transcrit à partir de quels promoteurs (2) ?
Pre et Prm
Cro favorise le développement ______
en se liant sur ___ et en bloquant ___.
lytique, OR3, PRM
cII favorise la croissance ________ en activant la transcription de __. Le répresseur λ se lie sur OR_ et OR_ pour bloquer __ et active ___.
lysogène, cl, 1 et 2, PR et activer PRM.
Qu’est-ce qui détermine l’efficacité de cII?
La quantité de phage qu’il y a dans la bactérie.
Quelle est la différence entre le stade lytique et lysogène ?
- 1 phage ou moins par bactérie à lytique
- 2 phages ou plus par bactérie à lysogénique
C’est quoi l’épigénétique ?
Hérédité cellulaire des profils d’expression génique en absence de mutation et de signal initiateur
La synthèse du répresseur λ est maintenue par ____________.
autorégulation
