Cours 5 - Régulation de la transcription Procaryote Flashcards
1
Q
La transcription de l’ADN en ARN est fait par quoi et est initié ou? (procaryote)
A
– Par l’ARN polymérase
– Initiée au niveau du promoteur
2
Q
la liaison de l’ARN pol au promoteur forme un complexe ouvert ou fermé?
A
fermé
3
Q
L’Ouverture du complexe provoque quoi?
A
Dénaturation ADN
4
Q
Vrai ou faux, l’expression des gènes peut être contrôlée par des signaux extracellulaires
A
Vrai
peut être le stess, environnement, nutriment
5
Q
Comment nommes-t-on les régulateurs Positifs
et les régulateurs Négatifs
A
Activateur et represseur
6
Q
C’est quoi des régulateurs ?
A
Protéines qui reconnaissent des sites situés près (ou dans)
des gènes et s’y lient pour contrôler leur expression (souvent très proche du gènes)
7
Q
Quelle est le principale niveau de régulation ?
A
Niveau de l’initiation de la transcription
8
Q
Pourquoi c’est plus facile de réguler à l’initiation ?
A
- Plus facile à l’initiation parce que un seul promoteur à réguler sinon faudrait le faire sur chaque ARN formé = plus compliqué
- limite le coût en énergie, en temps et en ressource
9
Q
Pourquoi la régulation ne se fait pas seulement au niveau de l’initiation?
A
- Sauver du temps
- Répondre à une agression
10
Q
Sans les protéines régulatrices, l’ARN pol
se lie sur les promoteurs avec une faible ou une grande affinité ?
A
Une faible affinité
11
Q
c’est quoi le niveau basal ?
A
niveau transcription sans activateur
12
Q
C’est quoi ‘‘l’encombrement’’ ?
A
Manière la plus commune de faire la répression de la transcription
encombre le site actif
13
Q
Comment fonctionne l’encombrement ?
A
Un répresseur (ayant une meilleure affinité que l’ARN pol) se lie sur un site recouvrant en partie le promoteur
14
Q
Comment se nomme le site où se lie le répresseur sur l’ADN
A
l’opérateur
15
Q
C’est quoi le ‘‘recrutement’’ ?
A
Forme d’activation de la transcription (la plus commune) ou l’activateur aide l’ARN pol à se fixer au promoteur. (liaison coopérative)
16
Q
C’est quoi l’activation par allostérie ?
A
Change la structure de la protéine après liaison d’un ligand sur un site régulateur
Complexe fermé + activateur + E = change structure = complexe ouvert
17
Q
l’activation par allostérie fonctionne juste sur l’ARN pol
A
Faux. ADN pol aussi
18
Q
Vrai ou faux : Allostérie peut également se faire sur le régulateur
A
Vrai
19
Q
c’est quoi les deux conformations du régulateur ?
A
2 conformations du régulateur
* 1 liant l’ADN – actif
* 1 ne pouvant pas lier l’ADN - inactif
20
Q
La majorité de l’activation de la transcription se fait par…
A
allostérie et recrutement
21
Q
Quelles sont les autres moyen de régulation autre que l’allostérie, le recrutement et l’encombrement ?
A
Régulation négative : inhibition de la formation du complexe ouvert ou l’échappement du promoteur
Régulation positive: Activateur qui permet l’échappement efficace vers l’étape d’élongation
22
Q
Vrai ou faux : Certains régulateurs ont
leurs sites de liaison distants du promoteur
A
Vrai
peut être vraiment loin (et former des boucles) ou vraiment proche
23
Q
Lorsque les régulateurs sont loins du promoteur, quelle protéine peut venir aider ?
A
La Protéine de liaison à l’ADN peut venir courber l’ADN pour aider la liaison
24
Q
c’est quoi la régulation coopérative ?
A
Mécanisme complexe ou 2 ou + régulateurs interagissent:
* Entre eux – liaison protéine/protéine
* Avec l’ADN – liaison ADN/protéine
Certains gènes sont actifs lorsque plusieurs régulateurs sont présents simultanément
25
La régulation de la transcription s’effectue
- à quel niveau ?
- par l'action de quoi?
– Principalement au niveau de l’initiation
– Par l’action de régulateurs positifs (activateurs) et négatifs (répresseurs)
26
l'activation ou l'inactivation de l'ARN pol déjà lié est quelle mécanisme ?
allostérie
27
C'est quoi la source primaire d'énergie chez E coli?
glucose
28
si manque de glucose, E coli prend quoi comme énergie ?
Lactose
ou autre sucre présent
29
C'est quoi l'opéron Lac ?
une série de 3 gènes sur le génome d'E coli (lacZ, lacY et lacA)
30
lacZ, lacY et lacA utilise le même promoteur
Vrai
31
La transcription de l'operon Lac donne combien de ARNm?
un seul, mais avec 3 gènes = traduit en 3 protéines
32
Que veux dire ''Polycistronique'' ?
ARNm ayant plusieurs gènes
33
le gènes lacZ fait quoi?
Code pour la β-galactosidase
–> Enzyme qui coupe le lactose en galactose et
en glucose (galactose trop grosse pour entrer dans la bactérie = doit être dégrader en mono)
34
Le gènes LacY fait quoi?
Code pour la lactose perméase
– >Protéine transmembranaire qui importe le lactose dans la cellule
35
Le gènes LacA fait quoi?
Code pour la thiogalactoside transacétylase
–> Débarrasse la cellules des thiogalactoside toxiques qui sont importés avec le lactose par la lactose perméase
36
Dans quelles conditions la cellule a-t-elle
besoin de produire les gènes lac?
- absence de glucose
- présence de lactose
** question d'examen
37
Quelles sont les 2 protéines régulatrices impliquées dans les protéines Lac ?
CAP (activateur)
réprésseur Lac
38
Que fait le régulateur CAP ?
Se lie sur le site CAP (activateur)
* Transmet le signal qui manque de glucose
39
Que fait le réprésseur lac ?
Codé par lacI
* Se lie sur l’opérateur
* Transmet le signal qui a pas de lactose
= inhibe lacY, lacA et lacZ
40
c'est quoi le niveau basal au niveau de l'opéron lac ?
présence de lactose ET glucose =
AUCUN represseur ou activateur
= mini peu gènes transcrit
41
Que se passe-t-il s'il y a du lactose, mais pas de glucose ?
CAP sur CAP site et pas de réprésseur lac
42
Que se passe-t-il s'il y a du glucose, mais pas de lactose ?
operon lac inhiber par represseur lac, pas de CAP
43
En absence de CAP, est-ce que ARN pol peut se lier sur le promoteur Lac ?
Oui, mais faiblement
-Région -35 du promoteur non optimale
44
CAP fait de la liaison coopérative ?
Vrai
-> Recrute l’ARN pol sur le promoteur
45
Le domaine CTD de la sous-unité alpha de l'ARN pol se lie à quoi?
Élément UP du promoteur
(ou cap si lactose)
46
L'élément UP est présent dans le promoteur LAC
Faux. L'élément UP est ''remplacer'' par le site CAP
Donc le domaine CTD se lie au CAP sur le site CAP au lieu de se lier à l'élement UP
47
Quelle est une irrégularité de CAP comme régulateur ?
CAP induit une torsion de l’ADN qui s’enveloppe autours
d’elle
(Normalement, la liaison d’un régulateur à l’ADN ne change pas la structure de l’ADN)
48
Quelles sont les effets de l'AMPc ?
Cap a besoin de l'AMPc pour que sa conformation soit adéquate (effet allostérique sur CAP)
49
S'il y a pas de glucose, quelles sont les effets sur l'AMPc et CAP?
pas de glucose =
augmente la présence de AMPc =
Augmente [CAP] ayant eu un changement de conformation =
CAP se lie et active les gènes Lac
50
Quelles sont les caractéristiques de l'opérateur lac ?
1. deux demi-site symétrique
51
Comment l'operateur lac réprime-t-il la transcription
Il Recouvre une partie du promoteur =
Empêche physiquement l’ARN pol d’interagir avec le promoteur
52
Les régulateurs bactérien se lie sous quelle forme ?
Monodimère
53
Chaque monomère se lie à quoi?
demi-site
54
La reconnaissance des séquences spécifiques d’ADN se fait par une structure secondaire, laquelle ?
hélice-coude-hélice
55
À quoi sert les deux hélices alpha dans la structure hélice-coude-helice ?
1. reconnaissance (s'insère dans le grand sillon)
2. se positionne en travers du grand sillon et interagit
avec le squelette d’ADN = Stabilise et positionne correctement l’hélice de reconnaissance
56
Le représseur Lac est un dimère
Faux
un tétramère
57
Les monomères du représseur Lac font quoi?
Chaque opérateur lac est en contact avec 2 sous-unités
Les 2 monomères restant vont se lier sur l’un des 2 autres
opérateurs distants
58
à quoi sert d'avoir 2 liaisons sur 2 site différents pour le réprésseur lac ?
recourber l'ADN en empêchant le lien avec l'ARN pol
59
Comment fonctionne l'allostérie du réprésseur Lac ?
Le lactose se lie sur le répresseur lac
-> Induit un changement de sa conformation
= Ne peut plus lier l’ADN (devient inactif)
60
Le galactose est le même principe que le lactose
Vrai
mais opéron différent (opéron Gal)
61
Les gènes gal code pour quoi et sont exprimé quand ?
– Codent pour les enzymes impliquées dans le métabolisme du galactose
– Exprimés lorsque le galactose est présent et que le glucose est absent
62
Comment le répresseur galR est différent du réprésseur Lac ?
n'encombre pas le site de liaison de l’ARN pol comme le répresseur lac
-> Il retient l’ARN pol en empêchant la transition de complexe fermé à ouvert
63
Quelle est la protéine responsable de la régulation positive de tout les sucres ?
CAP
64
Que veux dire ''contrôle combinatoire'' ?
même activateur sur plusieurs gènes (comme CAP)
65
est-ce quil y a du controle combinatoire chez les eucaryote ?
oui
66
La majorité des promoteurs d’E coli sont reconnus par quoi?
σ70
mais peut être un autre σ
67
Quel est l'effet d'un choc thermique (ex. fievre) chez E. coli?
- augmentation de σ32 = mécanisme infectant d'E coli ralenti
-> σ32 remplace σ70 dans plusieurs ARN pol pour diriger les ARN pol vers la transcription de gènes qui protègent la
cellule des effets du choc thermique
68
Quelles sont les 2 mécanismes qui augmentent σ32 ?
– Stimulation de la traduction
– Stabilisation transitoire de la protéine
69
c'est quoi un Bactériophage SP01
virus des bactérie
-> Infecte Bacillus subtilis et provoque croissance lytique (explose)
70
l'Ordre d’expression des gènes du phage contrôlés par quoi?
σ
71
c'est quoi les étapes du bactériophage SP01 ?
1 – L’ARN pol bactérienne (σ70) reconnaît les promoteurs précoces du phage nécessaires au début de l’infection
2- σ -> gène σ28 = réplication
3- l’ARN pol σ28 dirige la transcription des promoteurs intermédiaires
4- Un des gènes intermédiaire σ -> σ34
5- L’ARN pol σ34 dirige l’expression des gènes tardifs = tue bactérie
72
Donnez 2 exemples d'allostérie des protéines régulatrices
1. lactose qui change la conformation du répresseur lac
2. AMPc qui change la conformation de CAP
73
Est-ce que l'allostérie peut aussi être provoquée par les régulateurs?
Oui
par exemple: NtrC et MerR fonctionnent par allostérie plutôt que par recrutement pour activer la transcription
74
Vrai ou faux: L’ARN pol liée sur le promoteur est inactive
Vrai.
L’activateur induit un changement allostérique de ce complexe pour le rendre actif
75
Le gène glnA est transcrit par quoi?
l’ARN pol σ54
76
ARN pol σ54 lie le promoteur de glnA sous quelle forme ?
complexe fermé stable
77
Activateur NtrC lie l’ADN si quoi?
si le niveau d’azote est faible
-> Contrôle les gènes impliqués dans le métabolisme de l’azote
78
Quel est le mode d'action de l'activateur NtrC
Baisse d'azote =
= ARN pol σ54 lie le promoteur de glnA sous forme de
complexe fermé stable
= NtrC (phosphorylé par NtrB ) lie le site de liaison de l’activateur de glnA et interagit avec l’ARN pol σ54
= NtrC a une activité ATPase – > fournit l’énergie nécessaire pour changer la conformation de l’ARN pol
=> Transition de complexe fermé stable à complexe ouvert
79
Pourquoi L’ARN pol σ70 de MerR n'est pas optimale sans mercure ?
Distance entre -10 et -35 de 19pb au lieu des 15-17 pb classiques
80
En présence de mercure, qu'arrive-t-il ?
-> MerR subit un changement conformationnel
– Torsion de l’ADN au centre du promoteur
– Restaure la région -10 et -35 du promoteur dans une configuration optimale pour l’ARN pol σ70
en se tordant, ca rapproche et fait 17pb = optimale.
81
c'est quoi l'antiactivation ?
peut activer ou réprimer. (ex. araBAD)
Promoteur qui dirige l’expression des gènes pour le métabolisme de l’arabinose
– Présence d’arabinose et absence de glucose = active
– 2 activateurs possibles ( CAP et AraC )
82
peu importe l'infection par un virus, les deux voies peuvent terminé par une lyse
Vrai
83
Qu'est-ce qui provoque la bactérie de lyser ?
Si la bactérie est pour mourir
84
Quelles sont les 3 voies possibles lorsqu'un bactériophage infecte une bactérie ?
* Lytique (tue)
* Lysogène (dodo)
* Induction lysogène (Passage l’état lysogène à lytique)
85
que se passe-t-il lorsque le virus entre en lytique ?
– Nécessite la réplication de l’ADN
– Synthèse de nouvelles protéines d’enveloppe (pour protéger le virus)
86
Que se passe-t-il lorsque le virus est en phase lysogène
– Intégration de l’ADN du phage dans le chromosome bactérien
– Répliqué à chaque division cellulaire
– Prophage – stage dormant
87
Le génome du bactériophage est petit et efficace. Il sert à quoi?
Donner la recette à la bactérie pour que la bactérie produit ce que le virus veut
88
Quelles sont les gènes des promoteurs Pr, PL et PRM ?
Cro et cl
89
Quel sont les caractéristique du Promoteur PRM
– Transcrit seulement le gène cI
– Promoteur faible (niveau basal faible)
- nécessite la liaison d’un activateur en amont
90
Quel sont les caractéristiques du Promoteur PR, PL
– Tous les autres gènes sont directement ou indirectement transcrits via PR et PL.
– Promoteurs forts, constitutifs
– N’ont pas besoin d’activateurs
91
Quel promoteur est activé lors de la phase lytique ?
PL et PR
92
Quel promoteur est activé lors de la phase lysogenique ?
PRM
93
Répresseur λ, il fait quoi?
activateur/represseur
Codé par le gène cI
94
gène cI fait quoi?
code le répresseur Répresseur λ
95
Que fait les Répresseur λ pour être activateur et represseur ?
Répresseur
-> Sa liaison sur un promoteur empêche
l’ARN pol de s’y fixer
Activateur
-> Par recrutement (comme CAP)
via sa région d’activation en N-term
96
Le Répresseur λ a combien de domaine et c'est quoi?
2 domaines reliés par une région flexible
– Domaine de liaison à l’ADN en N-term (hélice-coude-hélice)
– Domaine de dimérisation en C-term
97
c'est quoi les caractéristiques de cro ?
- Répresseur
- 1 domaine
- Lie l’ADN sous forme de dimère (hélice-coude-hélice)
98
l'opérateur OR1 a une plus grande affinité pour Cro ou λ
λ
99
l'opérateur OR2 a une plus grande affinité pour Cro ou λ
Cro ET λ égale
100
l'opérateur OR3 a une plus grande affinité pour Cro ou λ
Cro
101
Chaque OR (opérateur droit) peut lier Cro ou λ
Vrai
102
Pourquoi disons-nous que 2 dimères de répresseur λ se lie de façon coopérative sur l’ADN?
Affinité du répresseur λ est optimale sur OR1
-> La liaison sur OR1 favorise la liaison sur OR2 (recrutement)
= Le répresseur λ se lie ainsi sur 2 sites simultanément alors que sa concentration ne devrait permettre sa liaison que sur le site OR1
* Le site OR3 reste libre car la liaison OR1 et OR2 ne permet pas le contact avec un 3ème dimère sur le site adjacent
103
Quoi qui contrôlent le stage lysogène et lytique
Represseur λ et Cro
104
Que ce passe-t-il en stage lysogène avec delta et cro ?
Répresseur λ se lie sur OR1 et OR2
=Empêche la fixation de l’ARN pol sur PR
-> Le répresseur λ lié à OR2 active la transcription à partir de PRM
105
Que ce passe-t-il en stage lytique avec delta et cro ?
1 dimère de Cro se lie à OR3
-> Recouvre PRM = le réprime par encombrement
–> L’ARN pol se lie à PR et PL et transcrit les gènes lytiques
106
Pr et PL on besoin d'activateur
Faux :
* PR et PL sont des promoteurs forts et n’ont pas besoin d’activateurs
107
Comme passons-nous de lysogène à lytique ?
represseur delta est dégradé = libère PR = Cro s'installe
108
Quel événement aide la transition du stade
lysogène au stade lytique?
- L’accumulation de dommages ou de cassures
monocaténaire induit une réponse dans les E. Coli
-Mécanisme général
ces deux là vont produire la réponse SOS
109
c'est quoi la réponse SOS
La réponse SOS va induire la production de protéines de
réparation qui ne sont pas présentes normalement
110
Les lésions provoquent une destruction d’un répresseur de transcription lequel ?
LexA
(c'est RecA qui va le dégrader = provoque SOS)
111
Que fait LexA ?
réprime les protéines réparation
112
Qu'arrive-t-il sans LexA ?
activation des protéines de réparation
113
c'Est quoi les dommages collatéraux avec la dégradation de LexA ?
Le répresseur λ ressemble à LexA = le dégrade AUSSI
114
qu'arrive-t-il si le répresseurλ est clivé ?
Ne peut plus lier OR1 et OR2
= Induction de la transcription de PR et PL –> lytique
= Production de Cro qui lie OR3
= Empêche la liaison du répresseur λ
= Rend l’induction irréversible
= Mort cellulaire
115
Pourquoi la quantité de répresseur λ doit être régulé finement ?
λ Trop faible = induction spontanée sans réponse SOS
λ Trop forte = Manque de RecA pour inactiver tous les répresseurs λ
116
La quantité de λ doit être réguler par quoi ?
mécanismes d’autorégulation positive et négative
117
Comment fonctionne l'autorégulation négative
PRM est activé par les répresseur λ (sur OR2) pour produire du répresseur λ via cI
Si la concentration du répresseur λ devient trop forte, il fixe aussi OR3 et réprime PRM
= empeche ARN pol
= degradation naturelle protéine
118
qu'est-ce qui fait en sorte que c'est lytique ou lysogene ?
dépend de 2 protéines:
- cII à transcrit à partir de PR
– cIII à transcrit à partir de PL
119
Que fait cII
Activateur transcriptionnel
-> Lie un site en amont du promoteur PRE (promoteur faible) = Stimule la transcription de cI (Répresseur λ)
-> possible de s'autoréguler positivement via OR1 et
OR2 sur le promoteur PRM,
120
Que faut-il pour que cll s'autorégule ?
il faut un niveau basal
121
Que ce passe-t-il à l'étape précoce de l'infection ?
À l’infection :
- transcription initiée à partir de PR et PL
-> PR dirige la synthèse de Cro et de cII
= Cro favorise le développement lytique
= Cro se lie sur OR3 et bloque PRM
= cII favorise la croissance lysogène en activant la
transcription de cI (répresseur λ)
= Répresseur λ se lie sur OR1 et OR2 pour bloquer PR et active PRM
122
PR et PL ont le même trajet
Vrai
123
qu'est-ce qui détermine le choix de développer en lysogénie ?
* L’efficacité de cII pour activer la transcription de cI
détermine le choix de développer en lysogénie
124
Qu’est-ce qui détermine l’efficacité de cII?
plus que de phage entre dans la bactérie, plus il y a de répresseur λ
= condition necessaire pour éteindre promoteur fort
= inhibe phage
= phage éteint
= lysogénie
125
Que ce passes-t-il si 1 phage ou moins par bactérie
lytique (lyse)
126
Que ce passe-t-il si + 2 phage par bactérie
lysogénique
sert a rien de lyser si beaucoup de phage, car vont manquer d'hôte
127
qu'arrives-t-il s'il y a plus de phage entrant
+ de phage entrant = de transcrit à partir de PR = + cII
-> Augmente les chances qu’au moins un génome de phage dirige la synthèse du répresseur et s’intègre dans le chromosome bactérien
+Bloque ainsi le développement lytique des autres phages
128
qu'arrives-t-il s'il y a peu de phage entrant
Peu de bactérie = peu de cellules hôtes disponibles pour le cycle d’infection suivant
= Préfère aller en stade dormant plutôt que de risquer de ne pas trouver de cellules à infecter
129
c'est quoi l'épigénétique ?
Hérédité (cellule à une autre) des profils d’expression géniques en absence de mutation et de signal initiateur (pas a cause de l'environnement, parce que cell mère)
-> ex post traumatique change cell, même si pas de stresse par la suite
130
Est-ce que certains gènes peuvent rester allumés dans
plusieurs générations de cellules même si le signal n'est plus présent ?
Oui
131
Le profil d’expression des gènes vient normalement de
signaux extracellulaires. Comment ils disparaissent ?
si le signaux est retiré
132
Le maintient du statut lysogène du phage λ est assuré par quoi?
le répresseur λ
133
À l’infection, le signal d’expression des gènes lysogènes est établi en réponse à un ratio phage/bactérie faible ou élevé ?
élevé
134
À l’infection, le signal d’expression des gènes lysogènes est établi en réponse à un ratio phage/bactérie élevé grace à quoi?
1- La synthèse est établie via l’activation du gène cI par l’activateur cII
2- La synthèse du répresseur λ est maintenue par autorégulation
135
La synthèse du represseurλ est maintenue par quoi?
autorégulation
136
Pourquoi l’amélioration des conditions de croissances des bactéries ne changent pas le statut lysogène ?
Épigénétique ! marque cellulaire
-> divise les represseur λ et resynthèse plus de λ
