Cours 6 Flashcards
Définition: l’Expression génitque:
Processus par lequel une info génétique contenue dans un gène est lue et une molécule effectrice correspondante (ARN ou prot) est produite
Régulation de l’expression génique?
Mécanismes par lesquels on change la quantité de molécules effectrices effectives
(par ex modification de production et/ou dégradation)
Un gène exprimé veut dire que ?
La protéine codée par ce gène se trouve dans la C
Profil d’expression? (2)
- Expression d’un gène donné dans plusieurs types cellulaires
- Expression de plusieurs gènes dans un type cellulaire donné
Qu’est-ce que ça signifie quand on dit qu’un gène est activé?
Il n’était pas utilisé avant un évènement et il commence à être transcrit
Pourquoi contrôler l’expression génique? (3)
-
S’adapter à un environnement changeant pour contrôler l’équilibre intérieur (homéostasie)
→ sentir les chgts + réagir et s’adapter -
S’adapter à ses propres besoins qui évoluent au cours du tps
→ fécondation, blastocyste, embryon, enfant, adulte etc. (possible malformation) -
S’adapter aux besoins de la C particulière
→ lymphocytes et neurones n’ont pas les mêmes besoins
==> Manière de s’adapter = changer l’expression des gènes en fonction des besoins
Contrôle de l’expression génique chez les organismes multicellulaires: Pourquoi?
Exemple de modification inappropriée…
Développement d’un œuf en organisme adulte nécessite bcp de changements dans l’expression génique au cours du temps
(= adaptation a ses propre besoins)
Modification inappropriée du contrôle des gènes
→ anomalie
Ex: polydactylie
Contrôle de l’expression génique chez les organismes multicellulaires adultes: Pourquoi? (+ ex)
Différents types cellulaires:
formes et fonctions différentes = besoins différents
→ lymphocytes et neurones: même génome mais expriment des gènes différents
→ Une même cellule peut remplir des fonctions différentes selon son état de différenciation (Ex: lymphocyte B mature et immature)
Trois profils d’expression génique:
+ expliquer
-
Fonctions essentielles:
→ house-keeping genes sont exprimés dans toutes les C en permanence et remplissent les fonctions de base de la C -
Spécificité cellulaire:
→ certains doivent être exprimés uniquement dans certaines cellules
(ex prod de neurotransmetteurs par les neurones) -
En réponse à des signaux:
→ certains doivent être exprimés différemment en réponse à des signaux intra ou extraC
Points de contrôle de l’expression génique (5):
- Transcription (ARNpol n’est pas recrutée sur le site)
- Maturation du transcrit (épissage, polyadénylation)
- Transport de l’ARNm
- Stabilité de l’ARNm
- Synthèse, activité et stabilité de la protéine
Définition: Profil d’expression génique: (+ex)
= Quantités relatives de tous les ARN présents à un moment donné dans un ensemble de cellules ou dans une cellule donnée
→ On compare 2 conditions et on décrit les gènes qui sont ± exprimés dans une condition par rapport à l’autre
Ex: contrôle par les HOMONES → certains ARN sont plus exprimés que d’autres
Point de contrôle primordial lors de la transcription (début):
Liaison de l’ARNpolymérase (fixation sur le promoteur)
Quels sont les 2 problèmes lors de la liaison de l’ARNpol?
-
Taille du Génome très grande
→ comment trouver l’info importante? - Génome empaqueté sous forme de chromatine
→ peu accessible
Quels sont les deux types de «signaux» (éléments physiques) sur l’ADN qui aident la pol2?
Sur quoi agissent-t-ils?
-
Promoteur donne:
→ position (donc le brin)
→ sens de déplacement -
Élément régulateur (= courts segments d’ADN à séquence très variable)
→ accessibilité
→ niveau d’expression
Définition: PROMOTEUR
Court segment d’ADN localisé au début des gènes et contenant des éléments de séquence permettant la liaison de l’ARN polymérase et indiquant le site d’initiation de la transcription et le sens de la trasncription
- Combien de séquences consensus possède un promoteur? Desquelles s’agit-il?
- Les séquences consensus sont-elles double brins? Simple brins?
- TATA (~30 nucléotides)
-
INR (site d’initation de transcription)
= ~30 nucl plus loin sur le brin non matrice
==> DOUBLE BRINS! (permettent la fixation au début du gène)
⚠︎ En fait, TATA est la séquence qui revient le + fréquemment (= séquence consensus) mais elle est en fait plus longue: TATAA (=celle qui revient le + souvent)
Def d’une séquence consensus
Séquence la plus fréquente à chaque position d’un alignement de fréquences
→ nécess pour TATA et INR
TATA: TATA T/A A A/T (TATAAA)
INR: C/T C/T AN T/A C/T C/T
Les ARN pol II des eucaryotes peuvent-elles se lier seules au promoteur? De quoi ont-elles besoin?
NON
→ Besoin de facteurs généraux de transcription
Définition: Facteurs généraux de transcription (GTF):
(Nécessaires à quoi spécifiquement?)
Protéines venant s’assembler sur le promoteur pour former un complexe d’initiation de transcription
→ Ces facteurs sont nécessaires à la transcription de tous les gènes transcrits par l’ARN pol2
Facteur de transcription important?
+ déroulement
TFIID
- vient se fixer sur le promoteur des gènes
- joue un rôle clé dans la reconnaissance de la boîte TATA grâce à sa sous-unité TBP (TATA binding protein) et de la séq INR (avec une autre sous-unité)
→ TBD détermine le site d’assemblage de la machinerie
Pour les 3 ARNpol
V/F: TFIID permet l’assemblage d’un complexe d’initiation de transcription contenant plus de 100 protéines, dont l’ARN pol2 et les autres GTFs
Vrai
La liaison de TBP à la boîte TATA provoque
Une déformation et forte torsion de l’ADN
Quels sont les 2 modèles hypothétiques possibles de l’assemblage du complexe d’initiation de transcription?
- Plusieurs étapes (= assemblage sur le promoteur)
- Une étape (= pré-assemblé)
Si les promoteurs sont asymétriques, qu’est-ce que ça implique pour TFIID? (2)
- la liaison de TFIID ne peut se faire que dans une direction
- la liaison détermine donc non seulement le point de départ mais aussi le sens de la transcription et le brin d’ADN à transcrire car elle le lit de 3’ vers 5’ pour synthétiser dans le sens 5’-3’
Quelles sont les fonctions des facteurs généraux? (4)
= Nécessaires pour la transcription de TOUS les gènes transcrits par l’ARN Pol2
- Permettent la liaison de l’ARN pol
- Séparent les 2 brins d’ADN (bulle)
- Promeuvent le départ de l’ARN pol
- Participent au couplage transcription-maturation des ARNm (TFIIH et CTD)
Dans quelles étapes sont impliqués les facteurs généraux? (4)
- Liaison de l’ARNpol
- Ouverture de l’ADN
- Initiation de la synthèse d’ARN
- Élongation
Que sont deux séquences palindromiques?
Elles ont une symétrie en miroir
Quels facteurs sont contenus dans la CTD de l’ARNpol II?
- Facteurs de polyadénylation
(+ s’occupent de couper aussi) → queue - Facteurs d’épissage
- Facteur de coiffage
→ ceci permet à ces facteurs de voyager avec l’ARNpol2 et peuvent être transférés sur le transcrit primaire lors de sa synthèse
Que fait le facteur général de transcription TFIIH? (2)
Comment?
Qu’est-ce que ça permet d’expliquer?
Il permet la fixation et la libération des facteurs du CTD de l’ARNpol2 en phosphorylant le CTD
(grâce à une enzyme située dans le TFIIH).
→ Explique la spécificité du coiffage, de l’épissage et de la polyadénylation
V/F: Phosphorylation du CTD permet donc le couplage entre la transcription et la maturation des transcrits primaires
Vrai
Que sont des éléments régulateurs?
= Courts segments d’ADN de séquence très variable (6-20 pb) qui diffèrent d’un gène à l’autre
→ Ils sont très souvement palindromiques (forme bicaténaire)
= Site de liaison pour des facteurs régulateurs de la transcription (activateurs/répresseur)
→ les reconnaissent sous forme d’un ADN bicaténaire
∆! Élément régulateur ≠ Facteur régulateur!
- Définition: Facteurs régulateurs de transcription
- Quels sont les deux types de facteurs régulateurs?
= Toute protéine capable de se lier spécifiquement à un élément régulateur donné d’un gène et de stimuler/diminuer la transcription démarrant au promoteur de ce gène
- Ils peuvent être:
→ ACTIVATEURS
→ RÉPRESSEURS
Quelles sont les 2 types d’actions sur un gène par des facteurs/éléments régulateurs?
-
Action en cis
→ séq. de l’ADN qui a une action ailleurs sur la même molécule d’ADN
ex: élément régulateur agit en cis sur le gène -
Action en trans:
-> Facteur externe (produit ailleurs) agit sur l’ADN
ex: activateur agit en trans sur le gène
Combien de domaines contiennent les activateurs? Lesquels?
3
- Domaine de liaison à l’ADN
- Domaine d’activation
- Domaine de dimérisation
Où se fixent les activateurs sur l’ADN (hélice)? Pourquoi?
Exception? Entraine quoi sur l’ADN?
Sur le grand sillon car :
→ Il y a + de place donc + accessible
→ + grande spécificité d’activation car les pts de contact sont asymétriques
= Meilleures interactions avec les activateur (prot) qui peuvent mieux discriminer entre différents éléments régulateurs dans le grand sillon
⚠︎ Exception: TBP se lie dans le petit sillon
(TATA binding protein: sa liaison engendre une forte torsion de l’ADN)
V/F: Les 4 paires de bases ne se distinguent entre elles que dans le grand sillon
Vrai
Grand sillon = pts de contact asymétriques
Petit sillon = pts de contact symétriques
→ si on regarde un TA et un AT on a la même séq. de points de liaisons dans le petit sillon, alors qu’il y a différence dans le grand sillon (pareil GC)
Étapes de l’interaction entre la protéine à domaine POU (activateur) et l’ADN (4):
A. Liaison du monomère POU avec sous-domaines en côtés opposés de l’ADN
B. Homodimérisation du POU sur l’ADN;
C. Hétérodimérisation du POU sur l’ADN;
D. Hétérodimérisation du POU avec le domaine HMG d’un autre facteur
“S” sous-domaine POUs
“H” sous domaine POUh
Recrutement de la machinerie de transcription?
- Interaction entre (co)activateur et machinerie de transcription
→ facilitation de son assemblage sur le promoteur du gène - Contact physique entre activateur et machinerie
→ ADN séparent séq. régulatrice du promoteur doit faire une boucle
Qu’est-ce que le contrôle combinatoire de transcription?
Comment le gène de la Bêtaglobine peut il obtenir une amplification maximum de son expression?
Le enhancer contient plusieurs éléments régulateurs reconnus par une combinaison d’activateurs différents
==> amplification max de l’expression
(Pour la Bêtaglobine: ensemble de 4 activateurs dimériques)
Le contrôle combinatoire de la transcription permet (2):
-
L’intégration de plusieurs infos
→ “condition” (à un moment, à un endroit, en réponse à un signal etc.) - La spécificité cellulaire
Quelles sont les conditions essentielles au fonctionnement du contrôle combinatoire de transcription?
- Seul un jeu complet d’activateurs doit pouvoir stimuler efficacement la transcription
- Un seul activateur, ou un jeu incomplet d’activateurs, ne doit pas être capable de stimuler la transcription de manière optimale
Exemple d’épissage cellulaire régulé en fonction du type cellulaire chez le rat
Fabrication de la protéine topomyosine différente:
Épissage différent du gène ⍺-tropomyosine
→ muscle lisse ou fibroblaste (endroits différents) → profil d’épissage du transcrit primaire différent à partir du même gène
Exemple épissage alternatif dans même type cellulaire
Neurone: localisation varie à l’intérieur de la cellule
→ ARN différents à différents endroits de la cellule: axone et corps cellulaire
Exemple de régulation de l’épissage alternatif lors de la détermination du sexe chez la drosophile
Les profils d’épissage peuvent être différents selon si le drosophile est mâle ou femelle
→ Sur un gène, un exon est excisé chez la femelle en raison de la présence d’une prot répresseur qui se lie au signal d’épissage situé à l’extrémité 3’ du 1er intron, empêchant son excision
→ Sur un autre gène, un exon n’est pas excisé chez la femelle en raison de la présence d’une prot activatrice uniquement chez la femelle qui se lie au signal d’épissage situé à l’extrém. 3’ du 1er intron, nécessaire à son excision
Étapes (4) de dégradation des ARNm:
- Queue poly(A) enlevée par prot PARN/Ccr4-Not/PAN2
→ coiffe FRAGILISÉE - Dégradation de l’extrémité 3’ (libre) de l’ARN par un complexe d’exonucléase (=exosome → sens 3’-5’)
- EN MÊME TEMPS: coiffe dégradée par DCP1 et DCP2
- Enzyme XRN1 dégrade ensuite l’ARN de 5’-3’
Donner le mécanisme de régulation de la stabilité des ARNm codant pour le récepteur de la transferrine
Fer est importé dans les C par un récepteur à transferrine présent sur la membrane
→ sa prod permet de réguler la concentration de fer intraC
-
Si carence en fer:
Prot régulatrice (se fixe) empêche la dégradation de l’ARNm (qui permet la synthèse de ce récepteur)
= ARNm stable/protégé contre la dégradation -
Si abondance de fer:
Fer se fixe sur la prot régulatrice (chgt de confo)
= ARNm instable/rapidement dégradé
==> ↓ de la prod des récepteur (évite surcharge en fer)
