Cours 6 Flashcards
L’ADN chez les eucaryotes est surtout compact (nucléosomes). Qu’est-ce qui décompacte l’ADN ? En quoi c’est un problème ?
Des protéines régulatrices, et c’est un problème parce que la machinerie de transcription n’a pas accès à tous les gènes à transcrire.
Vrai ou faux : les eucaryotes ont moins de séquences régulatrices car les éléments régulateurs sont plus efficaces que chez les procaryotes.
Faux, il y en a plus et ils sont souvent plus éloignés d’ailleurs (+1000 avant ou après).
Comment fonctionnent les enhancers (leurs séquences ressemblent à quoi ? À quelle distance agissent-ils ?)
Un enhancer, c’est plusieurs sites, sous forme d’une unité. (C’est une séquence d’ADN sur lequel se lie un/des activateurs !) Ils agissent à distance, à l’endroit, à l’envers, un peu partout… fait intervenir des boucles pour se rapprocher des endroits spécifiques.
Comment empêcher que les enhancers agissent sur tous les gènes du monde comme ils agissent de loin ?
Ajout d’isolateurs ou d’éléments frontière. Empêche, en gros, l’onde d’activation d’aller plus loin que l’isolateur (comme un grand mur US-Mexique mais plus efficace tabarouette Mélo j’essaie de me trouver des images mais là c’est peut-être exagéré).
Vrai ou faux : tous les eucaryotes ont des caractéristiques de régulation (machinerie, modificateurs, …) similaires.
Vrai ! Ils vivent tous à peu près les mêmes contraintes (compactage en nucléosomes…) donc c’est assez similaire. On étudie beaucoup la levure, par exemple, eucaryote et ça nous donne beaucoup de réponses/d’infos (répresseurs/activateurs) pour nous !
Vrai ou faux : le domaine de liaison à l’ADN est le même que celui d’activation chez les activateurs.
Faux, il est différent !
Le 1/3 N-term représente le domaine de liaison DLA et se lie spécifiquement. Si on le change, il se lie ailleurs. Si on enlève le domaine d’activation, il se lie mais fait rien.
Le 3/4 (les fractions marchent moyen mais t’inquiète c’est le principe) C-term représente le domaine d’activation DA et si on le change, il pourra effectuer une autre action (activer sur un pied de répresseur ou répresser sur un pied d’activateur)
D’ailleurs on peut mêler les activateurs bactériens et eucaryotes, ils sont très similaires.
Dis-moi comment fonctionne Gal4 vite fait chez la levure.
Il se lie à 4 sites 275 pb avant gène GAL1 et quand il y a du galactose, active 1000x (les expériences sont faites à partir d’elle !)
Quand mis sur un pied de répresseur bactérien (LexA déjà vu!), il active tout de même la transcription!
Les régulateurs bactériens lient l’ADN sous quelle forme ?
Dimères (homo ou hétéro pas de discrimination).
Une hélice s’insère dans grand sillon, l’autre contact avec les arêtes/squelette.
La plupart sous forme d’hélice-coude-hélice HCH (DLA !!!! DA = autre structure moins définie.)
Qui a caractérisé la structure HCH ?
McKay et Steitz (1981)
Pabo et Lewis (1982 nul)
Vrai ou faux : chez les eucaryotes, les DLA sont seulement sous la forme d’homodimères.
Faux, plusieurs hétérodimères et parfois même monomères.
Qu’est-ce que les protéines à homéodomaine ? Comment fonctionnent-elles ?
DLA type HCH similaire aux bactéries, mais retrouvés chez eucaryotes (drosophile - embryogenèse).
Homéodomaine = 60 AA très conservés, séquence = TAATNN. Elles peuvent être activatrices ou répressives selon la séquence liée.
Qu’est-ce que les domaines en doigt à zinc ? Comment fonctionnent-elles ?
PLUS COMMUN, TFIIIA = identification première.
30 AA avec 2 cystéine + 12 AA entre + 2 histidines qui lient sous forme de doigts le zinc (sans zinc, ça se défait.)
Des AA basiques et hydrophobes sont beaucoup conservés sur les 30 AA d’un doigt.
La forme globale est 2 barreaux bêta antiparallèle + hélice alpha. Les résidus cys et his sont sur ces structures et forment UN doigt.
Ex : Sp1 = activateur avec 3 doigts = 90 AA (peut-être séparés un peu là) et 3 zinc !!!!!!
Quel autre domaine DLA utilise le zinc ?
4 cys lient 1 zinc et ça ressemble à HCH.
Ex : Récepteur glucocorticoïdes = 2x (4 cys + 1 Zn).
Qu’est-ce que la fermeture à glissière de leucines ? Comment fonctionne-t-elle ?
4/6 leucines séparés par 7 (essentiel!!!) forme 2 hélices qui s’entrecroisent comme les doigts de la main (les leucines séparés entre elles de 7 interagissent avec la leucine en face).
La dimérisation est essentielle pour lier l’ADN (une partie d’une hélice s’insère dans le grand sillon alors que l’autre partie dimérise).
L’interace de l’hélice est très hydrophobe et les hélices dimérisées sont coiled-coil.
Qui a découvert la fermeture à glissière de leucines ?
Steven L. McKnight, par l’activateur C/EBP.
Qu’est-ce que le motif hélice-boucle-hélice ? Comment fonctionne-t-il ?
1re hélice reconnaissance = s’insère… (région basique pour liaison ADN) SITE ADN = 12 pb inversées répétées (pour les 2 dimères), conservé = boîte E (CAXXGT)
2e plus courte
Boucle = plus long que coude.
Besoin dimérisation comme glissière leucines.
Ex :
1. différentiation cell = MyoD
2. Stabilité chromosomes = CBF1/CPF1
3. Régulation expression = CUTE, E12, E47, PHO4
4. Prolifération cell = myc.
Les DA ont-ils des structures définies comme les DLA ? Ça change quoi ? Quels sont les deux types de DA ?
Non : ça permet à la surface du DA d’être adhérentes à ++ prots qu’ils recrutent.
2 types : 1. acides (++ AA acides) comme DA de Gal4 = activateur fort chez tous eucaryotes
2. Riche en glutamine (Sp1 = 3 doigts de zinc!!!!!) ou en proline (CTF1) = moins forts + pas chez tous eucaryotes (pas universelles)
Les activateurs procaryotes recrutent-elles la machinerie transcriptionnelle eux-mêmes ? Chez les eucaryotes ?
Oui procaryotes ! Se lie à l’ADN une face et l’autre à la pol direct.
Eucaryotes = indirect plus souvent, recrutent des modificateurs (décompactent nucléosome) ou les facteurs d’initiation/d’élongation nécessaires sur la queue CTD de la pol.
Souvent, les activateurs prennent les protéines nécessaires sur des complexes déjà formés (=médiateur ou TFIID !!!!) et les transfèrent à la queue CTD.
L’acétylation des queues d’histones cause quoi ?
La décompaction donc fibre 30nm - à 10nm.
+ Les bromodomaines peuvent se lier sur les parties acétylées !
Ex : TFIID (TAF1/TAFII250 = ont des bromodomaines) = se fixe mieux aux nucléosomes acétylés. ET TFIID recrute la pol !!! Tout va mieux quand c’est acétylé.
Quelle enzyme acétyle les queues d’histones ? Par qui est-elle recrutée ?
L’histone acétyl transférase (=HAT) et est recrutée par l’activateur (découvre les sites du promoteurs ou d’autres activateurs)
L’activateur peut recruter les HAT et quoi d’autre pour décompacter le nucléosome ?
Un complexe modifiant la chromatine = désserre ADN autour du nucléosome, la machinerie pouvant lier le promoteur et tout.
Vrai ou faux : tous les gènes ont besoin de toutes les mêmes composantes de machinerie et de modification de nucléosome.
Faux : ça change selon les circonstances et selon le gène.
Gal4 interagit avec quels composants ?
Gal4 = activateur de GAL1 interagit avec un médiateur, SAGA et TFIID (SAGA remplace TFIID dans les gènes où TFIID n’agit pas. Il est formé de TAFs aussi = grappe de prots.)
Quel composant qui interagit avec Gal4 permet l’acétylation ET réagit avec la machinerie ? Comment ?
SAGA !
Gal4 est lié UAS (sa séquence) MAIS son DA est bloqué Gal80 quand il n’y a pas de galactose.
Galactose = Gal3 (inducteur) déplace Gal80 sur Gal4 et démasque son DA qui recrute SAGA qui recrute TBP qui se lie à TATA ! = Activation de la transcription.
Qu’est-ce qui cause le décrochage ou la pause de pol ? Qu’est-ce qui peut aider ? (durant l’élongation) Donne un exemple.
Des séquences d’ADN en aval. Aidé par des facteurs d’élongation.
Ex : HSP70 = gène drosophile activé par GAF-1 (recrute pol), HSF et choc thermique.
En gros, sans choc thermique, la queue CTD de pol II est moyen phosphorylée (Ser 5) + est accroché à NELF + DSIF qui l’arrête 20/40 pb après promoteur. GAF-1 recrute bien pol, mais HSF est pas très présent.
Choc thermique = HSF ++++ forment des trimères qui recrutent kinase P-TEFb SUR POL, phosphorylent la queue CTD (ser2) et les deux prots qui arrêtent la pol. Partent quand phosphorylées. = transcription
Chez la bactérie, comment peuvent agir les enhancers (où se lient les activateurs) à distance ? Chez les eucaryotes (donne un exemple) ?
Des protéines architecturales courbent l’ADN (=IHF) ce qui rapproche l’activateur de l’ARN pol sur promoteur.
Pareil chez les eucaryotes, on peut rapprocher les enhancers du promoteur en pliant l’ADN.
Drosophile = cut (gène) activé enhancer 100 kb plus loin. Chip/Ldb1 = prot qui dimérise en faisant donc une boucle (on suppose).
Vrai ou faux : les isolateurs inhibent les activateurs ou les promoteurs.
Faux, ils bloquent la communication entre eux !
À quoi servent les gènes Apo ?
Gestion des lipides/lipoprots.
Qu’est-ce qui empêche la production des gènes autour d’APOA1/C3/A4/A5 qui ne doivent pas être transcrits ?
CTCF = isolateurs (AC2/AC3) qui s’associe avec de la cohésine (Rad21/Scc1) et qui forme DEUX boucles, une contient APOC3/A4/A5 et l’enhancer C3E, l’autre contient APOA1 et des facteurs HCE? qui peuvent augmenter la transcription dans cette boucle.
Qu’est-ce qu’une région de contrôle d’un locus LCR ?
Une région qui contient enhancers, isolateurs et promoteurs aux différentes propriétés et qui donc contrôle plusieurs gènes qui forment un groupe, selon le contexte (développement cellulaire par exemple).
Ex : 1. Globine humaine,
2. Globine bêta murine
3. HoxD murin.
Quels sont les 5 gènes globine chez l’homme ? Sont-ils exprimés en même temps ? Qu’est-ce qui les gère ?
Epsilon, gamma G/A, delta, beta.
Ils ne sont pas exprimés en même temps, selon le développement.
Chaque gène a ses sites régulateurs, et est sous le contrôle d’un groupe commun = LCR. Epsilon est plus proche que bêta de LCR donc l’effet est plus grand au début.
Des changements avec le temps vont permettre de rapprocher LCR des gènes globine + loins et permettre leur expression, selon le stade de développement.
Les activateurs qui fonctionnent ensemble sont souvent synergiques. Qu’est-ce que ça veut dire ?
Que leur effets séparés et additionnés sont moins importants que leurs effets ensemble.
Comment les activateurs peuvent-ils agir en synergie ? (3)
- Besoin de + activateurs pour 1 complexe à recruter
- Activateurs recrutent des composants différents essentiels
- Les activateurs s’aident pour lier leur site (=coopérativité)
a) En interagissant entre elles (prots)
b) En recrutant une 3e protéine
c) En recrutant un modificateur de nucléosome (=indirect)
d) En déstabilisant la structure du nucléosome directement, ce qui découvre le site de liaison de la 2e protéine (=indirect)
Ex : Répresseur lambda dimérise puis ça aide une tétramérisation donc la liaison d’un autre dimère !
Explique la coopérativité pour le gène HO (=endonucléase ADN).
Il doit s’exprimer juste 1. cell mère ; 2. certains moments cycle cell.
Swi5 = activateur JUSTE DANS CELL MÈRE se lie +1kb = trop loin pour recruter pol.
SBF = activateur se lie juste quand Swi5 est lié (recrute HAT + enzyme remodelage SWI/SNF sur le site de liaison de SBF = permet à SBF de se lier + recruter médiateur)
Explique ce qu’est l’enhanceosome de l’interféron-bêta humain.
Quand virus = besoin 3 activateurs (NF-kB, IRF, Jun/ATP (AP-1)) sur un même enhanceosome plié = ne peuvent pas se lier (trop compact). HMGA1 vient déplier en liant le petit sillon AT riche. Activateurs se lient et ajoutent coactivateurs (CBP/p300).
Vu que riche en info, chaque pb sert à la liaison des 3 activateurs/coactivateurs = HMGA1 est obligé de partie……
Qu’est-ce que le contrôle combinatoire ?
Un signal commun contrôle plusieurs gènes via un activateur/répresseur.
Donne-moi 4 façons de fonctionnement des répresseurs eucaryotes.
- Compétition (dépend affinité/abondance de ceux qui sont en compétition, leur site de liaison se chevauchant)
- Inhibition (répresseur inhibe l’activateur)
- Répression directe (de pol)
- Répression indirecte (via désacétylation (=histone désacétylase) donc compaction de l’ADN par exemple)
Que fait Mig1 ?
S’accroche entre promoteur (de GAL1) et site Gal4 (activateur). Recrute Tup1 qui forme un complexe de répression, soit :
1. Recrute histone désacétylase.
2. Interagit avec machinerie direct.
Chez les eucaryotes, via quoi les signaux extra-cell impactent la cell ?
Via les voies de transduction du signal. Ligand (=signal) se lie à un récepteur spécifique à la transcell, qui communique à l’intérieur + cause cascade kinases.
Ex : Stat, MAPK.
Explique la voie de STAT.
Jak = kinase liée domaine intracell récept.
Ligand se lie = approche 2 chaînes récept. + Jak phosphoryle domaine intracell opposé ! = Reconnu par STAT, devient aussi phosphorylé, dimérise et va au noyau.
Les signaux impactent comment les régulateurs chez les bactéries ? chez les eucaryotes ?
Bact = Change (allostérie) capacité régulateurs à lier ADN.
Euc. =
1. Démasquation de région activatrice soit par :
a) Changement confotmation (moyen)
b) Enlever prot qui masque le DA (+ probable).
- Par le transport dans le noyau
a) Régulateur cytoplasme lié membrane cell ou maintenue par protéine inhibitrice
b) Régulateur = mauvaise conformation sans signal (souvent sur le régulateur et masqué par un inhibiteur) = incapable rentrer noyau.
Donne des exemples de prots qui s’en vont et qui démasquent le DA
Gal80 (=protéine masquante, souvent une désacétylase qui compacte l’ADN) bloque Gal 4 sans galactose.
Sinon on a aussi E2F inhibée par Rb (pas à l’exam).
Donne un exemple de récepteur en mauvaise conformation pour entrer dans le noyau sans ligand.
Nf-kB est inhibée par lkB qui masque son signal pour rentrer dans le noyau.
Le TNF = signal qui est lu par un récepteur, ce qui active la kinase IKK. Phosphoryle IkB qui devient aussi marquée par ubiquination et est dégradée. NF-kB libre = entre dans le noyau.
Les activateurs et répresseurs sont-ils toujours recrutés entièrement ?
Non, parfois recrutés fragmentés : DLA et DA peuvent être recrutés séparément.
Comment les récepteurs GR peuvent engendrer deux réponses contraires ?
Ça dépend de la séquence d’ADN où GRE va se lier, donc de la nature et la disposition (plus ou moins accessible) des sites répresseurs (=opérateurs) et activateurs de l’ADN.
Quand il n’y a pas de ligand, que se passe-t-il pour GR ?
Il est maintenu dans le cytoplasme (le récepteur lui-même !) par Hsp90 et HSP70.
Quand le ligand se lie, qu’est-ce que le récepteur fait ?
Il migre LUI-MÊME vers le noyau.
Une fois dans le noyau, le récepteur GR se fixe aux GRE (Glucocorticoid Responsive Elements) sur l’ADN. Un GRE (=séquence d’ADN) répresseur OU activateur va induire un changement de conformation ce qui va permettre de lier des cofacteurs différents.
Selon les cofacteurs recrutés (acétylases CBP en activation ou désacétylases HDAC en répression), il active ou réprime la transcription des gènes cibles.
