Cours 6 - Régulation transcriptionnelle chez les eucaryotes Flashcards
Machinerie transcriptionnelle eucaryote est plus complexe que les procaryotes
Vrai
Transcription par Pol II est régulée par quoi?
Activateur et represseur
c’est quoi des activateurs / répresseur ?
Protéines lient ADN qui facilitent ou empêchent initiation transcription de gènes spécifiques en réponse à signaux appropriés
qu’est-ce qui complexifie la régulation de la transcription chez les eucaryotes ?
- Les nucléosomes et leurs modifications (doit trouver façon de décompacter)
- régulateurs et + grandes séquences régulatrices
(peut avoir 20 régulateur pour 1 gène)
- régulateurs et + grandes séquences régulatrices
c’est quoi la différence entre les séquences régulatrices bactérienne et des eucareyotes ?
Bactérie: séquence régulatrice et promoteur très proche
Eucaryote: il y en a plusieurs et peuvent être éloigné
Cest quoi un Enhancers ?
plusieurs sites activateurs regroupés en une seule unité
Quelle action à distance ffacilite les interactions entre protéine ?
Boucle ADN
Quelle problème engendre l’activation à distance
Activateur lié à enhancer: peut contrôler plusieurs gènes à sa portée, alors quil devrait en controler qu’un seul
= Requiert d’autres séquences régulatrices (isolateurs ou éléments frontières)
Ou sont les isolateurs et que font-il ?
-> Situés entre enhancers et promoteurs
-> Bloquent activation du promoteur induite par activateurs liés à enhancer quon ne veut pas
= Garantissent que activateurs ne fonctionnent pas aveuglément
qu’est-ce qui nuit à la Pol II?
nucléosome
Quel est l’organisme le + accessible à des combinaisons de dissection génétique et biochimique ?
Le levure
-> principale connaissance et étude vient des levures
Le Domaine de liaison à l’ADN (DLA) fait quoi?
protéine qui reconnait sequence en particulier (site de liaison)
C’est quoi Gal4 ?
Activateur qui active transcription gènes (GAL1) galactose chez S. cerevisiae
Il a 2 domaine: activation et et DLA
- un des premier à être connu
Chez la levure,que se passe-t-il en présence de galactose ?
Gal4 active transcription GAL1 +1000 fois (très fort)
GAL1 permet de métaboliser le galactose
Quelles sont les 2 expériences qui ont permis de découvrir le DLA ?
- Fragment de GLA4 sans son domaine d’activation = peut se lier, mais n’active pas
DLA = permet juste de cibler la région activatrice de la protéine sur le promoteur - place la région activatrice GLA4 sur un DLA LexA bactérien = active la transcription de Lacz
qu’est-ce que ca veut dire qu’un DLA bactérien (LexA) peut remplacer un DLA eucaryote (GAL4) ?
Pas différence fondamentale dans façon dont DLA lient ADN et reconnaissent leurs sites
DLA et domaine d’activation c’est la même chose.
Faux.
l’un sert à lier, l’autre à activer.
Grande majorité protéines régulatrices bactériennes utilisent quoi comme DLA ?
motif hélice-coude-hélice
À quoi servent les deux hélices dans le motif hélice-coude-hélice ?
1ère hélice = hélice de reconnaissance: s’insère dans grand sillon et reconnaît pb spécifiques
2ème hélice = crée contacts avec squelette ADN (sucre-phosphate)
Les régulateurs bactériens et eucaryotes lient sous quelle forme ?
Bactérie: dimère
Eucaryote: hétérodimères et parfois monomères
c’est quoi des protéines à homéodomaine ?
Classe de DLA de type hélice-coude-hélice (HCH)
ayant une séquence consensus: TAATNN
soit des activateurs ou répresseurs: fonction dictée par l’homéodomaine
Plusieurs protéines à homéodomaine lient ADN sous forme de dimères
c’est quoi le domaine en doigt à zinc
Le plus commun des DLA ayant 2 résidus cystéine + 2 résidus histidine (coordone le zinc) Initialement identifié chez TFIIIA
NECESSITE ZINC
= Stabilisent le domaine en interagissant avec une molécule de zinc Zn2+
Chaque doigts de Zinc est en contact avec combien de pb?
3
c’est quoi un activateur Sp1
3 structures en doigts de Zn consécutives
est-ce qu’il existe d’autres DLA qui utilisent le Zn ? (autre que doigts de Zinc)
Oui, en a sans histidine = ne stabilise pas Zn parreil et agit comme modif HCH
c’est quoi les récepteur glucocorticoïdes
c’est 8 cystéines pouvant lier 2 atomes de zinc
c’est quoi le motif fermeture à glissière de leucines ?
Motif qui combine des surfaces de dimérisation et de liaison à l’ADN dans même unité structurale
charge (+)
qu’est-ce qui permet au motif fermeture à glissière de leucines de faire de la dimérisation + capacité à lier ADN?
a des leucines très précisément séparé -> 4 leucines séparé par intervalle de 7 résidus
motif fermeture à glissière de leucines forme quoi?
Forment homo- ou hétéro-dimères
Comment fonctionne le motif fermeture à glissière de leucines ?
- segment s’insère dans le grand sillon
- Dimérisation induite par autre segment de cette hélice
- Forment homo- ou hétéro-dimères
Dans le motif fermeture à glissière de leucines, qu’est-ce qui rend son interface très hydrophobe ?
Arrangement particulier des leucines
Deux protéines avec le motif fermeture à glissière de leucines forment quel type de structure ?
de type ‘coiled-coil’ (surenroulement l’une autour de l’autre)
quelle protéine héterodimère font le motif fermeture àa glissière de leucines ?
CREB (symétrique)
AP-1 (asymétrique)
c’est quoi les quatre domaine de liaison de l’ADN ?
- Hélice-coude-hélice
- Doigts de Zinc (+ souvent/populaire )
- fermeture à glissière de leucines
- Hélice boucle hélice
c’est quoi les deux hélices dans hélice-boucle-hélice
- Hélice de reconnaissance ADN
- Hélice α plus courte
séparé par une boucle flexible
ayant séquence conservé boîte E
Hélice-boucle-hélice est très similaire à hélice-coude-hélice
Faux.
HBH ressemble beaucoup à la fermeture à glissière de leucines
-> Possède région basique essentielle à liaison
à ADN + région permettant dimérisation
lequel des facteurs de transcription contient TAF?
TFIID
les domaines d’activation ont une structure définie
Faux
Des fois forme une structure en hélice (probablement lorsque lien avec l’ADN)
Pourquoi ça fais du sens que les domaines d’activation n’ont pas de structure ?
vu que c’est une surface adhérente capable d’interagir avec plusieurs surface de protéine
La région activatrice GAL4 est acide ou basique ?
acide
Comment se nomme la régions riches activatrice riche en glutamine
SP1
Comment se nomme la région riches en proline
CTF1
qu’est-ce qui est spéciale avec les régions activatrices acides?
Sont fortes et fonctionnent dans tous organismes eucaryotes
les autres sont plus faibles et ne sont pas universelle
qu’est-ce qui recrutent la machinerie transcriptionnelle sur les gènes?
les activateurs
Comment fonctionne un activateur ?
activateur stimule transcription en liant ADN par une surface et interagit avec l’ARN polymérase par une autre face
+ recrute polymérase indirectement
+ recruter facteurs nécessaires à initiation ou élongation par polymérase
= c’est un recruteur
Est-ce que les activateurs eucaryotes et bactérien agissent de la même facon?
similaire
les activateurs établissent interaction directe avec ARN Pol
Faux. Recrute polymérase indirectement
l’activateur recrute quel genre de protéine ?
Beaucoup de ces protéines appartiennent à des complexes préformés : Médiateur et TFIID
est-ce que les activateurs peuvent agir à distance ?
Oui
quelles sont les deux types de modificateurs et que font-ils
- histone acétyl transféras :
- l’activateur le recrute, puis acétylise les queues d’histones = décompacte LOCALEMENT - complexe modifiant la chromatine :
- remodèle les nucléosomes,déroule très peu
ATP-dépendante
les deux ensemble découvrent sites ADN qui seraient inaccessibles dans nucléosomes
Acétylation aide aussi la liaison de machinerie transcriptionnelle de quelle autre facon ?
Crée sites liaison spécifiques sur les nucléosomes pour
les protéines contenant des bromodomaines
(Se fixe mieux aux nucléosomes acétylés et facilite la trancription)
Qu’est-ce qui contient des bromodomaines ?
TFIID
Certains composants de machinerie transcriptionnelle et certains modificateurs nucléosome sont plus nécessaires à certains gènes qu’à d’autres
vrai
Qu’est-ce que tout les gènes ont besoin pour la transcription?
ARN polymérase
Gal4 semble interagir avec 3 composants, lesquelles et qu’est-ce qu’ils font
- Médiateur (entre Pol II et activateur) u
- SAGA
- TFIID
= Activité d’acétylation et capable d’interagir avec machinerie transcriptionnelle
SAGA contient des choses en commun avec TFIID, quoi?
SAGA contient des TAFs comme TFIID
(nécessaire pour certains promoteurs s’il remplace TFIID )
c’est quoi le modèle daction de SAGA comme coactivateur de Gal4
- Gal4 se lie à séquence cible par son DLA
son domaine activation est bloqué par Gal80 - Addition galactose Induit expression de inducteur Gal3
- Modifie complexe Gal80/Gal4
- domaine d’activation devient accessible
- Recrute SAGA
- SAGA recrute TBP à boîte TATA
- Active transcription Gal1
qu’est-ce qui joue sur niveau d’expression de ces gènes
Présence ou absence certains facteurs d’élongation
Chez le gène HSP70 de Drosophile, il est contrôlé par 2 activateurs, lesquels ?
GAF-1 et HSF
le gène HSP70 de Drosophile est activé par quoi?
choc tthermique
que fait GAF-1 ?
(démarre) se lie à élément GATA et censé recruter composants de machinerie transcriptionnelle
Que se passe-t-il en absence HSF ?
(s’arrete ou très faible) polymérase qui a initié transcription s’arrête 25 pb en aval du promoteur
Que se passe-t-il lors d’un choc thermique ?
- HSF lie des sites spécifiques du promoteur et recrute protéine kinase P-TEF sur machinerie arrêtée
- P-TEF phosphoryle CTD de l’ARN polymérase
- Libère enzyme de sa niche et permet transcription du gène
c’est quoi des enhancers
Mécanismes qui aide la communication entre
protéines liées loins des promoteurs
c’est quoi un exemple de type d’enhancers, mais chez la bactérie ?
IHF, recourbe l’ADN
aide activateur lié ADN à atteindre ARN polymérase sur promoteur
Donner un exemple d’engancers chez la drosophile
gène cut est activé à partir enhancer situé à 100 kb par la protéine (Chip/Ldb1) (formerais des mini boucles = rapproche ADN)
Si enhancer active un gène spécifique à 100kb: qu’est-ce qui l’empêche d’activer d’autres gènes dont les promoteurs sont situés dans le rayon d’action de l’enhancer?
Éléments désignés Isolateurs contrôlent les actions des activateurs
Les isolateurs font quoi?
isolateur inhibe activation du gène induite par l’activateur
MAIS N’inhibe pas activation du gène régulé par un autre enhancer placé en aval ou en amont du promoteur
(va pas inhiber tout )
protéines qui lient isolateurs ne répriment pas activement le promoteur ni les activité des activateurs
Vrai
Bloquent plutôt communication entre-eux
c’est quoi LCR ?
-> Groupe d’éléments régulateurs: régions de contrôle d’un locus (LCR)
Chaque gène possède sa propre collection de sites régulateurs
vrai
C’est quoi que comprend le groupe d’éléments régulateurs
Enhancers
Isolateurs
Propriétés de promoteurs
Plus qu’on s’éloigne du LCR, plus fort c’est.
Faux.
Contraire
c’est quoi l’Action synergique des activateurs ?
Effet de 2 activateurs agissant ensemble est + grand que la somme de chacun agissant seul
dans l’action synergique, tout les signaux viennent du même régulateur
faux
c’est quoi une action synergique coopérative ?
conditions où liaison de l’un dépend de liaison de l’autre
l’Action synergique peut résulter quoi? (3)
- Multiples activateurs recrutant un seul composant de machinerie transcriptionnelle
- Multiples activateurs recrutant chacun un composant différent
- Multiples activateurs s’entraidant pour lier leurs sites à proximité du gène qu’ils contrôlent (coopérativité)
Donne un exemple d’action synergique
le répresseur λ :
Monomères λ
->Forment dimères
= Tétramères
= Liaison accrue aux sites Opérateurs λ
Dans la liaison coopérative, la liaison d’une protéine à son site (ADN) peut faciliter liaison d’une autre protéine à proximité de 2 types de facons, comment ?
indirect ou direct
Dans la liaison coopérative, la liaison d’une protéine à son site (ADN): peut faciliter liaison d’une autre protéine à proximité de 4 façons (directes ou indirectes), lesquelles ?
- Liaison coopérative via interaction directe entre 2 protéines
- 2 protéines peuvent en recruter une 3ème (direct)
- liaison d’une protéine (A) sur son site aide la seconde (B) à lier son site pour recruter une protéine
- liaison d’une protéine (A) sur son site aide la seconde (B) à avoir accès à son site
Donner un exemple de coopération pour intégration du signal par les activateurs
contrôle du gène HO
ou
interféron β
c’est quoi les deux conditions spéciale avec le gène HO?
Il est exprimé que dans les cellules mères et
seulement à certains moments du cycle cellulaire
Les deux conditions du gènes HO sont communiqué comment ?
Ces 2 conditions sont communiquées au gène via 2 activateurs : Swi5 et SBF
Que fait l’activateur Swi5?
lie plusieurs sites à une certaine distance du gène
(Ø mère-spécifique) = peut lier ADN sans aide / trop éloigné pour activer gène HO
= Recruter modificateurs de nucléosomes (HAT+ enzyme remodelage SWI/SNF)
= Agissent sur nucléosomes au niveau sites SBF
= Permet à SBF de lier son site: active transcription HO en recrutant le médiateur
Que fait SBF ?
lie son site et active transcription HO en recrutant le médiateur
(ne peut lier ses sites sans aide de Swi5)
l’interféron β est activé comment ?
sous infection virale
Comment fonctionne l’interféron B
**TRÈS IMPORTANT ** P.49
- Infection cible 3 activateurs : NF-kB, IRF et Jun/ATF et ceux-ci lient de façon coopérative sites compactés d’un enhancer
= Forment structure désignée « enhanceosome »
-> Requiert HMGA1 -> Activateurs recrutent coactivateur : CBP ou homologue p300
c’est quoi une caractéristique frappante de
l’enhanceosome ?
Chaque pb ADN enhancer impliquée dans liaison activateurs et c’est une boule de protéine
= Explique pourquoi HMGA1 ne peut s’y lier :
manque de place
c’est quoi le Contrôle combinatoire
deux gènes différents pourraient avoir parmi leur nombreux signaux, un signal commun.
car, Un activateur donné peut interagir avec de multiples cibles
qu’est-ce qui est au cœur de la complexité et de la diversité des eucaryotes?
Controle combinatoire
Comment fonctionne les répresseur eucaryote ?
Comme les activateurs, répresseurs peuvent recruter modificateurs du nucléosome, mais les enzymes recrutées ont effets opposés aux enzymes recrutées par activateurs
c’est quoi les 4 mécanismes des répresseurs ?
- compétition
- Répression direct
- inhibition
- répression indirect
c’est quoi la différence entre la répression direct et indirect ?
Direct: empêche le médiateur directement en contact avec
Indirect: recrute pour empecher
Comment fonctionne la Répression du gène de levure GAL1
Lorsque Glucose =
Liaison Mig1 réprime transcription de GAL1
= Recrute protéine Tup1: forme un « complexe de répression »
Quel sont les deux modèles répression par Tup1
- Tup1 recrute des histone désacétylases : désacétylent les queues d’histones à proximité des nucléosome
- Tup1 interagit directement avec machinerie
transcriptionnelle : inhibe initiation (ex. Pol II)
Expression d’un gène dépend de quoi?
signaux environnementaux (hors cellule)
Les signaux environnementaux sont communiqué de quelle facon chez les bactérie vs eucaryotes ?
Chez bactéries :
Petites molécules (sucres ou protéines) relarguées par une cellule et reçues par une autre
Chez eucaryotes :
Plupart signaux communiqués aux gènes via voies de transduction du signal
c’est quoi le model d’action de la voies de transduction du signal ?
Ligand initiateur: typiquement détecté par récepteur de surface cellulaire spécifique
-> lie domaine extracellulaire du récepteur
-> liaison communiquée au domaine intra-cellulaire
-> Signal ensuite envoyé au régulateur transcriptionnel via cascade de protéines kinases
Comment fonctionne la voie de transduction du signal STAT
-> Kinase (Jak) liée au domaine intracellulaire du récepteur
-> Induit kinases de chaque chaine à phosphoryler domaine intracellulaire du récepteur opposé
-> Activation récepteur par son ligand :
-> Provoque rapprochement 2 chaînes récepteur
= Site phosphorylé reconnu par STAT
-> devient elle-même phosphorylée
-> STAT dimérise et migre vers noyau pour lier ADN
Comment les signaux contrôlent activités des régulateurs transcriptionnels ? (bactérie vs eucaryote)
Chez bactéries :
Les changements allostériques qui contrôlent régulateurs transcriptionnels presque directement:
= affectent leur capacité à lier ADN
Chez eucaryotes :
Régulateurs transcriptionnels en général pas contrôlés au niveau de leur liaison à l’ADN
-> A. Une région activatrice démasquée
B. Transport dans noyau
Comment fonctionne la régulation par Une région activatrice démasquée
Dû à changement conformationnel de l’activateur lié à ADN = révèle région activatrice masquée
ou
relargage d’une protéine liant et masquant région activatrice
quelle activateur est régulé par une région activatrice masquante ?
Gal4
Quel est le mode d’action de la régulation de Gal4
En absence de galactose:
Gal4 lié à ses sites amont gène GAL1
Gal80 lie Gal4 et bloque sa région activatrice
En présence de galactose:
Induit relargage Gal80 et active le gène
Répression du gène
c’est quoi qui est souvent a protéine masquante ?
déacétylase
Lorsqu’ils ne sont pas actifs, de nombreux activateurs et répresseurs sont dans le cytoplasme
vrai
Comment fonctionne la régulation par transport dans noyau
Ligand de signalisation = induit migration dans le noyau
Quels sont les deux types de scénario pour la régulation par le transport dans le noyau ?
- Régulateur maintenu dans cytoplasme par
protéine inhibitrice ou membrane cellulaire - Régulateur dans conformation où un signal est
nécessaire à son import nucléaire dissimulé
après induction, vont migrer
La transduction des signaux assure quoi?
la communication entre l’environnement et
les activateurs/répresseurs au noyau
Les activateurs fonctionnent seuls chez les eucaryotes
Faux.
Contrôle combinatoire
Comment fonctionne l’inhibition de NF-kB par IkB ?
NFKB maitnenu inactif dans cytoplasme par IKB
-> signal = active kinase IKK
-> IKK phosphoryle IKB
= dégrade IKB et libère NFKB
