Cours 8 Flashcards
Importance mécanismes épigénétiques
- Réguler expression des gènes
- développement embryonnaire et différenciation cellulaire
- maladies
- traitements innovants
Promoteur
reconnu par des facteurs de transcription qui recrutent l’ARN polymérase
Introns et exons
Séquence transcrites, mais seuls les exons formeront l’ARNm mature et coderont pour la protéine
Codon start (ATG)
Chaque séquence traduite commence par un codon AUC (MET)
Codon stop
marque fin traduction
Enhancer
augmente expression gène
Silencer
réprimer expression
Pourquoi il est important de réguler transcription?
qté/qualité protéine amène des sources de variations phénotypiques
sites importants pour réguler transcription:
- enhancer
- silencer
- régions promotrices proximales
- exon/intron (épissage alternatif)
- 3’UTR
Organisation du génome
- chromosome
- fibre chromatine
- chromatosome
- nucléosome
- adn
Épigénétique
Définit les modifications de l’ADN transmissibles régulant l’expression des gènes sans affecter leur séquence nucléotidique
Mécanismes épigénétiques
- Code des histones: compaction du génome est fct des modifications chimiques des histones
- Méthylation des cytosines: 5e base du génome
- ARN non codants: on retrouve dans cette catégorie les microARN
Génétique vs Épigénétique
- les deux héritables
- G: irréversible É: réversible
- G: évolution É: Évolution mais seulement lignée germinale
- G: trait discontinu É: continu
- G: génome pareil entre toutes les cellules É: spécifique selon le tissu
- épigénétique est très sensible à environnement et est aléatoire
Méthylation de l’ADN
- cytosine méthylée sur C en position 5
- ne crée pas un autre codon
- code génétique reste intact
Contexte favorable à méthylation des cytosines
- situées en amont d’une guanine (CpG)
Méthylation à échelle cellulaire
- trait continu
- CpG spécifique dans le génome peut être méthylée à 0, 50 ou 100%
méthylation à l’échelle tissulaire
- continu
- 0 à 100%
Mosaïcisme dans les tissus
état dans lequel deux ou plusieurs populations de cellules avec des génotypes différents coexistent chez un même individu ou organisme
Inactivation du chromosome X chez les filles
- inactivation aléatoire d’un chromosome X dans les cellules amène mosaïcisme dans tissus. Certaines cellules ont le chromosome X du père d’autre de la mère
méthylation à l’échelle du génome
- 28 millions CpG
- généralement méthylés sauf dans régions régulatrices de la transcription (20%)
Îlots CpG
- longueur de séquence de 200pb
- plus de 50% C/G
- 0,60 CpG observé/CpG attendu
Formule ; nCpG / ((nC x nG/long séquence)
Promoter CpG island
- moins de 2% méthylés
Intragenic non CpG island
Plupart CpG bcp méthylés
Intergenic non CpG island
Plupart CpG bcp méthylés
Mécanisme de régulation de la transcription par méthylation
- région promotrice : a) inhibition liaison d’un facteur activateur de la transc b)inhibition de la liaison d’un facteur répresseur
- région exonique: c) ajout CTCF-dépendant d’un exon alternatif dans l’ARNm mature
DNMT1 vs DNMT3
-1: maintien méthylation
-3a et 3b: méthylation de novo
Autres DNMTs
- 2: activité inconnue
- 3L: pas activité méthyltransférase, rôle empreinte génomique pendant développement embryonnaire
Déméthylation
- TET hydroxyle des cytosine méthylées
- AID/APOBEC désamine cytosines hydroxylées
- TET hydroxyle cytosines en 5-formylcytosine puis 5-carboxylcytosine
- bases résultantes excises par TDG
- activation de la voir de réparation et substitution des bases par des cytosines non méthylées
SAM
- S-adénosyl-méthionine
- donneur universel de carbone
Rôle des mécanismes épigénétiques dans la régulation de l’expression du génome
- réguler transcription génique
- amener des transcrits alternatifs
- inactiver des transposons/rétrotransposons
- être impliqués dans les gènes à empreinte parentale
protéine agouti
- inhibe activation du récepteur MC4R, amenant pigment jaune dans mélanocytes et augmentant faim dans hypothalamus
- niveau bas méthylation diminue stabilité d’un rétrotransposon présent dans le gène
- rétrotransposon insère début gène (promoteur) ce qui amène expression constitutive
Impact de la diète sur Agouti
- en donnant juste BPA, bébé souris jaunes obèse diabétique
- en donnant BPA, acide folique et vitamine B12 retrouve méthylation normale donc donne moins naissance à souris jaune obèses diabétique
Gènes à empreinte parentale
- un seul des deux allèles est exprimé dans les cellules somatiques
- mécanisme essentiel au développement des mammifères
- empreinte allélique introduit le concept de dosage allélique: certains gènes doivent avoir un nombre de copie exprimé précis pour le bon fonctionnement de la cellule
Exemple Locus IGF2/H19
- copie maternel: déméthylé, permet protéine ctcf de se lier avec séquence consensus (prom de h19), créer mur entre h19 et igf2
- paternel: méthylé, contribue à activation de la transcription
Rôle des mécanismes épigénétiques pour les sources de variations épigénétiques embryonnaires et foetales
- essentielles pour le bon développement et la différenciation des cellules
Réinitialisation de la méthylation
- pendant gamétogénèse, signature épigénétique des gamètes est effacée
- au cours de l’embryogénèse, retrouve réinitialisation afin que cellules redeviennent totipotentes
Importance période foetale et embryonnaire sur l’épigénétique
- réinitialise épigénome
- différenciation et croissance cellulaire intense
- affecte large proportion des populations cellulaires
- forte activité des DNMT
Transmission trans vs intergénérationnelle
- env foetal affecte non seulement épigénétique de l’embryon, mais aussi gamètes en formation
- évènement perturbateur touche 1ere génération et 2e (inter). 3e (trans) touchée indirectement
- impact s’atténue avec les générations
Rôle des mécanismes épigénétiques sur évolution
- réponse aux changements environnementaux
- transition C -> T
- transmission trans vs intergénérationnelle
Transition de cytosine à thymine
- méthylation des C favorise transition de C à T
- C non méthylé = Uracile (syst réparation performant)
- C méthylée = thymine (moins performant)
transitions c vers t responsables de:
- 50% des mutations
- 30% mutations de novo
- plusieurs mutations des maladies génétiques humaines
