Cours 9: opéron lactose Flashcards
Qu’est-ce que l’opéron lactose ?
Un ensemble de gènes chez E. coli contrôlés par un même promoteur, impliqués dans le métabolisme du lactose.
Quels sont les gènes structuraux de l’opéron lac ?
lacZ, lacY, et lacA.
Quels sont les produits des gènes lacZ, lacY et lacA ?
lacZ : β-galactosidase.
lacY : perméase au lactose.
lacA : transacétylase.
Qu’est-ce qu’un opéron ?
Une unité de régulation et de transcription composée d’un promoteur, d’un opérateur et de plusieurs gènes structuraux.
Quelle est la fonction principale de l’opéron lactose ?
Permettre à E. coli d’utiliser le lactose comme source d’énergie en l’absence de glucose.
Quel est le rôle du répresseur LacI ?
Il se lie à l’opérateur pour bloquer la transcription de l’opéron lac en absence de lactose.
Comment le lactose induit-il la transcription ?
Le lactose (ou allolactose) se lie au répresseur LacI, provoquant un changement de conformation qui empêche sa fixation à l’opérateur.
Qu’est-ce que la fuite transcriptionnelle ?
Une faible expression basale de l’opéron lac même en absence d’inducteur, permettant la production minimale de perméases.
Quel est le rôle du complexe CAP-AMPc dans la régulation positive ?
Il favorise la fixation de l’ARN polymérase au promoteur en absence de glucose.
Pourquoi le glucose inhibe-t-il la transcription de l’opéron lac ?
Par un mécanisme appelé répression catabolique, où une faible concentration d’AMPc empêche la formation du complexe CAP-AMPc.
Où se fixe LacI sur l’ADN ?
Sur une séquence spécifique appelée opérateur.
Qu’est-ce qu’une séquence répétée inversée dans l’opérateur lac ?
Une séquence palindromique reconnue par le répresseur LacI.
Quelle est la durée de vie moyenne de l’ARNm polycistronique lacZYA ?
Environ 3 minutes.
Que se passe-t-il lorsque le lactose est consommé dans la cellule ?
LacI redevient actif, se fixe à l’opérateur, et réprime la transcription.
Pourquoi LacI ne bloque-t-il pas complètement la transcription en absence de lactose ?
Pour permettre une faible production basale des perméases nécessaires à l’entrée du lactose dans la cellule.
Qui a proposé le modèle de l’opéron lactose ?
François Jacob et Jacques Monod en 1959.
Quelle découverte leur a valu le prix Nobel en 1965 ?
La découverte des mécanismes régulant la transcription des gènes bactériens via des opérons.
Qu’est-ce que le test avec X-Gal permet d’observer ?
La présence ou non d’activité β-galactosidase (colonie bleue si active).
Quelle méthode permet d’identifier un ARNm polycistronique comme lacZYA ?
Le Northern blot ou RT-PCR.
Comment mesure-t-on quantitativement l’expression des gènes lac ?
Par des techniques comme RT-PCR ou par dosage enzymatique (activité β-galactosidase).
Que se passe-t-il dans un mutant lacI⁻ ?
L’opéron est exprimé constitutivement car LacI n’est plus fonctionnel.
Que se passe-t-il dans un mutant lacIs (super-répresseur) ?
LacI reste fixé à l’opérateur même en présence de lactose, bloquant ainsi toute induction.
Que fait une mutation dans le site opérateur (lacOc) ?
Elle empêche LacI de se fixer, entraînant une expression constitutive des gènes lac (mutation cis-dominante).
Quelle est la conséquence d’une mutation dans CAP ou AMPc sur l’opéron lac ?
L’activation positive est compromise, réduisant fortement la transcription même en absence de glucose.
Comment identifier un mutant constitutivement exprimé (lacOc ou lacI⁻) ?
Test sans inducteur : si exprimé → mutant constitutif.
Test avec inducteur : si toujours réprimé → super-répresseur (lacIs).
Qu’est-ce que le phénomène diauxique chez E. coli ?
Une croissance biphasique où E. coli utilise d’abord le glucose avant d’activer l’utilisation du lactose.
Pourquoi E. coli préfère-t-il métaboliser le glucose avant le lactose ?
Parce que le glucose est une source d’énergie plus efficace et facile à métaboliser (répression catabolique).
Que se passe-t-il au niveau moléculaire lors du passage du glucose au lactose dans un milieu mixte ?
Diminution du glucose → augmentation d’AMPc → formation du complexe CAP-AMPc → activation de l’opéron lac.
Quels sont les deux types principaux de contrôle sur l’opéron lac ?
Contrôle négatif : par LacI (répression).
Contrôle positif : par CAP-AMPc (activation).
Que signifie “induction” dans le contexte de l’opéron lac ?
Levée de la répression par liaison du lactose au répresseur LacI, permettant la transcription des gènes structuraux.
Comment mesuré l’activité transcriptionnelle
d’un gène ?
- Mesure quan8ta8ve de l’ARN transcrit:
* RT-PCR
* Northern blot - Mesure de la stabilité de l’ARN
Chez les procaryotes, le niveau de régulaton le plus utilisé est l’étape de ______1.
et plus particulièrement l’________2.
- transcription 2. initiation
La force des promoteurs varie beaucoup entre eux selon leur _____1 pour l’ARN polymérase
Pour beaucoup de promoteurs :
=> expression _______2 faible en absence de toute régulation
=> cette expression peut être augmentés en présence d’_______3
=> cette expression peut être diminuée en présence de ______4
- affinité
- basale
- activateurs
- répresseurs
Pourquoi les fuites transcriptionnelles sont-elles importantes?
Importance de la présence de fuites
transcriponnelles pour éviter de verrouiller
complètement un système de régula’on
