Expression des gènes: Transcription et traduction Flashcards
Par quoi est défini l’expression des gènes?
Transcription
Traduction
Régulation
Qu’est-ce que la transcription?
Action de polymérisation d’ARN à partir d’ADN
Qu’est-ce que la traduction?
Action de polymérisation a.a. en protéines à partir ARNm
Qu’est-ce que la régulation?
Toutes les cellules du même organisme possèdent le même génome et la régulation permet de « décider » quels sont les gènes qui seront exprimés ou non
Quels sont les deux façons d’appliquer la régulation?
Contrôle de la transcription (surtout!)
Contrôle de la traduction (un peu!)
De quoi est composé l’ARN?
Ribose
Bases azotées (Uracile au lieu de Thymine)
Quel est la forme de l’ARN et quelles sont les structures possibles?
Simple brin
Capable de structures particulières selon la séquence en se repliant avec elle-même ou avec d’autres ARNs (possibilité de structure secondaire tel tige-boucle ou de structure tertiaire en repliement tridimensionnel)
Si l’ARN a pour fonction l’activité catalytique, quel est son nom?
Ribozyme
Quels sont les trois types d’ARN majeurs?
ARNm (messager)
ARNt (transfert)
ARNr (ribosomial)
À quoi sert l’ARNm?
Véhiculent les informations contenue dans ADN vers le cytosol
Pris en charge par la machinerie traductionnelle
Seuls qui sont codants pour les protéines
À quoi sert l’ARNt?
Indispensable pour le processus de traduction
Impliqués dans l’incorporation a.a. dans protéines en cours de synthèse
À quoi sert l’ARNr?
Nécessaire à la traduction
Entrent dans la composition des ribosomes
Coordonnent, positionnent les ARNm et ARNt
Quels sont les enzymes qui fabriquent les ARN chez les eucaryotes?
ARN polymérase
I: + grand ARNr (28S, 18S et 5.8S)
II: ARNm
III: ARNt + ARNr (5S)
Qu’est-ce qui permet la transcription?
ARN polymérase dépendante de l’ADN
Comment se fait la transcription de façon générale à l’aide des ARN polymérase dépendante de l’ADN?
Synthèse d’ARN à partir d’ADN
Un seul brin d’ARN à la fois (à partir d’un brin ou l’autre de l’ADN et toujours dans le sens 5’ vers 3’)
Utilisent les ribonucléosides triphosphates
Libération pyrophosphate suivi de l’hydrolyse 2Pi (réaction irréversible)
ARN pol. n’a pas besoin d’amorce
Quelles sont les trois étapes caractérisants la transcription?
Initiation
Élongation
Terminaison
Comment se déroule l’étape d’initiation lors de la transcription (général)?
Liaison au promoteur (complexe fermé)
Fusion de l’ADN (séparation des brins)
Formation bulle de transcription (complexe ouvert)
Ajout des 2 premiers nucléotides = site +1
Comment se déroule l’étape de l’élongation lors de la transcription (général)?
Polymérisation ARN à partir du brin matrice
Comment se déroule l’étape de la terminaison lors de la transcription (général)?
Rencontre de la séquence de terminaison dans l’ADN et relâchement de l’ARN
Quel ARN pol. démarre l’initiation de la transcription?
ARN polymérase II
Comment se fait la liaison au promoteur lors de l’initiation de la transcription?
Reconnaissance du promoteur par les Facteurs Généraux de Transcription (GTFs)
Recrute et bon positionnement ARN pol. II au niveau de promoteur grâce à la reconnaissance des éléments conservés dans l’ADN (ex. boîte TATA)
Quels sont les Facteurs Généraux de Transcription (GTFs) qui permettent l’initiation de la transcription (2 à connaître) et leurs composants/caractéristiques?
TFIID:
- TBP (TATA-box binding protein): reconnaît et lie la boite TATA
- TAFs (TBP associated factors): peuvent lier d’autres régions comme l’initiateur
TFIIH:
- 9 sous-unités
- 3 activités enzymatiques: kinase (phosphoryle pol.), hélicase (déroule ADN) et ATPase (déroule ADN)
Qu’est-ce qui stabilise le complexe de transcription au niveau du promoteur?
Enhancers liés par des facteurs de transcription
Comment se fait la régulation au niveau de l’initiation de la transcription?
Par les éléments de contrôles et les activateurs de transcription
Quels sont les fonctions et les caractéristiques des éléments de contrôles?
Liés par des activateurs de transcription
Chacun possède un site de liaison spécifique à l’ADN (éléments de réponse)
Certains ont plusieurs éléments de réponses = amplificateurs (enhancers) soit des éléments de contrôles distaux
Quel est le rôle des activateurs de transcription?
Recrutement de la machinerie traductionnelle et stabiliser le tout au promoteur
Quelle est la structure générale des activateurs de transcription?
Domaine de liaison à l’ADN
Région d’activation
Domaine de dimérisation (pas tous)
Qu’est-ce que le domaine de liaision à l’ADN?
Reconnaissance de séquence spécifique par le domaine
Qu’est-ce que la région d’activation?
Interaction protéine-protéine avec un ou des composants de la machinerie transcriptionnelle
Permet le recrutement de protéines sur l’ADN
Quelles sont les protéines recrutées par la région d’activation?
ARN pol. II (via complexe protéique Médiateur)
Facteurs Généraux de Transcription
Enzymes de remodelage de la chromatine (coactivateurs)
Enzymes de modification des histones (coactivateurs)
Quels sont les types (3) de régions d’activation?
Acides (riches a.a. Asp ou Glu)
Riches en a.a. Gln
Riches en a.a. Pro
Comment se déroule l’élongation de la transcription par l’ARN pol. II?
Phosphorylation CTD de ARN pol. II qui signale la transition de l’initiation vers l’élongation
Qu’est-ce que le CTD?
Plateforme interactions protéine-protéine pour les facteurs de maturation ARN qui permet la transition de l’initiation vers l’élongation lorsqu’il est phosphorylé
Quand se déroule la maturation des pré-ARNm?
En même temps que l’élongation
Quels sont les étapes de la maturation des pré-ARNm?
Ajout d’une coiffe en 5’
Épissage des exons et introns excisés
Épissage alternatif
Terminaison (arrive en même temps que maturation finale)
À quoi sert la coiffe en 5’?
Protège l’extrémité contre la dégradation et permet la traduction des ARNM
Qu’est-ce que l’épissage des exons et l’excision des introns et par quel complexe cela est-il fait?
Raboutage des exons entre eux et épissage
Par le complexe ribonucléique (spliceosome)
Qu’est-ce que l’épissage des exons implique?
Formation de lien phosphodiester non conventionnel (5’ - 2’)
Fomration d’un lasso
Jonction du 3’ du premier exon à 5’ du deuxième
Destruction du lasso
Qu’est-ce que l’épissage alternatif?
Production de plusieurs sortes de polypeptides à partir du même gène
Plusieurs ARNm matures différents à partir du même gène et production de plusieurs isoformes d’une protéine particulière
Quand la terminaison de la maturation des pré-ARNm arrive-t-elle?
En même temps que la maturation finale
Quand ARN pol. II rencontre AATAAA, il y a clivage de l’ARN
Que se passe-t-il lors de la terminaison de la maturation des pré-ARNm?
Ajout d’une queue poly-A en 3’
À quoi sert la queue poly-A en 3’ sur les ARNm?
Protège l’extrémité 3’ des ARNm et permet la traduction
Par quelle protéine la queue de poly-A est-elle liée à l’ARNm?
PABPII et PABPI
Comment sont retrouvés les gènes ribosomaux dans le génome?
Présents en multiples copies répétées en tandem dans le génome
Pour quoi codent les gènes ribosomaux?
ARNr 28S, 18S et 5.8S
Le transcrit total des gènes ribosomaux a quelle taille et par quelle ARN pol. est-il transcrit?
47S
ARN pol. I
Le plus petit ARNr fait 5S, par quelle ARN pol. est-il transcrit?
ARN pol. III
Qu’est-ce qu’un ribosome?
Ribonucléoprotéine
Le gros transcrit 47S est scindé en plusieurs petits moreaux pour la maturation, où cela se produit-il?
Premières étapes dans le nucléole
Assemblage avec des protéines dans le cytoplasme
De quoi est constitué le ribosome?
Petite sous-unité (40S)
Grosse sous-unité (60S)
De quoi est constitué la petite sous-unité ribosomale?
33 protéines ribosomales
ARNr 18S
De quoi est constitué la grosse sous-unité ribosomale?
49 protéines robisomales
ARNr 5S
ARNr 5.8S
ARNr 28S
Quelle est la taille du ribosome?
80S
Petite sous-unité 40S
Grosse sous-unité 60S
Quelles sont les 3 cavités importantes du ribosome?
Site A: Aminoacyl
Site P: Peptide
Site E: Exit
Quels sont les caractéristiques des ARNt?
Très nombreux
Retrouvé en groupe à travers le génome
Transcrit par ARN pol. III
Comment se déroule la maturation des pré-ARNt?
Séquence 5’ retirée
Bases modifiées en 3’ (portion CCA-OH en 3’)
Boucle anticodon
À quoi sert la portion CCA-OH en 3’ de l’ARNt?
Sert d’attachement des a.a. par ARNt synthétases spécifiques
À quoi sert la boucle anticodon?
Sert à l’appariement des codons complémentaires sur ARNm à l’intérieur des ribosomes
Quels sont les éléments requis pour la traduction?
ARNt attachés à leur a.a. Ribosome ARNm Protéines de traduction Énergie (GTP)
Quelles sont les 3 étapes de la traduction?
Initiation
Élongation
Terminaison
Comment se déroule l’initiation de la traduction?
Le complexe 43S s’associe au complexe ARNm lié à d’autres facteurs d’initiation de la traduction
Scan par le ribosome jusqu’au codon AUG initial
Hydrolyse du GTP par elF2
Quels sont les éléments compris dans le complexe 43S?
Sous-unité 40S du ribosome (petite)
ARNt méthionine initiatrice
elF2 lié au GTP
Que permet l’hydrolyse du GTP par elF2?
Recrutement de la sous-unité 60S ribosomale (grosse)
Permet le début de la traduction
En quoi consiste l’élongation de la chaîne peptidique (général)?
Cycle répété de changements mécaniques du ribosome par l’hydrolyse du GTP
Informations ARNm détermine la séquence des aminoacyl-ARNt qui seront acceptés dans le ribosome
Quels sont les étapes de l’élongation de la chaîne peptidique?
Ribosome bien positionné au site d’initiation de la traduction et l’ARNt-Met présent au site P
Bon ARNt complémentaire au codon suivant est sélectionné par le ribosome et GTPase eEF1a arrive dans le site A
Formation du lien peptidique (fonction amine de a.a. du site A attaque carboxyl a.a. du site P) transfère a.a. présents sur ARNt du site P à ARNt du site A (catalysée par peptidyl transférase)
GTPase eEF2 déplace ARNm d’un codon (3 nucléotides) dans ribosome (5’ vers 3’)
ARNt sans a.a. se retrouve dans le site E et quitte le ribosome
Peptide ARNt se retrouve au site P
Nouvel ARNt aminoacyl complexé au facteur d’élongation + GTP entre dans le site A
Recommencement du cycle
Quels sont les 3 codons « Stop » permettant la terminaison de la traduction?
UAA
UAG
UGA
La terminaison nécessite un facteur précis. Quel est-il?
Le facteur de relâchement reconnaissant les codons « Stop » (eRF1)
À quoi sert eRF1?
Favorise l’hydrolyse du lien ester entre la chaîne peptidique et l’ARNt
Qu’est-ce que l’étape de la terminaison de la traduction?
Relâchement de l’ARNm, de la protéine et la dissociation du ribosome
