génétique cours 4 Flashcards
la transcription nécessite___
enzymes synthétisant nouveau brin d”acides nucléiques complémentaire au brin matrice
différence entre la réplication et la transcription:
dans la transcription: brin constitués de ribonucléotides
ARN polymérase : ne requiert pas d’amorce
L’ARN ne reste pas apparié au brin matrice (enzyme déplace la chaine naissante)
transcription moins fidèle que la réplication
combien y a t-il d’ARN polymérase chez les bactéries?
une seule
combien y a t-il d’ARN polymérase chez les Eucaryotes?
3 ARN polymérase (pol I, pol II, pol III)
Pol I: transcrit précurseur de l’ARNr
Pol II: plupart des gènes (tous les gènes codants des protéines)
Pol III: ARNt et ARNr 5S
les polymérases procaryote et eucaryote sont très apparentées (vrai ou faux)
vrai
p. 6 les homologues de polymérases chez les procaryotes et chez les eucaryotes
p.6 sous-unités équivalentes
quelle sont les phase du cycle de transcription
initiation, élongation, terminaison
qu’est ce que le promoteur?
séquence ADN qui fixe l’ARN polymérase + facteurs d’initiation requis (SANS PROMOTEUR, IL N’Y A PAS DE TRANSCRIPTION)
Initiation de la transcription en 3 étapes:
- formation complexe fermé (ADN; double brin)
- formation complexe ouvert (ADN: simple-brin)
- Polymérase démarre transcription: détache du promoteur
synthèse initiale de Arn est inefficace (courts transcrits - de 10 nucléotides)
synthèse abortive
ARN polymérase synthétise des brins de quelle longueur?
court ARN d’environ 10 bases
Si ARN de plus de 10 bases : libération ARN polymérase
pendant la phase d’Élongation; combien de nucléotides par seconde ?
52 nucléotides par seconde (polymérase bactérienne)
-déroule ADN devant elle
-réassocie brins derrière complexe
-dissocie chaine ARN de la matrice durant progression
-corrige erreurs potentielles
le cycle de la transcription chez les bactéries ?
ARN polymérase minimale (5 sous-unités): peut initier transcription n’importe où sur l’ADN
(vrai in vitro mais pas in vivo)
p.10 addition d’un facteur sigma : converti l’enzyme minimale
“holoenzyme de l’ARN polymerase” : initie transcription uniquement aux promoteurs
Chez E. coli : facteur σ prédominant = σ70
Promoteurs reconnus par σ70 partagent:
Éléments -10 et -35 (chacun 6 nucléotides/ pb en longueur)
Pas identiques pour tous les gènes
**identifier séquence consensus d’u promoteur (c’est-à-dire la séquence la plus probable de se retrouver dans un promoteur)
élément UP?
élément additionnel qui augmente la liaison polymérase: permet interaction spécifique supplémentaire Enzyme/ ADN (ex: gène ARN ribo.)
Certains promoteurs σ70: pas élément -35 : Possèdent région -10 allongée
(ex. gènes gal )
+ récemment, élément discriminateur en aval de ___
-10
σ70: divisé en 4 régions (régions 1 à 4)
que fait chaque région?
Régions 2 et 4 : reconnaissent éléments -10 et -35
Région 4 : porte 2 hélices formant motif hélice-coude-hélice:
-1ère hélice: grand sillon ADN élément -35
-2ème hélice: située en travers au dessus du sillon: établit contacts avec squelette ADN
les autres régions du facteur σ:
Élément -10 : aussi reconnu par hélice α (région 2) : interaction moins caractérisée et + complexe Élément ‘-10 allongé’ (lorsque présent): reconnu par hélice α (région 3)
Élément ‘discriminateur’ (lorsque présent): reconnu par région 1.2
élément UP est reconnu par quoi?
Pas reconnu par une hélice σ, mais par domaine C-terminal de sous-unité α de polymérase:
αCTD
αCTD relié à αNTD par pont flexible
Régions σ liant ADN (σ2 et σ4): exposées à la surface de l’enzyme et non enchâssées
p.16
la transition pour passer de complexe fermé à complexe ouvert implique des modifications structurales dans l’ARN poly et le promoteur
-Transition complexe fermé (réversible) complexe ouvert (irréversible):
-Nécessite modification structurale de l’enzyme +séparation brins ADN (expose brin matrice + brin sens)
-Au niveau positions -11(amont) à +3(aval)
la transition pour passer de complexe fermé à complexe ouvert implique des modifications structurales dans l’ARN poly et le promoteur
changement dans polymérase + σ70 ?
Dans polymérase + σ70 : transition –isomérisation
Pas d’énergie de l’hydrolyse de l’ATP
les canaux d’entrée et de sortie du complexe ouvert. combien de canaux et quels sont ces canaux?
L’enzyme comporte 5 canaux:
Canal d’entrée des NTPs au centre actif (pas visible) Canal de sortie de l’ARN
3 autres canaux: permettent l’entrée et sortie de l’ADN
les canaux d’entrée et de sortie du complexe ouvert
quels sont les deux changements structuraux saisissants observés?
1-fermeture des machoires
2-déplacmement région N-terminale σ (σ1.1)
Dans complexe fermé: σ1.1 dans foyer catalytique
Dans complexe ouvert: σ1.1 est déplacé
Brins d’ADN se séparent à partir de +3 dans centre catalytique
Brin sens : quitte le centre actif par le canal NT
Brin matrice : suit parcours passant par centre catalytique puis canal brin matrice (T)
Double hélice se reforme en -11
initiation de la transcription:
ARN polymérase: initie synthèse d’ARN sur ADN matrice sans amorce
-1er ribonucléotide amené au site actif + maintenu stable sur la matrice
-2ème NTP présenté pour permettre à la polymérisation de se dérouler
qu’est ce qui est particulièrement difficile dans l’initiation de la transcription
Particulièrement difficile : ARN polymérase débute plupart transcrits par un A
-Se lie au nucléotide matrice (T) par seulement 2 liens H+
-Enzyme doit établir interactions spécifiques avec 1er et/ou 2ème nucléotide: maintient l’un ou les 2 fermement = permettre attaque chimique du NTP entrant
-Implique différentes parties de l’holoenzyme (linker3/4 de σ)
qu’est ce qui constitue à ce jour encore une énigme dans le mécanisme d’initiation de la transcription?
Mode de déplacement site actif sur matrice ADN (cycles avortés)
quest ce que le modèle « excursion transitoire »
Cycles translocation ARN polymérase avant/arrière
quest ce que le modèle « inchworming » (chenille arpenteuse)
Existerait élément flexible de polymérase
Permet au module (site actif) de se déplacer vers l’aval en synthétisant court transcrit avant de se rétracter dans le corps de l’enzyme (promoteur)
quest ce que le modèle de compression (« scrunching ») :
ADN en aval tiré et replié à l’intérieur de l’enzyme ADN s’y accumule (boucles simple brin)
quel modèle permet de mieux expliquer mécanisme d’initiation de la transcription
le modèle de compression (« scrunching ») : (+stable et + fréquent)
quest ce que la libération du promoteur implique?
briser des interactons polymérise-promoteur et noyaux de la polymérase σ
quest ce que la Transcription abortive?
phase initiale de transcription produisant courts transcrits (< 9 nucléotides)
Ensuite, la Polymérase va se libérer du promoteur —- phase d’élongation:
Lorsqu’elle parvient à synthétiser transcrit de 10 nucléotides
ARN naissant: ne peut pas rester contenu dans région où il s’hybride à l’ADN Commence à s’insérer dans le canal de sortie ARN
quelle région imite l’ARN?
Région du linker (lien) 3/4 qui imite l’ARN : joue rôle de mime moléculaire
À élongation: éjection de la région 3/4:
éjection de la région 3/4 a un impact sur quoi?
probablement responsable de la diminution de la force de liaison de σ à l’enzyme
σ se décroche du complexe d’élongation (après synthèse ARN ≈80 nucléotides)
lors de la libération du promoteur, comment est l’empilement de l’ADN dans l’enzyme (scrunching)
que permet ce processus?
inversé lors de la libération du promoteur
ADN est donc ré-enroulé:
Réduction bulle de transcription de 22-24 nucléotides à 12-14 nucléotides
ce processus: fournit énergie requise par polymérase pour: i) rompre interactions polymérase- promoteur et ii) libérer noyau de l’enzyme du facteur σ
Compression : entrepose+mobilise énergie durant l’initiation transcription
Libération énergie : permet polymérase détacher du promoteur + séparer σ de l’enzyme
quel type d’erreur survienne pendant l’élongation?
erreurs d’Incorporation
À tout moment: seul 8 ou 9 nucléotides chaine ARN naissante appariés à ADN matrice
ARN polymérase possède 2 fonctions correctrices?
1ère : correction pyrophospholytique
Catalyse enlèvement 1 ribonucléotide incorrect par incorporation PPi (P2O74-)
Incorporer autre nucléotide
2ème : correction hydrolytique
Enzyme recule un ou plusieurs nucléotides et clive ARN (d)
L’ARN polymérase peut être bloquée et doit alors être enlevée de la matrice
Cause courante blocage?
comment peut être la conséquence des arrêts?
brin d’ADN endommagé
les conséquences peuvent être catastrophiques
Obstruction pour autres polymérases essayant transcrire ce gène