La régulation de l'expression génétique Flashcards
Les bactéries sont capables de s’adapter à un environnement changeant rapidement en faisant appel à leurs gènes.
- Bacillus substilis: sporule quand il perçoit que les nutriments baissent.
- Escherichia coli qui passe de la rivière à l’intestin de l’hôte doit s’adapter à la température, à la nourriture ambiante, etc.
- Ils doivent modifier leurs physiologies et leurs comportement ajuster l’activité métabolique, l’expression de leurs génomes par la régulation: économie de matière premières et d’énergie.
- C’est en étudiant ce phénomène qu’on a pu comprendre comment cela se passe chez les eucaryotes.
Similarités et différences dans l’expression génétique ?
-Processus similaires : processus globaux comparables
-Différences:
-Présence d’histones chez les
Archae et les Eucarya
-Eucarya: ADN condensé par
des histones mais moins
accessibles à l’ARN polymérase,
donc il faut une étape
supplémentaire pour ouvrir la
chromatine.
-Procaryotes: ARN
polycistroniques (gènes
apparentés transcrits à partir
d’un seul promoteur)
-Eucaryotes: ARNm
monocistronique, ajout de
coiffe et de queue en plus des
introns qui sont enlevés
ARN polycistronique
permet la synthèse de plusieurs protéines synthètiser à partir d’un ARNm (bact)
ARN monocistronique
fabrique un protéine (euc et archées)
L’expression génétique et les mécanismes régulateurs courants dans les 3 domaines du monde vivant
12.1/12.2/12.3
Phénomène d’adaptation:
Émile Duchaux: Aspergilus Dietnert (1900 Kaström (1930) 1942: Monod Lederberg Jacob et Monod
Émile Duchaux
-Aspergilus: induction de la synthèse de l’enzyme pour hydrolyser
-le saccharose seulement si on
met le saccharose dans le
milieu;
-Le galactose: si one met dans
un milieu avec lactose ou
galactose
Dietnert (1900)
levures : synthèse d’enzymes hydrolysant le lactose ou le galactose. Perte de cette propriété si on les transfère dans un milieu contenant du glucose;
Kaström (1930)
- enzymes constitutives (toujours présentes) (fabriqués continuellement quelque soit l’environnement) et
- enzymes adaptatives (slmt en présence de substrat);
1942: Monod
E. coli et la galactosidase en présence de lactose ou d’analogue de galactosides. Il démontra que c’est la présence du substrat qui induit la synthèse de l’enzyme.
Lederberg
(mutants sans gal) pouvait transférer des gènes à des receveurs insensibles et pour les rendre sensibles à l’induction.
Jacob et Monod: 1961
ont utilisé le terme de répresseur qui peut se fixer sur un gène (opérateur ) pour l’inhiber.
Opéron
- opérateur + le gène qu’il contrôle.
- Promoteur + Opérateur + Gènes de structure
Tryptophane
réprime les enzymes pour sa synthèse (Répresseur) (bactéries protrophes- pour feedback négative)
Répression
- mécanisme de régulation qui inhibe l’expression génique et freine la synthèse des enzymes.
- La répression est habituellement déterminée par une surabondance du produit final d’une voie métabolique. Se fait grâce à des répresseurs.
- La cellule conserve l’énergie en ne synthétisant que les protéines dont elle a besoin.
Gènes domestiques
Gènes qui codent pour les enzymes qui sont produits presque tout le temps qui catalysent les réactions métaboliques
Gènes constitutifs
Gènes domestiques exprimés de manière continue
Exemple de la galactosidase
- une enzyme inductible
- Sans lactose dans le milieu: la bactérie a 3 molécules de l’enzyme (bêta) galactosidase.
- L’ajout de lactose induit la formation de 3000 molécules de (béta) galactosidase.
- La concentration augmente avec la présence de la molécule effectrice (appelée inducteur ici ce sera un dérivé appelé allolactose)
- La (béta) galactosidase est un enzyme catabolique: hydrolyse le lactose en glucose et en galactose
gènes inductibles
- Les gènes qui codent pour les enzymes inductibles sont des gènes inductibles
- Les enzymes de la voie catabolique sont en général des enzymes inductibles
- Pour les enzymes inductibles, c’est la présence d’un substrat qui déclenche le processus de leur synthèse.
enzymes répressibles
- Les enzymes impliqués dans les bio synthèses d’AA et autres substances sont des enzymes répressibles.
- Si l’AA est présent dans le milieu, il peut inhiber la formation d’enzymes responsables de sa biosynthèse. Règle du Bon sens!
- Les microorganismes n’ont pas besoin de synthétiser une substance si elle est disponible. Donc il faut une répression de la synthèse des enzymes impliqués dans la voie métabolique.
Système inducteur simplifié(opéron lac)
-L’introduction de lactose : allolactose se lie au Répresseur et l’inactive
Donc il y a transcription . allolactose est un inducteur.
-Opéron lac: L’allolactose inhibe le répresseur (produit par le gène régulateur)
12.4
Synthèse de tryptophane
- Absence de tryptophane: le répresseur est inactif
- Après la synthèse de tryptophane, il n’y a plus de raison d’en avoir plus. Le système arrête par une liaison du tryptophane au répresseur pour l’activer.
12. 5
Induction et répression
- Résultent de changements de vitesse dans la transcription.
- Dans un milieu sans lactose, E. coli est dépourvu d’ARN codant pour la galactosidase .
- En présence de lactose, on note une 35 à 50 molécules de galactosidase.
