Protéine et ARN non codant COPY Flashcards
Professeur: Dr Labbé
Par quoi sont réalisé la plupart des fonctions dans la cellule?
Protéines
Décrit pourquoi le repliment des protéine est si complexe.
- Il est très sensible à l’environnement (pH, sel, T, ROS)
- Il peut être affecté par des mutations
Plus les protéines sont _________ et plus les erreurs de repliement sont fréquentes
complexes
Donne un exemple de mutation qui affecte le repliement des protéines.
Anémie falciforme (GAG devient GTG)
Comment sont appelés des modifications permanentes de l’ADN?
Mutations
Avec l’âge, que se passe-t-il au niveau du repliement des protéines de la vision?
Il est affecté = cataractes
Que sont les cristallines?
Protéines structurales solubles dans l’eau se trouvant dans la lentille et la cornée de l’oeil permettant la transparence
Qu’est-ce que l’apha-cristalline?
Chaperone moléculaire qui empêche la précipitation des protéines dénaturées et d’augmenter la tolérance au stress cellulaire
Qu’est-ce qui cause les cataraques?
Déclin des fonctions de l’alpha cristalline
Précipitation des protéines dans la lentille
Quand débute le repliement d’une protéine?
Pendant sa synthèse
Explique ce que fait la protéine pendant sa synthèse.
1- Formation d’abord des éléments de structure secondaire de base (hélice a, feuillets b, boucles) qui se replient indépendamment
2- Formation des domaines
3- Puis ajustement de domaines et repliement final
Qui aident les protéines nouvellement synthétisées à acquérir leur conformation finale?
Chaperones moléculaires
Que font les chaperones?
Elles préviennent l’agrégation en s’attachant à des parties prônes à s’agréger telles que les régions hydrophobes
Est-ce que la fixation entre la chaperone et le polypeptide consomme de l’énergie?
NON
Est-ce que la séparation des chaperones et des protéines demande de l’énergie?
OUI
Si les protéines n’acquirent pas leur structure correcte, il se passe quoi?
Dégradées par l’UPS (50% des protéines y passent)
Explique la dégradation des protéines qui n’ont pas la bonne structure.
- Marqué par l’ajout de l’ubiquitine
- Dégradé par le protéasome
Qu’est-ce que l’ubiquitine?
Une protéine de 76 aa ajoutée au protéines à être dégradées sur un résidu Lysine (K)
Le marquage via l’ubiquitine est fait par quoi?
UPS
Qu’est-ce que le protéasome?
- Est une machine à dégrader de protéines, qui fonctionne à l’ATP
- Est un tube formé surtout de protéases
Est-ce que les Ub sont clivées avant que la protéine ciblée rentre dans le protéasome?
Oui
Le protéasome hydrolyse les protéines en quoi?
Petits peptides
Nomme les maladies du repliement des protéines.
Conformational Disorders
Protein Folding Diseases
Protein Misfolding diseases
Trafficking Diseases
ER Storage Diseases
Décrit la fibrose kystique.
- Maladie autosomale récessive
- Mutation la plus fréquente (80%)
- DF508, délétion de 3 nucléotides qui codent pour la phénylalanine 508 du canal chlore CFTR
Décrit la maladie de Huntington.
- Maladie génétique neurodégénérative,
- Transmission est autosomique dominante
- Code pour une grosse protéine appelée Huntingtine
À quoi sert la protéine Huntingtine?
- Trafic cellulaire
- Sécrétion de facteurs neurotrophiques comme le BDNF
Que se passe-t-il avec la Huntigntine des patients atteint de la maladie?
La Huntigntine agrège formant des fibres amyloïdes. La perte de fonction de cette protéine et son agrégation causent la mort de neurones par apoptose
Qu’est-ce qui cause la maladie de Huntington?
- Expansion du triplet CAG qui code pour Glut
- Séquence Poly-Q dans la protéine
- Agrégation de la Huntingtine
Qu’est-ce qui détermine si on est atteint ou pas de la maladie de Huntington?
- nb de triplets de CAG
- âge du début des symptômes
Que causent les protéines mal repliées qui ne sont pas éliminées?
Des maladies graves, comme l’alzheimer
Décrit la cause et la conséquence de l’Alzheimer.
- Diminution de l’efficacité du repliement et la dégradation de protéines avec l’âge
- Non dégradation d’une protéine dont la fonction normale est inconnue et qui est normalement associée à la membrane d’un neurone
- Formation d’agrégats de protéines sous forme de plaques amyloïdes détruisant les neurones environnants
- Il en résulte une perte de la fonction des neurones et leur mort
Qu’est-ce qu’un prion?
Protéine qui peut se trouver dans deux ou plus conformations, dont une est autoréplicative
Nomme les maladies du prion chez les animaux.
- Scrapie (sheep and goats)
- Transmissible mink encephalopathy
- Bovine spongiform encephalopathy (BSE)
- Chronic wasting disease (CWD) (deer and elk)
Nomme les maladies du prion chez les humains.
- Kuru
- Creutzfeldt-Jakob disease (CJD)
- Variant CJD (vCJD)
- Fatal familial insomnia (FFI)
- Gerstmann-SträusslerScheinker syndrome (GSS)
Nomme les trois grandes catégories de maladies de CJD.
- Sporadique (90%)
- Maladies génétiques à prions (10%)
- Transmis (contagieux)
Explique le CJD sporadique.
- Touchent les personnes âgées, sans avertissement ni explication.
- Le prion commence à se former dans une ou plusieurs cellules du cerveau, puis se propage au reste du cerveau
Explique le CJD génétique à prions.
Dus à une mutation génétique qui peut augmenter vos risques de développer la maladie
Décrit la CJD transmise.
La maladie peut être transmise accidentellement au cours d’une procédure médicale impliquant des tissus humains («iatrogène») ou par ingestion de la viande de vache folle («variante» BSE)
Explique la réplication des prions.
Ils peuvent induire d’autres malrepliments des protéines adjacentes et mener à la mort des cellules
Qu’est- ce qu’un codon et que les triplets codifient?
Une séquence d’aa qui va créer une protéine
Qu’est-ce qu’un cadre de lecture et comment on l’identifie?
ORF (région qui est codante)
AUG à STOP
Possibles conséquences de mutations dans synthèse protéique?
- Silencieuse (rien)
- Faux sens (mauvais aa)
- Non sens (STOP)
- Continuation (plus de STOP)
- Insertion/délétion (+-1 frameshift)
ARNt, codon anticodon?
ARNt: ARN chargé d’un aa qui contient un anticodon
Codon: triplet sur ARNm
Anticodon: triplet complémentaires sur ARNt
Ribosome et sa structure?
4 ARN
80 protéines
2 sous-unités
Les étapes de la traduction, initiation, élongation, arrêt?
Bien décrit dans les autres flash cards
Les chaperones moléculaires et le repliement des protéines?
Les chaperones moléculaires préviennent l’agrégation en s’attachant à des parties prônes à s’agréger telles que les régions hydrophobes
Dégradation des protéines mal repliées par le UPS?
Ajout d’ubiquitine
Dégradation
Les maladies causées par un mauvais repliement?
Conformational Disorders
Protein Folding Diseases
Protein Misfolding diseases
Trafficking Diseases
ER Storage Diseases
L’exemple des prions?
Les prions ont un mauvais repliement ce qui cause la mort des cellules (agglomération dans la cellule)
Qu’est-ce qu’un ARN non codant?
Molécule d’ARN fonctionnelle qui est transcrite mais pas traduite en protéine
Par qui est porté la fonction d’un ARN non traduit?
Par l’ARN lui-même
Nomme les deux types de séquences d’ADN chez l’humain.
SÉQUENCES « UTILES » CORRESPONDANT AUX GÈNES
* gènes ~ 10-20% du génome/ exons ~ 1,5-2% du génome
SÉQUENCES INTERGÉNIQUES (« INUTILES » / « JUNK » )
* (~80 - 90% du génome)
Qu’est une large portion des séquences junk?
Séquences répétées
Qu’on mis en évidence des analyses génomiques à grande échelle?
Existence d’une multitude d’ARN non codants
Au moins ___% du génome humain peut être transcrit
70
D’environ 180 000 ARNs transcrits, environ _____ encodent des protéines.
30 000
Environ _______ ARN sont de long non-coding RNAs (lncRNAs)
150 000
Le génome humain peut coder de ______ miRNA (micro ARNs)
400 à 600
Quelle était l’hypothèse de base pour les ncRNAs?
Bruit de fond transcriptionnel généré par liaison aléatoire de l’ARN Polymérase à des séquences d’ADN ressemblantes à des promoteurs
Que font les ncRNAs en général?
Ils régulent l’expression des gènes au niveau transcriptionnel et post transcriptionnel (épissage)
Que peuvent réguler les ncRNAs?
- Formation d’hétérochromatine
- Modification d’histones
- Ciblage de la méthylation
- Silencing des gènes
Les ARNnc sont impliqués dans quoi de négatif?
Pathologies comme le cancer
Nome les deux types d’ARNnc à l’étude.
RNA interference
Large non-coding RNA
Nomme deux sortes de RNAI.
miRNA
siRNA
Que régulent les miRNA, siRNA et IncRNA?
L’expression des gènes au niveau transcriptionnel, post-transcriptionnel et l’épissage du pré-ARNm
Explique la classification des ARNnc.
Définition arbitraire
IncRNA: + de 200 nucléotides
sncRNA: - de 200 nucléotides
Que comprend le groupe des sncRNA?
miRNA
siRNA
Qu’est-ce que l’épigénétique?
Changements dans l’expression de gènes ou phénotypes sans changements de la séquence d’ADN
Quel est le rôle important de l’épigénétique?
l’établissement et maintien de types cellulaires
À la base, quel est le rôle des iRNA?
Défense des cellules contre les séquences nucléotidiques parasites - virus et transposons
Explique le processus biologique qu’est le iRNA.
Des molécules d’ARN inhibent l’expression ou la traduction des gènes en neutralisant les molécules d’ARNm ciblées
Que peuvent faire des iRNA synthétiques introduits dans les cellules?
Peuvent inhiber de manière sélective et robuste l’expression de gènes d’intérêt spécifiques
Qu’est-ce qu’un miRNA?
Est une petite molécule de ncRNA d’environ 22 nucléotides
Localisation des miRNA?
- Se trouvent chez les plantes, les animaux et certains virus
- Sont abondants dans de nombreux types de cellules de mammifères
- Semblent cibler environ 60% des gènes humains
Fonction des miRNA?
Fonctionne dans la régulation post-transcriptionnelle de l’expression génique
Qu’est-ce qui explique que l’on peut étudier les miRNA chez la souris pour comprendre leur fonction chez l’humain?
La plupart de ces miRNA sont conservés entre les espèces et ont des fonctions importantes
Que font la plupart des miRNA?
inhibent l’expression génique en ciblant des
ARNm
Via quoi fonctionnent les miRNA?
Les miRNA fonctionnent via l’appariement de bases avec des séquences complémentaires au sein de molécules d’ARNm cibles
Nomme les processus des miRNA pour silencer les ARNm ciblés.
- Clivage du brin d’ARNm en deux morceaux,
- Déstabilisation de l’ARNm par clivage de sa queue poly(A)
- Réduction de l’efficacité de traduction de l’ARNm en protéines
Jusqu’à __% des gènes des miRNAs peuvent se trouver dans les introns, ou même, dans les exons d’autres gènes
40
Par quoi sont généralement transcrit les miRNA?
ARN polymérase II
Que se passe-t-il avec le transcrit de miRNA?
Coiffé
Polyadénylé
Épissé
De quoi font partie les miRNA?
D’un transcrit précurseur contentant un ou plusieurs miRNA appelé pri-miRNA
Combien de pré-miRNA peut contenir un seul pri-miRNA?
1-6
Quelle est la structure de chaque pré-miRNA?
Structure en tige-boucle (épingle à cheveux) composées d’environ 70- 80 nucléotides
Est-ce que l’ARN poly III peut transcrire des miRNA?
Oui, mais juste ceux avec des séquences Alu en amont des ARNt
Explique la maturation dans le noyau des miRNAs.
- Chaque structure à ARN double brin (dsRNA) des épingles à cheveux dans un pri-miRNA est reconnue par une protéine nucléaire appelée DGCR8 chez les vertébrés, ou “Pasha” chez les invertébrés
- DGCR8 (Pasha) et l’enzyme Drosha forment le complexe « microprocesseur »
- L’activité enzymatique de Drosha découpe les pré-miRNA à partir du pri-miRNA
- CROPPING: Drosha libère les pre-miRNA (épingles à cheveux) des pri-miRNA à la base en épingle à cheveux
- Le produit résultant, le pré-miRNA a deux nucléotides non-appariés à son extrémité 3’
Explique l’export du noyau des miRNAs.
Les pré-miRNA sont exportées par Exportin-5, qui reconnaît les 2 nucléotides laissés à l’extrémité 3’ par Drosha
De quoi dépend le transport par l’exportine 5 vers le cytoplasme?
De l’énergie du GTP lié à Ran
Explique la maturation dans le cytoplasme des miRNAs.
- DICING: Dans le cytoplasme, l’épingle cheveux pré-miRNA est processé par Dicer
- Dicer est une endoribonucléase qui coupe la boucle reliant les bras de l’épingle à cheveux et donnant un duplex miARN/miARN* imparfait d’environ 22 nucléotides de long
miRNA est nommé le…
brin guide
miRNA* est nommé…
brin passager
Quel brin est choisi par l’Ago?
Brin guide miRNA
Que forment le brin guide avec Ago et d’Autres protéines?
RISC
À quoi sert le RISC?
Interaction entre le miRNA et sa cible d’ARNm
À quoi servent les Ago?
Lient le miRNA mature, ce dernier le guide RSIC pour une interaction avec un ARNm cible
Explique l’appariment étendu (parfait).
- SLICING: si l’appariement entre miRNA et le mRNA est étendu (presque parfait), le mRNA cible est clivé puis dégradé
Certains argonautes, par exemple Ago2 humaine clivent directement les mRNAs cibles
Explique l’appariment imparfait.
- Séquestration dans des P-bodies
- Si l’appariement de bases n’est pas extensif (partiel) Argonaute ne “sclice“ pas, la traduction est inhibée, le mRNA déstabilisé
- Les mRNAs sont séquestrés dans des structures cytosoliques dites P-bodies où a lieu la dégradation des mRNAs
Que sont les P-bodies?
Les P-bodies sont des structures dynamiques contenant l’enzyme Dcp1 (Decaping enzyme) ainsi que des enzymes de dégradation des mRNAs
Explique 3 autres mécanismes d’action des miRNAs.
- Les miRNA partiellement complémentaires peuvent inhiber l’initiation de la traduction de l’ARNm cible en se liant au début du ARNm
- Des miRNA partiellement complémentaires
peuvent également accélérer la déadénylation entraînant la dégradation précoce des ARNm - Les miRNA provoquent parfois aussi la modification d’histones et la méthylation de l’ADN des sites promoteurs, ce qui affecte l’expression des gènes cibles
Explique en bref l’inhibition de la traduction.
Les miRNA partiellement complémentaires inhibent la traduction de l’ARNm cible
Explique en bref l’accélération de la dé-adénylation.
- Des miRNA partiellement complémentaires peuvent accélérer la dé-adénylation.
- L’accélération de la dé-adénylation entraine la dégradation précoce des ARNm
Explique en bref l’inhibition de l’initiation à la traduction.
Il peut également y avoir répression de la traduction par inhibition de l’initiation de la traduction et ce, indépendamment de la dé-adénylation de l’ARNm
Explique en bref la modification d’histones et méthylation de l’ADN.
Les miRNAs provoquent parfois aussi la modification d’histones et la méthylation de l’ADN des sites promoteurs
La majorité des miRNA sont ____________.
intracellulaires
Nomme les miARN extracellulaire.
miRNA circulants
Que sont les IncRNA?
Des transcrits de plus de 200 nucléotides qui ne codent pas pour des protéines
Décrit l’expression des IncRNA.
- Sont exprimés plus faiblement que les gènes codants pour des protéines
- Leur expression est remarquablement spécifique dans certains tissus
Localisation des Inc RNA enrichi?
Noyau
Décrit la conservation des IncRNA.
Montrent une plus faible conservation de séquence, bien que certains d’entre eux soient fortement conservés
Les lncRNAs sont transcrits et matures comme les mRNA codants pour des protéinés mais pas ________.
traduits
Par quoi sont définis les gènes de IncRNA?
Par leur position relative aux gènes codants qui sont situés à leur proximité
lncRNA intergéniques (lincRNA)
lncRNA localisés dans une région entre gènes
lncRNA antisens
lncRNA transcrits dans la direction opposée d’un gène codant et dont la séquence chevauche en partie ou totalement le gène codant lui étant associé
lncRNA introniques
lncRNA contenus dans un intron d’un gène codant
lncRNA divergents
IncRNA transcrits de façon divergente au promoteur d’un gène codant
Les lncRNA peuvent contrôler l’expression des gènes…
1) voisins (en cis, action locale)
2) indépendamment de la localisation de leurs gènes cibles (en trans, action distale)
Que peut être le contrôle des IncRNA sur les gènes?
Ce contrôle peut avoir un impact positif ou négatif (+/-) sur l’expression des gènes cibles (répression ou activation)
Nomme les cinq rôles des long ARN non codants.
A. dirigent des modificateurs de la chromatine vers des gènes cibles spécifiques
B. déplacent des régulateurs de l’expression (activateurs ou répresseurs) des séquences régulatrices de l’expression
C. entrent en compétition avec des miRNA et
protègent des ARN messagers de la dégradation par ces miRNA (fonction éponge)
D. modulent des évènements d’épissage et interfèrent avec la traduction
E. promeuvent l’association des facteurs à des
séquences amplificatrices et promotrices pour initier la transcription
Est-ce que tous les ARN non codant ont des fonctions dans la régulation de l’expression des gènes?
Oui (mais on est pas certain)
Quelles sont les ARN polymérases impliquées dans la biosynthèse des ARN non codants?
ARN polymérase 2
Quelles sont les différences entre miRNA et lncRNA?
miRNA: mieux connus, plus petits,agissent sur les ARNm directements
Quelles sont les protéines et les étapes impliquées dans la biogénèse des ncRNAs?
Bien expliqué dans les autres flash cards
Où sont situés les gènes des ncRNA?
Partout dans le génome
Quelles sont les fonctions cellulaires des ncRNA?
Modifient l’épigénétique
Quelles sont les utilités des ncRNA en médecine?
Permettent de modifier des processus de transcription dans les gènes
Combien d’ARN produits codent pour des protéines?
1-2%
Que font les ARN non codants?
Régule l’expression génique
Comment appelle-t-on le mécanisme que modifie l’ARN non codants?
Épigénétique
Est-ce que les ARN non codants modifient les bases de l’ADN?
Non
À quoi ont servi les iRNA en premier?
À se défendre contre les virus
Décrit la structure d’un miRNA.
Tige boucle avec bolge
Comment se lie un miARN à son ARNm?
Via un appariment complémentaire de bases
Comme quoi sont traité les miARN qui viennent d’être traduit?
Comme un ARNm
Localisation finale des miARN?
Cytoplasme
Explique le transport à l’extérieur du noyau des miARN.
Sort via le port nucléaire grâce aux exportines qui s’activent via Ran-GTP
Est-ce que le brin passager va s’apparier?
Non
À quoi sert Ago?
Sert à réguler les gènes avec miRNA (cibler ARNm pour le cliver ou inhiber la traduction)
Qui permet au miRNA d’interragir avec ARNm cible?
RISC
Vrai ou faux? Il existe plusieurs classes d’Ago.
Vrai
Quelle fonction des miRNA est modulable?
Inhibition de la traduction
Vrai ou faux? Les miRNA sont manipulable.
Vrai
Quelle étude des ARN non codants est la plus complexe?
IncRNA
Localisation des IncRNA?
Partout dans le génome
Pourquoi est-ce que l’étude des IncRNA est si difficile?
- Obligation de l’étudier chez l’homme
- Il faut trouver une règle commune
Le repliement des protéines se fait en même temps que quoi?
Que sa synthèse
Qu’est-ce qui se passe avec le vieillisement?
Plus de mutation des protéines
Pourquoi l’anémie falciforme est prévalente en Afrique?
Il y aurait peut-être une protection à la malaria avec cette maladie
Que fait un repliement incorrect d’une protéine?
Changement de sa fonction
Que forme l’alpha cristalline dans la cornée?
Oligodendromères
Est-ce qu’un seul monomère d’alpha cristalline est actif seule?
Non
Que permet les chaperonne?
Donne le temps à la protéine de bien se replier
Que fait HSP?
Empêche les protéines de perdre leurs fonctions et de se précipiter
Explique la destruction d’une protéine par le protéasome.
- Activation de l’ubiquitine via E1
- Transfert à E2 (conjugating)
- E3 reconnait la protéine à être dégradée
- E3 rajoute une ubiquitine sur la protéine
- Si 4 ubiquitines sont rajoutées, la protéine est dégradé par le protéasome
Que se passe-t-il au niveau du canal chlore dans la fibrose kystique?
Mal replié donc accumulation dans le RE et pas assez à la membrane plasmique
Que se passe-t-il dans un neurone atteint de la maladie de Huntington?
Formation d’agrégats de protéines ce qui tue la cellules (ici le neurone)
Est-ce que les fibres amyloides sont néfastes?
OUI
