Régulation de l'expression de gènes 1 Flashcards
Quel le dogme central de biologie moléculaire proposé par Crick ?
Que l’ADN composé de gènes qui vont être transcrits et peut être aussi traduits
Quel système a été mis en place et décrit par l’opéron lactose ?
Le système inductible
Qu’a montré l’opéron d’Escherichia coli ?
Qu’elle s’adapte à son environnement
Expliquez le temps de plateau observé
La bactérie a besoins d’un temps d’adaptation
Quels sont les types de contrôle selon l’étape de la synthèse de protéine ?
Sur quoi agit le contrôle transcriptionnel ?
Sur quoi agit le contrôle post transcriptionnel ?
Sur quoi agit le contrôle traductionnel ?
Qu’est-ce qu’un contrôle épigénétique ?
C’est un contrôle de l’expression des gènes par des modifications des histones ou encore des méthylations de l’ADN
Que nous montre l’expérience de la sensibilité à la DNAse ?
Que les gènes actifs donc associés avec des histones forment une sous-unité dont la conformation rend l’ADN sensible à la digestion par la DNAse
De quoi relève la question sur ce qui protège l’ADN ?
Cela relève de la structure de la chromatine
Que permet la structure de la chromatine composée d’histones, d’ADN et d’autres protéines ?
De protéger l’ADN des nucléases en le compactant
Quelles sont les différentes conformations de l’ADN ?
- l’hétérochromatine : conformation fermée
- l’euchromatine : conformation ouverte
Qu’avons-nous observé au niveau de zones de régulation des gènes ?
Ils ne sont pas sensibles à la DNAse
Pourquoi cela ?
Parce que la fixation de facteurs de transcription protège l’ADN de la coupure par la DNAse I
Quelles modifications sont possibles au niveau des queues des histones ?
Que va induire l’acétylation des lysines ?
Cela va neutraliser la charge des lysines qui était initialement positive, attachées à l’ADN chargée négativement par liaison ionique
Que va donc permettre l’acétylation des lysines ?
- réduit la force entre l’interaction entre histone et ADN
- favorise l’accès à d’autres protéines
- favorise la liaison de complexes de remodelage de la chromatine et de facteurs de transcription via des bromodomaines
Que va induire la méthylation des lysines et des arginines ?
Elle va neutraliser la charge et l’interaction histone ADN
De quoi dépend le recrutement par ces modifications ?
Du site en question, de protéines activatrices (H3Lys4) ou de protéines inhibitrices (H3Lys9)
Quelle est la caractéristique de la demi vie de la méthylation des lysines et des arginines ?
Elle est longue
Quelles sont les caractéristiques communes des modifications post-traductionnelles des histones ?
- ce sont des modifications réversibles
- avec une certaine spécificité des sites d’action
- et des interactions et régulations entre elles
Citez les interactions et régulations entre les modifications post-traductionnelles
- exclusion mutuelle
- apparition simultanée
- apparition séquentielle
Par quoi sont caractérisés les différents états de la chromatine ?
Par des marques épigénétiques spécifiques qu’on regroupe sous le nom de “codes Histones”
Par quels marques épigénétiques sont caractérisées les hétérochromatines ?
- la méthylation de la lysine 9
- la méthylation de la lysine 27
Par quels marques épigénétiques sont caractérisées les euchromatines ?
- la méthylation de la lysine 4
(( l’acétylation de la lysine 9 ))
Quelles sont les fonctions du recrutement de protéines ?
La transcription, la réparation et la réplication
Quels types de code histones existent-ils ?
Des codes activateurs et inhibiteurs
Comment se fait le remodelage de la chromatine permettant la décompaction de la chromatine ?
Le remodelage de la chromatine est possible grâce à un complexe composé de l’enzyme SWI (switching) ATP dépendante
Que permet ce complexe ?
Il permet l’accessibilité de la chromatine aux facteurs activateurs et au complexe d’initiation de la transcription
Quelles sont les caractéristiques de la méthylation de l’ADN ?
Elle se fait au nveau des doublets CG, sur la cytosine et modifie les interactions avec les protéines de liaison à l’ADN
Pour l’ADN qui ne contient pas de gènes, qu’est-ce qui assure leur compactage ?
C’est la méthylation qui est donc un mécanisme de non transcription de cet ADN
Quel est le pourcentage de CpG méthylés ?
80%
Comment sont les îlots CpG au niveau de leur méthylation et où sont-il situés ?
Ils sont peu méthylés et sont situés dans les régions promotrices
Comment peut se faire la méthylation au niveau des brins d’ADN ?
Elle peut se faire sur un des brins (hémiméthylation) ou sur les deux brins d’ADN
Comment se fait le remodelage de la chromatine permettant la compaction de la chromatine ?
Par le recrutement de protéines liant des groupements méthylCpG “chromodomaines”, qui vont ensuite recruter d’autres protéines rendant la chromatine plus compacte
Que permettent ces méthylations ?
Le blocage de la liaison de l’activateur mais aussi la libération des protéines activatrices des promoteurs
A quoi sont dues les pathologies développementales ?
A des modifications des protéines qui se lient aux îlots CpG ou de celles qui permettent l’accessibilité des chromatines
De quoi dépend le niveau d’expression d’un gène ?
De son origine parentale
Qu’est-ce que l’empreinte parentale ?
C’est l’expression exclusive d’un gène paternel ou maternel
Combien de gènes sont soumis à l’empreinte ?
300 gènes
Que va entrainer ces modifications de la méthylation des cytosines ?
Des pertes ou des gains d’expression en fonction des gènes considérés
Donner des exemples
Comment identifier les cytosines méthylées ?
Par un traitement au bisulfite
En quoi consiste le traitement au Bisulfite ?
1) Dénaturation : fragmentation de l’ADN
2) Conversion : déamination des cytosine par incubation avec du sodium de bisulfite et un pH acide
3) Desulphonation : désulfatation par pH plus basique et génération d’un uracile
Comment analyser les résultats ?
En faisant un séquençage, et chaque uracile identifié était une cytosine non méthylée
Comment se fait le contrôle transcriptionnel au niveau de la transcription elle-même ?
Par la fixation de protéines (facteurs trans) reconnaissant des séquences ADN spécifiques (élément cis) de régulation
Qu’est-ce que la séquence promotrice ?
C’est un élément de réponse, conservé de quelques nucléotides en 5’ et 3’ et sur lequel peut se fixer des facteurs de transcription activant ou inhibant la transcription
De quoi est composé le complexe d’initiation de la transcription ?
De l’ARN POL II et d’un ensemble de protéines qu’on appelle les cofacteurs dont certains sont indispensables à l’activité transcriptionnelle
Où se fixent les protéines du complexe ?
Certaines d’entre elles se fixent directement sur l’ADN et d’autres vont se fixer sur les protéines fixer sur l’ADN et moduler leur activité
De quoi nécessitent les protéines fixées sur les régions promotrices de l’ADN pour activer la transcription ?
De modifications post traductionnelles notamment les phosphorylations
Que peut entrainer la perte d’un cofacteur ?
Une perte d’activité ou une activité de moins bonne qualité
Quel est le premier cofacteur qui se fixe ?
C’est TF II D
Quels sont les 6 facteurs généraux ?
TF II A-B-D-E-F-H
Quels facteurs de transcription sont indispensables à cette dernière ?
Les facteurs de base
Qu’est-ce que les facteurs de base ?
Ce sont des facteurs de transcription ubiquitaire qui vont reconnaitre les séquences d’ADN spécifiques “core promoter” localisées en amont du site de démarrage de la trancription
Quels sont les différents facteurs de base ?
- TBP qui se lie à la TATA box
- TAF qui se lie à TBP
Avec qui interagissent ces facteurs de base ?
Avec l’ARN polymérase II
Comment se lie la TBP à l’ADN ?
Elles se lie au niveau du petit sillon, de la TATA Box, l’ADN lie la surface concave de TBP dans une conformation fortement recourbée
Quand commence la formation du complexe PIC ?
Elle commence lorsque la protéine TF II D (composé d’une sous-unité TBP et de sous-unités TAF) se lie à la TATA box d’un promoteur
Comment se retrouve la double hélice au niveau de la fixation de la TATA box à TBP ?
Elle est partiellement déroulée et le petit sillon s’élargit
Que ciblent les facteurs de transcriptions dits régulateurs : activateurs et répresseurs ?
Des séquences spécifiques de l’ADN :
- promoteur proximal : CAAT box, GC box
- élément cis “enhancers” ou “silencers” en amont ou en aval du site d’initiation de la transcription à très grande distance
Avec qui ces facteurs de transcription agissent-ils ?
Seuls ou en association avec des co-activateurs ou co-répresseurs (ne liant pas directement l’ADN)
Lorsque les séquences activatrices ou inhibitrices sont à grande distances (souvent le cas) du promoteur, que forment-elles lorsque fixées à un facteur de transcription ?
Elles forment une boucle permettant l’interaction entre le promoteur et le facteur de transcription et la boucle disparaît lorsque l’ARN polymérase commence son mouvement
Quels sont les différents types de facteurs de transcription ?
Quelles sont les structures des principaux types de facteurs de transcription chez les facteurs ?
Comment est stabilisé les interactions ADN et protéine ?
Par des liaisons hydrogènes
Quels sont les deux partenaires spécifiques principaux ?
Les acides aminés fondamentaux et la présence d’une séquence d’ADN spécifique, les deux permettant l’interaction
Qu’entraine la mutation de l’un ou l’autre de partenaires ?
Une diminution voire une inhibition de la fixation
Quels sont les différents types d’interactions entre l’ADN et le facteur de transcription ?
Sous quelle forme la plupart des activateurs sont actifs ?
Sous forme de dimères
Que pouvons-nous observer ici ?
Que les éléments de réponses qui contrôlent la β-globine ne sont pas les mêmes que ceux qui contrôlent la γ-globine
Comment les répresseurs diminuent l’activité transcriptionnelle induite par un activateur ?
Quelles méthodes nous permettent de savoir qu’un gène est-il transcrit ?
- Northern blot
- RT-PCR standard et quantitative
Quoi comprendre d’un RNA-Seq (RNA Sequencing)
Plus c haut, plus la région exonique était importante et donc que la quantité d’ARN est importante
Que permet la RNA-Seq ?
Elle permet d’identifier l’isoforme de l’ARN
Comment mettre en évidence des sites impliquées dans la régulation de la transcription vis-à-vis de la DNase I ?
Grâce à un Southern blot avec incubation en présence d’une très faible concentration de DNase I qui avec le temps va pouvoir couper le site d’intérêt
Qu’est-ce que la technique de footprinting ?
C’est une technique mettant en évidence une région cis
En quoi consiste cette technique ?
- marquage de l’ADN par un isotope
- ajout ou non du facteur de transcription
- digestion par la DNase I
- séparation des fragments par électrophorèse
Comment interpréter les résultats ?
- si FT non fixé, il y a répartition des fragments de longueurs variables
- si FT fixé, il y a protection vis-à-vis de la DNase I et absence de certains fragments d’ADN
Qu’est-ce que la méthode du gène rapporteur ?
C’est une méthode couplée à une luciférase qui va produire une quantité de lumière proportionnelle à l’activité promotrice du gène
Quelles conditions doivent remplir le gène rapporteur ?
- ne doit pas être exprimé par la cellule qui permettra l’étude de la transcription
- ne doit pas perturber la cellule
- son expression doit être facilement analysable
Que permet l’expérience de retardement sur gel ?
la mise en évidence d’un facteur trans et sa spécificité de fixation
En quoi consiste l’expérience ?
- marquage radioactif de l’ADN
- ajout d’un mélange de protéines nucléaires
- séparation par électrophorèse
- contrôles de spécificité
Comment se fait l’interprétation de l’expérience ?
- si FT non fixé, la migration des fragments d’ADN n’est pas freinée
- si FT fixé, il y a ralentissement de la migration ou “shift”, un marquage est possible par un anticorps dirigé contre la protéine fixée => migration encore plus ralentie ou “super shift”
Que permet l’immunoprécipitation de la chromatine ?
Cela permet l’identification et la mise en évidence de certaines structures (en mode acétylées ou méthylées) de protéines associées en usant des anticorps spécifiques de protéines de la chromatine
