Régulation de la transcription chez les eucaryotes (cours 6) Flashcards
Vrai ou Faux: la machinerie transcriptionnelle chez les eucaryotes est semblable à celle des procaryotes
Faux, la machinerie transcriptionnelle des eucaryotes est plus élaborée que chez la bactérie puisque la transcription par la pol2 est régulée par des activateurs et des répresseurs
L’action des activateurs et des répresseurs est complexifiée par 2 choses, quelles sont-elles?
- le fait que le gène soit coincé dans les nucléosomes
- plus il y a de régulateurs chez les eucaryotes, plus il y a de grandes séquences régulatrices
Quels sont les différents sites des éléments régulateurs chez les eucaryotes?
le promoteur
les sites de liaison des régulateurs
les séquences régulatrices qui peuvent s’étendre sur 1000nt en amont ou en aval du promoteur
Quel est le problème soulever par une activation à distance?
Un activateur lié à un enhancer peut contrôlée plusieurs gènes plutôt qu’un seul.
La cellule a besoin d’autres séquences régulatrices (isolateurs qui empêchent le signal de se rendre aux gènes plus loin). Ces isolateurs sont situés entre l’enhancer et les promoteurs, ils bloquent l’activation du promoteur induite par des activateurs liés à l’enhancer.
Les isolateurs garantissent que les activateurs ne fonctionnent pas aveuglement.
Vrai ou Faux: les caractéristiques de la régulation génique sont les mêmes chez les eucaryotes et les procaryotes
Vrai,
Ils ont tous une machinerie transcritpionnelle élaborée, des nucléosomes et des modificateurs
Qui suis-je: organismes les plus accessibles à des combinaisons de dissection génétique et biochimique
Les levures
Qui suis-je: la très grande partie des infos sur le fonctionnement des activateurs et des répresseurs viennent de ces organismes
Les levures
Qu’est-ce qu’un DLA?
Domaine de liaison à l’ADN
C’est en fait une partie de la protéine
Vrai ou Faux: les activateurs possèdent un DLA?
Vrai
Quel est l’activateur le plus étudié chez les eucaryotes?
Gal4
Décrire Gal4
chez quoi le retrouve-t-on?
- activateur qui active sur la transcritpion des gènes galactose chez S.cerevisiae.
- il se lie à l’ADN sous forme d’homodimère
Que se passe-t-il avec Gal4 en présence de galactose?
Gal4 va activer la transcritpion du gène Gal1
Quelles sont les 2 expériences qui ont révélé les domaines de liaison d’ADN et d’activation de Gal4?
1- l’expression d’un fragment du gène Gal4 codant le premier 1/3 N-terminal de l’activateur
2- un gène hybride (3/4 des C-terminaux de Gal4 sont fusionnés au DLA du répresseur bactérien LexA
Vrai ou Faux: C-terminal de Gal4 = domaine d’activation
Vrai
Vrai ou Faux: une expérience a démontré qu’un DLA bactérien (LexA) peut remplacer un DLA eucaryote (Gal4)
Vrai,
Il n’y a pas de différence fondamentale. Les DLA lient l’ADN et reconnaissent leur sites
Vrai ou Faux: la plupart des régulateurs bactériens lient l’ADN sous forme de monodimère?
Faux, ils lient l’ADN sous forme de dimères (chaque monomère s’insère dans l’hélice a du grand sillon de l’ADN)
Qui suis-je: Premier DLA a avoir été caractérisé
Motif hélice-coude-hélice
Qui a élaboré la structure cristalline du motif H-C-H?
McKay et Steitz
Pabo et Lewis
Quelle est la structure du motif H-C-H?
+ à quoi servent chacune des parties
2 hélices a séparées par un coude court
1ère hélice = hélice de reconnaissance qui s’insère dans le grand sillon et reconnait des pb spécifiques
2ème hélice = crée des contacts avec le squelette de l’ADN et stabilisé la liaison de la prot.
Quels sont les 4 DLA les plus communs?
- protéines à homéodomaine
- domaine en doigt de zinc
- fermeture à glissière de leucines qui lie l’ADN
- motif H-C-H
Décrire les protéines à homéodomaine
- classe de DLA de type H-C-H
- similaire au H-C-H bactérien, mais iil a été identifié chez la drosophile (fonction dans l’embryogenèse)
Quelle est la séquence concensus reconnue par l’homéodomaine?
TAATNN
Vrai ou Faux: les protéines à homéodomaine sont soit des activateurs ou des répresseurs
Vrai
Décrire le domaine en doigt à zinc
- le plus commun des DLA
- identifié initialement chez TFIIA
- constitué de 30 a-a où on trouve 2 résidus cystéine et 2 résidus histidine
Combien de nt peut reconnaitre chaque doigt de zinc dans l’ADN
chaque doigt peut reconnaitre 3 nt dans l’ADN
Nommer d’autres DLA utilisant le zinc comme cofacteur
1- Zn coordonné par 4 résidus cystéines
2- récepteurs des glucocorticoïdes (8 cystéines puvant lier 2 zincs)
Décrire le DLA fermeture à glissière de leucines qui lie l’ADN
de quoi c’est composé?
identifié par?
- identifié par Steven L.McKnight
- possède une région d’environ 30 a-a chargés + donc peuvent faire des contacts avec le grand sillon de l’ADN ET cela possède une unité de dimérisation
Les protéines du DLA fermeture à glissière de leucines forment des homodimères?
Vrai, mais ils forment aussi des hétérodimères
Qui suis-je: motif que peut former 2 molécules 2 protéines présentes dans le DLA fermeture à glissière de leucines
Coiled-coil
Décrire le DLA motif Hélice-coude-hélice
- formé de 2 hélices séparées par une boucle flexible
- possède une région basique essentielle à la liaison à l’ADN et une région permettant la dimérisation
Quel est le site de reconnaissance du DLA hélice-coude-hélice?
La boite E : CAXXGT
Nommer une ressemblance entre le DLA à fermeture éclair et le DLA hélice-coude-hélice
Les 2 possèdent une région basique essentielle à la liaison de l’ADN et une autre région permettant la dimérisation
Qu’est-ce qu’un domaine d’activation?
Partie de la protéine qui lorsqu’elle est activée peut stimuler la transcription d’un gène
Décrire la région activatrice de gal4
- région acide en raison de la prépondance d’acide-aminés utiles pour le recrutement de l’ADN
Qui suis-je: régions n’ayant pas toujours des structures définies
Régions activatrices
Vrai ou Faux: outre sa région activatrice acide, Gal4 posèdent d’autres régions activatrices
Vrai,
Mais ces régions n’ont pas de structures définies
- activateur Sp1 (région riche en glutamine)
- activateur CTF1 ( région riche en proline)
Qui suis-je: région activatrice de Gal4 riche en glutamine
l’activateur Sp1
Qui suis-je: région activatrice de Gal4 riche en proline
activateur CTF1
Qui suis-je: régions fortes qui fonctionnent dans tous les organismes eucaryotes
Régions activatrices
Vrai ou Faux: les autres régions activatrices (glutamine et proline) sont fortes et fonctionnent aussi chez tous les eucaryotes
Faux, ces régions sont faibles et fonctionnent de façon moins universelle
Qui suis-je: je recrute la machinerie transcriptionnelle sur les gènes des eucaryotes
Les activateurs
Que fait l’activateur chez la bactérie?
Il stimule la transcription en liant l’ADN par une surface et intéragit avec l’ARN pol par une autre face
Vrai ou Faux, les activateurs eucaryotes ont le même fonctionnement que les activateurs chez la bactérie
Vrai,
Dans les 2 cas l’activateur stimule la transcription en liant l’ADN par une surface et intéragit avec l’ARN pol par une autre face
Qui suis-je: recruteur de protéine sur le promoteur
Activateur
Par quoi se fait l’initiation de la transcription chez les eucaryotes?
Par le recrutement de la machinerie transcriptionelle
Les activateurs peuvent recruter des modificateurs de nucléosome, expliquez les 2 types de modificateurs connus
- le site de liaison de l’activateur est accessible, mais celui du promoteur ne l’est pas. L’activateur va recruter un modificateur (protéine qui va modifier les queues des histones). Cette protéine va se fixer sur l’activateur (acétylation de l’histone) ce qui va créer une décompaction de la chromatine. Le promoteur devient donc accessible
- le site de l’activateur est accessible, mais pas celui du promoteur. L’activateur recrute un complexe modifiant la chromatine. Elle se lie sur l’activateur et utilise l’ATP pour décompacter localement l’ADN du nucléosome pour découvrir le site du promoteur
Comment l’acétylation des queues d’histones peut-elle aussi aider à la liaison de la machinerie transcriptionnelle?
L’acétylation crée des sites de liaisons spécifiques sur les nucléosomes pour des protéines contenant des bromodomaines
Vrai ou Faux: TFIID contient des bromodomaines
Vrai
Qu’est-ce qu’un bromodomaine?
C’est une partie de la protéine qui peut faire des contacts avec les autres acides-aminés des queues d’histones acétylées
Se fixe mieux aux nucléosomes acétylés
Quelle est l’utilité d’un bromodomaine?
- faciliter la mise en place de la machinerie transcriptionnelle
Chez les levures on a démontré que Gal4 interagit avec 3 composantes, quelles sont-elles?
- médiateur.
- SAGA
- TFIID
Qui suis-je: grappe de plusieurs différentes protéines qui ont des activités d’acétylation et qui sont capable d’interagir avec une machinerie transcriptionnelle
SAGA
Quel est le modèle d’action de SAGA?
- gal4 est lié à sa séquence cible (UAS) par son DLA (DB). En absence de galactose dans l’environnement, le domaine d’activation (AD) est bloqué par gal80
- lorsqu’on ajoute du galactose, cela induit l’expression de l’inducteur Gal3 qui vient modifier la complexe gal80/gal4. Le domaine d’activation devient accessible = on peut recruter SAGA qui recrute la TBP à la boite TATA ce qui active la transcritpion de gal1
Qui suis-je: gène chez la drosophile activé par choc thermique et conrôlé par GAF-1 et HSF (deux activateurs)
gène HSP70
Quel est le mode de fonctionnement du promoteur HSP70
- avant le choc thermique (37°), Pol 2 est partiellement phosphorylée par SER5 sur la queue CTD. Pol2 est complexée avec DSIF et NELF. GAF1 est aussi présent avant le choc thermique.
- Lors du choc thermique (42°); il y a une trimérisation de HSF et la liaison à ses sites qui recrute une protéine kinase P-TEFb sur la machinerie arrêtée. Cela phosphoryle CTD+DSIF+NELF. L’enzyme est libérée de sa niche et permet la transcription du gène
Où peuvent être situés les enhancers?
En aval ou en amont des gènes
Qui suis-je: mécanisme pouvant aider à la communication entre les protéines liées à distance des promoteurs ches la bactérie
Protéine IHF qui lie des sites d’ADN en courbant l’ADN ce qui aide l’activateur lié à l’ADN à atteindre l’ARN pol sur le promoteur.
Décrire le méanisme pouvant aider à la communication entre les protéines liées à distance du promoteur chez la drosophile
- c’est le gène cut qui est activé à partir d’un enhancer situé à 100kb.
- la protéine Chip/Lbd1 aide à la communication entre l’enhancer et le gène cut.
- Chip formerait des miniboucles sur l’ADN pour rapprocher 2 régions de l’ADN
Quel est le fonctionnement d’un isolateur?
- lorsqu’il est présent entre l’enhancer et le promoteur, il inhibe l’activation du gène induite par l’activateur.
MAIS il inhibe pas l’activation du gène régulé par un autre enhancer placé en aval ou en amont du promoteur.
Quels sont les gènes APO présents chez les humains?
APOA1
C3
A4
A5
gènes présents dans le foie et l’intestin.
Décrire CTCF
C’est un enhancer et un isolateur des gènes APO chez l’humain.
En association avec la cohésine, il se lie aux isolateurs AC2 et AC3 ce qui permet la formation de 2 boucles pour rapprocher l’enhancer C3E des promoteurs C3, A4 et A5.
Les 2 boucles bloquent la fonction des enhancers et donc peut réprimer la transcription
Quels sont les 5 gènes globines chez l’homme?
epsilone
gama
G/A
delta
beta
Qui suis-je: groupes d’éléments régulateurs qui contrôle un locus
Enhancer
Isolateur
Promoteur
Qu’est-ce qu’une synergie?
Lorsque l’effet de 2 activateurs agissant ensemble est plus grand que la somme de chacun agissant seul
Quelle est l’action synergique du répresseur lambda?
les monomères lambda sont très peu actifs
ils forment des dimères puis des tétramères. Les tétramères permettent la liaison accrue aux sites des opérateurs lambda
Décrire les 4 liaisons coopérative d’activateurs
- liaison coopérative via une interaction directe entre 2 protéines
- A et B reconnaissent le même site. Le contact entre A et B viennent améliorer la transcription du gène - 2 protéines (A et B) peuvent en recruter une 3ème
- liaison au site A est accessible, mais site B est inaccessible. A recrute un modificateur ce qui modifie la structure du nucléosome et libère le site B
- site A est accessible, site B est inacessible, la liaison d’une protéine vient exposer le site B
Qu’est-ce que l’enhanceosome de l’interféron b-humain?
gène activé dans les cellules lors d’une infection virale
l’infection cible 3 activateurs (Nf-kB, IRF et Jun/ATF.
Ces activateurs se lient de façon coopérative aux sites compactés d’un enhancer situé en amont du promoteur = formation un enhanceosome
Quelle est la structure/séquence de l’enhanceosome?
- chaque pb de l’ADN enhancer est impliqué dans la liaison des activateurs (cela explique pourquoi HMGA1 ne peut pas se lier, car une fois que les activateurs sont accrocher, il n’y a plus de place pour HMGA1
Qu’est-ce que le contrôle combinatoire?
Lorsqu’un activateur peut interagir avec de multiples cibles
Quel est le fonctionnement des répresseurs chez les eucaryotes?
Comme les activateurs, les répresseurs peuvent recruter des modificateurs du nucléosome.
Décrire les 4 mécanismes de fonctionnement des répresseurs chez les eucaryotes
- compétition=
l’activateur et le répresseur partagent un petit bout du site de liaison ( les 2 ne peuvent s’associer en même temps) - répression directe =
le répresseur se lit au médiateur qui est en contact avec d’autres composantes protéiques qui reprime l’ARN pol 2 - inhibition =
le répresseur a un domaine de répression qui agit sur le DA de l’activateur. Les 2 sites sont assez loin pour que les 2 s’accrochent, mais un inhibe l’autre - répression indirecte =
le répresseur recrute des histones désacétylase qui enlève les groupements acétyle des queues d’histones
Décrire la répression du gèbe gal1
- gal 1 contient un site entre gal 4 et le promoteur auquel s’accroche Mig1
- en présence de glucose, la liaison de Mig1 réprime la transcritpion de Gal1. Tup 1 (une protéine) forme un complexe de répression du gène
Quels sont les 2 modèles de répression de Tup1
- recrute des histones désacétylases= cela désacatylent à proximité des nucléosomes
- interagit directement avec la machinerie de la transcription donc l’inhibe
À quoi sert la transduction du signal?
à communiquer les signaux au régulateurs transcriptionnels
Chez les bactéries, sous quelle forme sont communiqués les signaux environnementaux?
Petites molécules (sucres/protéines) relarguées par une cellule et recue par une autre
Chez les eucaryotes, sous quelles forme sont communiqués les signaux environnementaux?
Transduction du signal
Décrire la voie de la transduction du signal STAT
- une kinase (JAK) est liée au domaine intracellulaire du récepteur
- activation du récepteur par son ligand provoque le rapprochement de 2 chaines récepteur = kinase phosphoryle chaque chaine du domaine intracellulaire
- les sites phosphorylés sont reconnus par STAT qui devient elle-même phosphorylée
-STAT dimérise et migre vers le noyau pour lier l’ADN
Nommer et décrire les 2 façons dont son contrôlés les régulateurs chez les eucaryotes
- région activatrice démasquée
- changement de conformation de l’activateur lié à l’ADN révèle une région activatrice masquée ou le relargage d’une protéine liant et masquant la région activatrice - transport dans le noyau
- lorsqu’ils sont inactifs, les répresseurs sont dans la cytoplasme. Le ligand de la signalisation induit la migration dans le noyau.
Qui suis-je: dimères maintenus inactifs dans le cytoplasme par IKB?
NFKB
Qui suis-je: le plus commun des DLA?
Domaine à doigt zinc
Parmi tous les DLA lequel a été originallement identifiée chez TFIIA?
Domaine en doigt de zinc
