Régulation de la Transcription chez les Eucaryotes Flashcards
Chez les eucaryotes, la transcription par Pol II est régulée par … ?
Des activateurs et des répresseurs.
Activateurs et Répresseurs ?
Protéines qui lent l’ADN qui facilitent ou empêchent initiation de la transcription de gènes spécifiques.
L’action des activateurs et des répresseurs est complexifiée, pourquoi ?
- Les nucléosomes et leurs modifications - la machinerie transcriptionnelle est présentée à un substrat partiellement masqué.
- Plus de régulateurs et plus de séquences régulatrices.
Chez les eucaryotes, les éléments régulateurs sont plus … et plus … ? Il contient des … pouvant s’étendre sur plusieurs nucléotides en amont ou en aval du promoteur ?
Nombreux et éloignées.
Séquences régulatrices.
Enhancer ?
Plusieurs sites activateurs regroupés en une seule unité.
Les actions a distance font intervenir … pour faciliter leur interaction avec les protéines ?
Boucles d’ADN.
L’action à distance soulève un problème, lequel ?
Un activateur lié à l’enhancer peut contrôler plusieurs gènes à sa portée plutôt qu’un seul. En d’autres mots, on doit l’empêcher d’aller trop loin et transcrire des gènes non-voulu.
Qu’est-ce qu’un isolateur ou un élément frontière ?
Séquences régulatrices situés entre enhancers et promoteurs qui bloquent l’activation du promoteur induite par l’activateur. Cela garantie que l’activateur ne fonctionne pas aveuglement.
Les activateurs eucaryotes possèdent des fonctions de liaison à l’ADN distinctes nommés ?
DLA : domaine de liaison à l’ADN.
Quel est l’activateur eucaryote le plus étudié ?
Gal4 : s’accroche sous forme de dimère (DLA et domaine d’activation) et active la transcription du gène galactose chez S. cerevisiae.
Où se lit Gal4 et quel gène transcrit-il ?
À 4 sites situés 275 pb en amont de GAL1. En présence de galactose, il transcrit GAL1 + 1000 fois.
2 expériences qui montre la présence de DLA et domaine d’activation distincts de Gal4 ?
- Expression fragment du gène GAL4 codant pour le premier 1/3 N-terminal de l’activateur : produit protéine qui lie ADN, mais n’active pas la transcription = DLA.
- Gène hybride (3/4 C-terminaux GAL4 sont fusionnés au DLA d’un répresseur bactérien LexA) : la protéine fusionnée active la transcription du gène lacZ = Domaine d’activation.
Ces expériences montre qu’il n’y a pas de différence fondamentales dans la manière dont DLA lit l’ADN, comment la plupart des régulateurs bactériens lient l’ADN ?
Sous forme de dimère : Chaque monomère insère son hélice alpha dans le grand sillon.
Quelles sont les 4 motifs de DLA ?
- Hélice - coude - hélice
- Domaine en doigt à zinc
- Une fermeture à glissière de leucines lie l’ADN
- Hélice - boucle - hélice
- Hélice - coude - hélice :
Quelles sont les rôles des 2 hélices ?
Découvert par ?
1ère - hélice de reconnaissance : s’insère dans le grand sillon et reconnait pb spécifiques.
2ème - crée contacts avec squelette ADN.
Mckay, Steitz, Pabo et Lewis
Les protéines à homéodomaines, caractéristiques ?
Classe de DLA de type HCH
Contient région 60 AA très conservés
Séquence consensus : TAATNN
Activateur ou répresseur
Le plus commun des DLA ?
Domaine à doigt de zinc : initialement identifié chez TFIIA.
Structure du domaine à doigt de zinc ?
30 AA parmi lesquels on retrouve 2 résidus cystéine et 2 résidus histidine avec un atome de zinc au centre. Elle se replie pour former 2 barreaux beta antiparallèles suivis d’hélice alpha.
Que retrouve-t-on dans le région de 12 AA entre les résidus Cys et His ?
Résidus basiques et quelques résidus hydrophobes.
L’activateur Sp1 ?
Autres exemples ?
3 structures en doigts de zinc consécutives.
Zn coordonné par 4 résidus cystéines
Récepteur glucocorticoides
Fermeture à glissière de leucines combine quoi ?
Découvert par ?
Surfaces de dimérisation et liaison de l’ADN dans même unité structurale.
Steven. L. McKnight
Fermeture à glissière de leucines charge globale ?
+
Fermeture à glissière de leucines structure ?
30 AA suivie d’une région contenant 4-6 leucines séparées par intervalles de 7 résidus.
Fermeture à glissière de leucines mode d’action ?
Un segment hélice alpha s’insère dans le grand sillon, dimérisation induite par autre segment de cette hélice. Forme homo/hétérodimère.
Motif hélice - boucle - hélice structure ?
Possède région basique essentielle à la liaison à l’ADN + permettre dimérisation.
Motif hélice - boucle - hélice site de reconnaissance ?
Boite E : CAXXGT
Motif hélice - boucle - hélice protéines impliquées dans ?
Diverses fonctions cellulaires.
Est-ce que les domaines de liaison ont des structures définies, pourquoi ?
NON
En accord avec le fait que les régions activatrices sont des surfaces adhérentes capables d’interagir avec plusieurs surfaces protéiques.
La région activatrice de Gal4 est dite … ?
Acide.
Autres type de régions activatrices ?
Riches en glutamine : Sp1
Riches en proline : CTF1
Comment un activateur active la transcription chez les eucaryotes ?
En liant l’ADN par une surface et en interagissant avec l’ARN polymérase sur l’autre. Un activatuer est simplement un “recruteur” de protéines sur le promoteur.
Le recrutement de modificateurs de nucléosomes permettent ?
D’aider à activer un gène empaqueté dans la chromatine. “Dressèrent l’ADN pour découvrir les sites ADN qui seraient inaccessibles dans les nucléosomes.
2 mécanismes de modificateurs de nucléosomes ?
- Ajout de groupement chimiques sur queues d’histones par acétyltransférase des histones (HAT).
- Complexe modifiant la chromatine déplace/remodèle les nucléosomes.
L’acétylation aide à ?
La liaison de la machinerie transcriptionnelle en créant des sites spécifiques sur les nucléosomes pour des protéines contenant des bromodomaines (composante de TFIID en coontient).
Gal4 intergit avec 3 composantes, lesquels ?
Médiateur, SAGA (contient des TAFs) et TFIID.
Modèle d’activation de SAGA comme co-activateur de Gal4 :
Lorsque Gal4 est lié à UAS, son domaine d’activation est bloqué par ?
Gal80 une protéine masquante.
Modèle d’activation de SAGA comme co-activateur de Gal4 :
Qu’arrive-t-il en présence de galactose ?
Inducteur Gal3 se lit à GAl80, ce qui modifie le complexe Gal80/Gal4. Le domaine d’activation de Gal4 devient accessible et recrute SAGA. SAGA recrute TBP à la boite TATA. Activation de la transcription du gène Gal1.
Les activateurs recrutent des facteurs supplémentaires :
Le gène HSP70 chez la drosophile est activée de quel manière ?
Par choc thermique + 2 activateurs : GAF-1 et HSF.
L’un ne fonctionne pas sans l’autre.
Les activateurs recrutent des facteurs supplémentaires :
Promoteur Hsp70 avant choc thermique ?
Pol II est partiellement phosphorylée sur Ser5 de CTD. Celle-ci est en complexe avec DSIF et NELF en pause en avant du promoteur.
Les activateurs recrutent des facteurs supplémentaires :
Promoteur Hsp70 après choc thermique ?
Trimérisation HSF qui se lit à ses sites. HSF recrute protéine kinase P-TEFb sur machinerie arrêtée. Phosphorylation de Ser2 CTD, DSIF et NELF. Activation de la transcription du gène.
Chez les bactéries, IHF ?
Lie des sites d’ADN en le courbant, ce qui facilite l’action à distance.
Si un enhancer active un gène spécifique à 100 kb, qu’est-ce qui l’empêche d’activer d’autres gènes dont les promoteurs sont situés dans le rayon d’action de l’enhancer ?
Éléments désignés isolateurs contrôlent les actions des activateurs.
Lorsqu’il est présent entre un enhancer et un promoteur, l’isolateur ?
Inhibe l’activation du gène induite par l’activateur.
Ne répriment pas directement promoteur ni activateur, mais la communication entre eux.
Quels sont les gènes APOs ?
APOA1, C3, A4, A5 : exprimé dans foie et intestin, essentiels au métabolisme et redistribution des protéines et des lipides, constituants des HDLs.
Comment agit le CTCF ?
En association avec la cohésine, il se lit aux isolateurs AC2 et AC3. Cela forme deux boucles qui rapproche enhancer des promoteurs, mais bloque leur fonction. Réprime la transcription.
La régulation de certains groupes de gènes nécessite régions de contrôle d’un locus (LCR), par exemple ?
Les gènes globine (5) humaine : exprime globule rouge adultes et précurseurs globules rouge lors du développement. LCR agit sur les 5 gènes.
Intégration du signal ?
Chaque signal est transmis au gène par un régulateur distinct.
Synergie ?
L’effet de 2 activateurs agissant ensemble est + grand que la somme se chacun agissant seul.
Synergie peut résulter de ?
- Multiples activateurs recrute une seule composante de la machinerie transcriptionnelle.
- Multiple activateurs recrutent chacun un composant différent.
- Multiples activateurs s’entraident pour lier leurs sites à proximité du gène qu’ils contrôlent.
= COOPÉRATIVITÉ
La liaison d’une protéine à son site peut faciliter la liaison d’une autre protéine à proximité de 4 façon, lesquels ?
- Interaction entre les 2 protéines
- 2 protéines en recrutent une 3ème
- Liaison d’une protéine à son site aide la seconde à se lier à son site
Coopérativité et gène HO ?
Exprimé dans les cellules seulement à certains moments du cycle cellulaire : communiquer via 2 activateurs : Swi5 et SBF.
Swi5 lie ?
Plusieurs sites à une certaine distance du gène Ho, mais trop éloigné.
SBF ne peut … ?
Lier ses sites sans aide.
Swi5 recrute ?
Modificateurs de nucléosomes qui agissent sur sites SBF. Permet à SBF de lier ses sites et active la transcription du gène HO.
Le gène de l’interféron-beta est activé lors … ?
infection virale.
Le gène de l’interféron-beta cible 3 activateurs, lesquels ?
NF-kB, IRF et Jun/ATF.
Que forme l’enhanceosome ?
NF-kB, IRF et Jun/ATF liés de manière coopérative + HMGA1 (le déplit) + coactivateur CBP.
Une caractéristiques frappante de l’enhanceosome ?
Chaque pb ADN enhancer est impliquée dans liaison activateurs. Explique comment HMGA1 ne peut pas se lier : manque de place.
Contrôle combinatoire ?
Signal commun entre deux gènes.
Comme les activateurs, les répresseurs peuvent recruter des modificateurs de nucléosomes (4) ?
- Compétition
- Inhibition du DA
- Répression directe
- Répression indirecte
Ex : Répression du gène Gal1 ?
Contient un site auquel s’accroche Mig1.
Présence de glucose : Mig1 réprime Gal1, recrute Tup1 qui forme un complexe de répression.
Deux modèles de répression Tup1 ?
- Recrute histones désacétylases
- Inhibe initiation directement à la machinerie transcriptionnelle.
Les signaux sont communiqués aux voies transcriptionnelles par ?
Les voies de transduction du signal (ligand).
Ligand initiateur ?
Détecté par récepteur de surface cellulaire. Permet d’envoyé le signal à l’intérieur de la cellule par cascade de protéines kinases.
La voie STAT ?
Ligand - rapproche deux chaines du récepteur - kinases phosphorylent domaines intracellulaires - sites reconnus par STAT - phosphorylation STAT - dimérisation STAT - noyau pour lier ADN.
Les signaux contrôlent aussi l’activité des régulateurs, comment ? (2)
- Une région activatrice est démasquée : un changement conformationnel de l’activateur la révèle ou relargue protéine qui la masque. Ex. Gal80
- Transport dans noyau : dans le cytoplasme on retrouve ACT et RÉPR inactifs, ligand de signalisation induit une migration vers le noyau.
Transport dans noyau : exemple de NF-kB par IkB ?
Dimère NF-kB maintenue inactif dans cytoplasme par IkB.
Ligand ative kinase IKK - phosphoryle IkB - manque IkB libère NF-kB.
Recrutement par fragment ?
DLA + région activatrice séparés, on doit recruter l’ensemble sur l’ADN pour former l’activateur.
Action des récepteurs nucléaires :
Glucocorticoides (GR) en absence de ligand ?
GR maintenu dans cytoplasme par interactions avec Hsp90 et HSP70.
Action des récepteurs nucléaires :
Glucocorticoides (GR) en présence de ligand ?
Libère récepteur et migre vers noyau.
Action des récepteurs nucléaires :
Glucocorticoides (GRE) répresseur ?
Lie histone désacétylase (HDAC).
Action des récepteurs nucléaires :
Glucocorticoides (GRE) activateur ?
GR lie histone acétylase (CBP).
