Régulation globale partie 1 Flashcards
Relier
1/ Régulation globale
2/ Régulon
3/ Stimulon
A/ ensemble de gènes et opérons qui répondent à un régulateur commun. Ils peuvent faire partis de plus qu’un régulon.
B/ souvent les régulons se chevauchent dans leurs réponses aux conditions variables de l’environnement. L’ensemble des régulons qui sont induits par un signal de l’environnement particulier est appelé stimulon.
C/ régulation de plusieurs gènes et opérons afin de répondre à un signal de l’environnement.
1C-2A-3B
Enumérer des régulateurs globaux (5)
- facteurs σ
- ARNs
- système à 2 composantes
- activateurs/répresseurs
- petites molécules
Qui suis-je?
Il coordonne l’expression des gènes impliqués dans l’utilisation des sources de carbone et d’énergie. Il est l’un des plus gros systèmes de régulation global chez les bactéries G-.
Catabolite Activator Protein (CAP) et cAMP
Vrai ou faux
La régulation catabolique permet aux cellules d’utiliser la meilleure source de carbone possible.
Vrai
Vrai ou faux
La cellule utilise directement le glucose.
Faux, besoin de convertir en glucose-6-phosphate pour entrer dans la glycolyse
Que signifie “l’effet glucose va générer une croissance diauxique”?
La cellule va d’abord utiliser le glucose même si il y a une autre source de carbone dans le milieu (meilleur rendement ATP).
Une fois épuisé, délais de croissance puis utilisation de l’autre source en carbone à un taux plus faible de croissance.
Vrai ou faux
Le système cAMP-dépendant est commun à toutes les bactéries
FAUX
seulement chez les bactéries entériques, incluant E.Coli
Compléter
Plus la quantité de glucose …., plus la quantité d’AMPc ….
+ glucose augmente, + AMPc diminue
==> AMPc élevé quand le milieu contient une source de carbone pauvre (ex: lactose, maltose)
Quelle enzyme contrôle l’AMPc?
A partir de quoi est synthétisé l’AMPc?
adénylate cyclase
synthèse à partir d’ATP
Quel gène code pour l’adénylate cyclase:
- cya
- crp ?
gène cya
gène crp code CAP
Le système PTS intervient dans quel mécanisme de régulation ?
Quel est son rôle ?
Régulation glucose/AMPc
PTS = transporteurs de sucre dans la cellule
Nommer une protéine du système PTS.
Décrire son fonctionnement
Protéine IIAGlc
Forme phosphorylée IIAGlc-P active l’adénylate cyclase.
IIAGlc-P obtenu par transfert de phosphate de PEP vers protéine Hpr. Phosphate de Hpr-P transféré à IIAGlc
SI le taux de glucose est élevé, la forme de la protéine IIAPGlc est phosphorylée ou non-phosphorylée ?
Non-phosphorylée puisque si bcp de glucose, bas niveau d’AMPc donc pas besoin activation adényalte cyclase par forme phosphorylée de la protéine.
Nommer la fonction de la forme IIAGlc lorsque présence glucose
Comment appelle-t-on cet effet ?
inhibition de perméases de sucre
= empêche l’entrée de sucre dans la cellule lorsque source de carbone riche dans le milieu
C’est l’effet “exclusion d’inducteur’
Quelle est la cible directe de l’AMPc?
Qu’induit leur interaction ?
Cible directe : activateur CAP
Interaction active les promoteurs catabolite-sensibles via interaction avec ARNpol.
Quels opérons appartiennent au régulon CAP?
lac, gal, ara, mal
Vrai ou faux
CAP est uniquement un activateur.
faux
c’est aussi un répresseur
Vrai ou faux
CAP n’a pas besoin de l’AMPc pour interagir avec son site d’attachement sur l’ADN
faux, seulement lorsque liée à AMPc
==> donc seulement lié lorsque bcp AMPc
Quelle est la caractéristique des promoteurs de classe I dans la régulation CAP-AMPc ?
donner exemple
dimère CAP-AMPc contacte domaine C-terminale de s-u α de ARN Pol
=> formation complexe fermé (meilleure interaction ARNpol/promoteur)
ex: promoteur lac
Quelle est la caractéristique des promoteurs de classe II dans la régulation CAP-AMPc ?
donner exemple
Site d’attachement du dimère chevauche site attachement ARNpol
= interaction avec domaine N-term s-u α ARNpol
= complexe ouvert
ex: promoteur gal
Le site d’attachement de CAP-AMPc sur l’opéron ara est plus ou moins en amont par rapport aux promoteurs classe II chez gal ?
Quelle en est la conséquence ?
Encore plus amont
Permet AraC d’être entre site CAP et site ARNpol
Quelles sont les 2 conditions pour l’activation des opérons catabolite-sensibles ,
- meilleure source carbone que glucose doit être absente
- inducteur de l’opéron doit être présent
Si absence de glucose et présence lactose;
- niveau AMPc ?
- expression opéron lac ?
niveau AMPc élevé
lac exprimé (car LacI ne peut interagir avec promoteur)
Si glucose +, lactose +:
- niveau AMPc ?
- expression opéron lac ?
niveau faible AMPc
pas expression opéron car promoteur pas activé par niveau CAP-AMPc
Si glucose +, lactose - :
- expression opéron lac ?
répression maximale
Si glucose -, lactose- :
- niveau AMPc?
- expression opéron lac ?
Niveau élevée AMPc -> permet attachement CAP-AMPc
si lactose -, LacI interaction avec opérateur
=> aucune expression
Définir des mutations pléiotropiques
des mutations affectant plusieurs opérons
Quel milieu utiliser pour isoler des mutants cya et crp ?
milieu solide indicateur tétrazolium
Il est plus probable d’obtenir deux mutations inactivant cya+crp ou plus probable une mutation dans cya ou une mutation dans crp ?
Une mutation dans l’un ou dans l’autre
Relier
contexte : mutation dans région promotrice opéron lac affectant activation par CAP - AMPc
1/ mutation classe I
2/ mutation classe II
3/ mutation classe III
A/ deux paires de bases dans -10 sont changées : promoteur + fort = aucun besoin CAP-AMPc
B/ inactive site interaction CAP : promoteur inactif en permanence
C/ affaiblit la force du promoteur et sa réponse à CAP-AMPc
1B - 2C - 3A
Que permet le système à 2 hybrides ? Chez quel type de bactérie est-il retrouvé ?
Permet de détecter des interactions entre deux protéines in vivo
Chez G-
Vrai ou faux
La régulation chez les G+ utilise aussi AMPc
Faux
répression catabolique fait par mécanisme de répression et non d’activation comme chez les G-
Quelle est la protéine répresseur chez G+? Sa cible ?
Ccpa
se lie aux site opérateurs cre (situés dans promoteur de gène impliqués pour utilisation source carbon)
Les gènes (activés/réprimés) par Ccpa ont leur site cre (chevauchant/en amont) du promoteur
activés/en amont
réprimés/chevauchant
L’interaction ADN/Ccpa dépend de quelle protéine ?
Comment est-elle régulée ?
Dépend de Hpr phosphorylée à résidu sérine spécifique
+ glucose ; + FBP (fructose1,6biP) ; + Hpr phosphorylée ; + Hpr-S-P/Ccpa interagit avec sites cre
Décrire système à 2 composantes (fonctionnement et intérêt)
intérêt : Permet une réponse adaptative aux stimuli de l’environnement via changement d’expression génique.
fonctionnement :
- senseur localisé dans la membre (activité histidine kinase)
- régulateur transcriptionnel cytoplasmique (phospohorylé sur aspartate)
Vrai ou faux
Le système à 2 composantes est retrouvé chez toutes les bactéries
Faux
seulement chez les procaryotes
Quelles sont les sources possible d’azote pour bactéries ?
5
Ammoniaque NH3 Nitrate NO3- acides aminés bases dans nucléotides Azote atmosphérique N2
Vrai ou faux
La glutamine est synthétisée par l’ajout d’un NH3 au glutamate ?
Vrai
Compléter
Moins il y a de NH3, …. la cellule a besoin de glutamine synthétase
Plus la cellule a besoin de glutamine synthétase
car NH3 doit être incorporé par glutamine synthétase vers glutamine
associer les enzymes
1/glutamine synthétase
2/glutamate synthase
3/glutamate déshydrogénase
A/glutamine -> glutamate
B/glutamate -> glutamine
C/ α-cetoglutarate -> glutamate
1B (ajout NH3)
2A (retrait NH2)
3C (ajout NH3)
Quelle enzyme est utilisée lors de fort taux en NH3 ?
enzyme glutamate déshydrogénase
ajoute directement NH3 à α-ceto pour donner glutamate
=> croissance rapide
Que contrôle le système Ntr ?
les gènes impliqués dans l’assimilation de l’azote
permet de ne pas gaspiller énergie à synthétiser inutilement enzyme pour utiliser les aa comme sources d’azote quand NH3 dispo
Chez G-, l’operon glnA-ntrB-ntrC est responsable de …?
responsable de la synthèse de glutamine synthétase en fonction NH3 dispo dans milieu.
Rôle de NtrB/NtrC ? caractéristique ?
Régulent opéron
Est un système à 2 composantes:
- NtrB senseur membranaire
- NtrC régulateur transcriptionnel cytoplasmique
Dans système Ntr, déterminer forme de protéine PII en fonction des conditions :
azote limitant -> faible glutamine -> ???
azote excès -> glutamine élevée -> ???
limitant / ajout de UMP à PII = PII-UMP
excès / Enzyme GlnD enlève UMP de PII
Quelle est l’action de PII sur NtrB ?
dans quelle condition PII est sous forme libre ?
condition où azote en excès
PII inhibe activité kinase de NtrB => pas d’activation de l’operon glnA-ntrB-ntrC
Combien de promoteur contrôle l’operon glnA-ntrB-ntrC ?
Le(s) nommer
3
P1 (assure quantité glutamine minimale à l’enzyme glutamine synthétase) : contrôlé par σ70
P3 : contrôlé par σ70
P2 (le + fort): contrôlé par σ54
Vrai ou faux
Les séquences promotrices reconnues par σ70 et σ54 sont les mêmes
Faux
σ70: -35/-10
σ54 : -24/-12
NtrC est composé de combien de domaines ?
Quels sont-ils?
3 domaines
- N-terminal, régulé via phospho sur aspartate
- domaine central, activité ATPase masqué par domaine N lorsque non-phosphorylé
si phospho = permet passage au complexe ouvert - domaine C-terminal, permet interaction NtrC/séquence UAS
PII est codé par quel gène dans la régulation de l’assimilation de l”azote ?
Quel effet si ce gène est muté ?
gène glnB
si muté, attachement UMP/PII impossible par GnlD
PII empêche donc autophosphoryaltion de NtrB
aucune activation opéron glnA-ntrB-ntrC
Dans régulation assimilation azote,
glnL correspond à ?
NtrB
si muté, l’inactivation de NtrB pas complète
