RENEO 4 Flashcards
QUELLES EST LA STRUCTURE DE LADN
L’ ADN (= Acide Désoxyribonucléique) est une molécule bicaténaire organisée en double hélice
dextre (s’enroule sur la droite).
De quoi ladn est elle constituer
Molécule qui peut être particulièrement longue (dépend des espèces), elle correspond à
l’association polymère de nucléotides, et est constituée de deux chaînes hélicoïdales anti
parallèles (brin 3’
-5’ et brin 5’
-3’) enroulées autour d’un axe commun
Pourquoi Ladn est elle indispensable pour la vie cellulaire
Indispensable à la vie cellulaire car les molécules d’ ADN contiennent les informations
nécessaires à la synthèse de toutes les protéines structurales et enzymatiques
Quels element distingue un nucleotides de l’autre
Le seul élément qui distingue un nucléotide d’un autre est sa base.
o Il existe 4 bases azotées différentes : l’ Adénine (A), la Guanine (G), la Cytosine
(C) et la Thymine (T).
A quoi est du la structure de ladn
Cette structure de l’ ADN est dû au fait qu’il s’établit des liaisons chimiques entre les bases.
Ces quatre bases suivent un système d’appariement exclusif :
Combien fait un pas d’hélice et combien de nucleotides contient telle
Le Pas de l’hélice d’ ADN est de 3,4nm et contient 10 paires de
désoxyribonucléotides distant de 0,34nm
Le diamètre extérieur de la molécule d’ ADN ?
Le diamètre extérieur de la molécule d’ ADN est de 2nm
De quoi depend la longueur de ladn
Longueur de l’ ADN dépend des espèces :
o Pour une bactérie comme l’Escherichia Coli : 1mm de long
; contient 4 x 104 paires de bases
o Pour les spermatozoïdes : 1m de long ; contient 109 paires de
bases
(Si on met les 23 chromosomes bout à bout)
Comment on fait pour faire rentrer l’information génétique dans le volume restreint qu’est le noyau d’une cellule,
il faut que l’ ADN soit associé à des protéines pour se condenser . L’ ADN a une taille de 2nm de
diamètre mais quelques 10aines de cm de longueur . Pour cela :
Par quoi est protégée ladn
L’ ADN est en quelque sorte protégé dans la chromatine car l’ ADN est associé de manière
quasi- permanente à des protéines spécifiques qui sont les histones.
Quelque les histone
Les histones ont une forme de petit cylindre autour duquel la molécule d’ ADN va s’enrouler
un très grand nombre de fois pour permettre sa condensation.
Qu’esquinté nucleosides
Ces structures sont ce qu’on appelle des nucléosomes = assemblage de 8 histones (2 fois 4
protéines différentes = Octamère)
Que permet l’histone de type h1
’histone de type H1 (=Linker histone) permet de regrouper des nucléosomes et aboutir à
leur agrégation = Permet la formation de solénoïdes.
QUE PERMET LA CONPACTION d ladn
Cette compaction permet le passage d’une fibre de 2nm de diamètre (ADN actif) à une
fibre de 30 nm (ADN inactif)= condensation qui permet l’entrée de l’ ADN dans le noyau
Que reflète le degrés de compactions de ladn
e degré de compaction de l’ ADN reflète aussi l’activité de ce dernier . En effet, pour permettre
la synthèse des protéines, une machinerie complexe va lire la molécule d’ ADN et induire la
formation d’ ARN messager, ou des ARN de manière générale, au cours de la transcription. Pour
assurer la transcription, la machinerie de transcription va dérouler l’ ADN, la détacher des
histones temporairement pour pouvoir la lire et la transcrire.
quand es que ladn est actif
Lorsque l’ ADN est sous la forme d’une fibre nucléosomique (= Structure dite en
« Chapelet de perle ») : ADN actif
Quelle est la taille de ladn condense
A l’inverse lorsque l’ ADN est condensé (= Fibre de 30nm), elle n’est plus accessible à la
machinerie et la transcription ne peut plus se faire
Quelque le cycle cellulaire
Le cycle cellulaire est l’ensemble des évènements suivis par une cellule
entre deux étapes de division cellulaire. Le cycle cellulaire commence
au moment où les cellules se forment à la suite de la division et
s’achève lorsque cette cellule se divise en 2 cellules fille
Difference entre le cycle cellulaire pro cary ôte et le cycle cellulaire eu crypté
Procaryotes : Cycles de divisions cellulaires rapides. Le
chromosome bactérien, ou nucléoïde est sans arrêt en
réplication.
o Eucaryotes : Mécanismes différents où les phases du cycle
cellulaire et celle de réplication sont bien définis, avec des
intervalles de temps eux-mêmes bien définis. Chaque cycle
cellulaire consiste en 4 phases successives : G1, S, G2 et M.
Les deux étapes du cycles cellulaire chez les pro cary ôtes et chez les eucaryote
On distingue deux grandes étapes :
o Interphase : Constituées par les trois première phases (G1, S
et G2)
o Mitose : Caractérisée par la disparition de l’enveloppe et
l’apparition des chromosomes.
Qu’esquinté caractérisée la phase s
La phase S étant le moment où la quantité d’ ADN double
Quels sont les fonctions de la regulations du cycle cellulaires
Respecter l’ordre des phases
• Assurer l’ordre de succession des 4 phases du cycle
• Avant le passage à la phase suivante : points de contrôle
♦ Surveillance de l’ ADN (maintien du patrimoine génétique, exactitude
de la réplication de l’ ADN)
Quels est le but de l’expérience de fusion cellulaires
But : Savoir si une cellule contient un facteur de stimulation d’une étape du cycle
Qu’elle est le role de la MPF
Le MPF est un facteur universel présent chez tous les eucaryotes de
la levure à l’Homme (découvert en 1971 et structure déterminée en
1988).
♦ MPF = Mitosis Promoting Factor ou M-Phase Promoting Factor
♦ Facteur qui permet de faire entrer une cellule en phase G2 en phase
M
Quelle est la structure de la mpf
C’est un complexe constitué de 2 protéines :
♦
o Une sous-unité kinase (enzyme) : cdk1
o Seconde sous-unité : la cycline B.
o L’activité de la kinase est régulée par la cycline
Le cdk1 est une protéine kinase rebaptisé Cyclin-dependant protein
kinase 1 (il existe d’autres types de cdk)
Que se passe til lorsque la cellules est en phase G1
Lorsque la cellule est en phase G1, la cellule a besoin d’être
stimulée par des facteurs extérieurs (les facteurs de croissances)
nécessaires pour que la cellule continue son cycle.
Y’a til des cellules des cellules qui sortent du cycles
Certaines cellules peuvent potentiellement sortir du cycle
cellulaire et entrer dans une phase de quiescence nommée G0.
o La cellule n’est pas morte mais elle ne se développe plus
Jusqu’en les cellules en phase G1 nécessite des facteur de croissances
: Les cellules en phase G1 nécessitent des facteurs de
croissances jusqu’au point de contrôle
Que se passe til avnt le passage en phase s
Avant le passage en phase S, a lieu une phase de vérification :
o Cellule suffisamment volumineuse (passage d’une cellule
mère à 2 cellules filles plus petites)
o Environnement favorable
Lors de la fin de la phase s que se passe till
: Mise en place de la phase S, phase durant laquelle de l’ ADN
est synthétisé. Présence de mécanismes de contrôle, pour s’assurer
que :
o L’ ADN est correctement dédoublé = Molécules
obtenues identiques aux molécules parentales
o Si présence d’erreur, des systèmes de correction existent
6 : Si les systèmes de réparation se trouvent débordés, il y aura
un phénomène d’apoptose. La cellule meurt plutôt que de
transmettre de l’information génétique erronée.
Que se passe til lorsque la cellules passe en phase G2
C’est le passage en phase G2, au cours de laquelle il y a là
aussi des mécanismes de contrôles visant à vérifier que :
o Tout l’ ADN est répliqué
o Vérification de l’intégrité de l’ ADN
o L’environnement est favorable
o La cellule est suffisamment volumineuse
o Il y a suffisamment d’éléments pour préparer la
division cellulaire, en particulier les éléments du
cytosquelette.
Caractéristique de la phase de mitose
Entrée en phase de mitose
o Présence d’un point de contrôle qui permet de vérifier
que tous les chromosomes sont alignés sur le fuseau
mitotique
o Permet de s’assurer que chacune des cellules filles partent
avec la même quantité de chromosomes (Donc la moitié
de la quantité présente en G2)
Quesque la Cdki
Cyclin-dependant protein kinase inhibitors
♦ Ce sont des inhibiteurs endogènes des complexes cycline CdK qui bloquent
ou ralentissent le cycle cellulaire.
Cite moi les different type de cdki et la ou elle agissent
l en existe plusieurs types :
o Phase G1 : Intervention de P16 et P21
o P27
o Phase S : Intervention de P21
De quoi est issus la MPF
♦ Pour rappel, le MPF est issu de l’association de :
o Cdk1
o Cycline B
Quellle est lexpression des ss unite de la MPF
o Cdk1 est exprimée de manière permanente
Tandis que l’expression des cyclines B est temporaire et cyclique
o Ainsi lorsque la quantité de cycline B est suffisante elle va
s’associer à Cdk1 = MPF actif
o De plus lors de la dégradation de la cycline B, le MPF deviendra
inactif
Comment se fait la condensations des chromosomes
Condensation des chromosomes par phosphorylation des histones H1
permettant une ségrégation équitable des chromosomes dans
chacune des deux cellules
Qu’esque les L’amine et De quoi sont responsable
Désorganisation et dépolymérisation des lamines (éléments du
cytosquelette).
oLes lamines sont responsables de la désorganisation de l’enveloppe
nucléaire déclenchée par le MPF
o C’est une étape nécessaire à la bonne ségrégation des chromosomes
Que permet la désorganisations du RE
Désorganisation du RE et du Golgi
o Permet une ségrégation dans les deux cellules filles. Agit également sur des inhibiteurs qui vont limiter la traduction et la
transcription pendant la mitose Agit sur le cytosquelette, notamment sur les microtubules et l’actine
o Permet un réarrangement du système microtubulaire et la
formation du fuseau de division
Comment répartir son information génétique, de manière identique dans chacune des cellules filles
Tout ceci va avoir lieu durant les différentes phases de la mitose à savoir :
o Prophase
o Prométaphase
o Métaphase
o Anaphase
o Télophase
➔
Comment est caractérisé prophase
Phase la plus longue, qui dure au moins la moitié du temps de la mitose
o Dû au fait que c’est durant cette phase que la chromatine diffuse se
condense sous forme de chromosome
♦ La chromatine étant condensé, l’ ADN ne sera plus accessible
aux machineries transcriptionnelles
o = Arrêt des transcriptions
Quels sont les étapes de la. Prophase
1 : Condensation de la chromatine en chromosome
✓ Atténuation progressive de la transcription du fait
de l’inaccessibilité de l’ ADN
2 : Parallèlement le fuseau de division, composé de tubuline et des
protéines qui y sont associés, se met en place.
✓ Les centrosomes qui se sont dédoublés pendant la phase S et qui
étaient restés collés pendant la phase G2, vont se séparer et s’éloigner l’un de
l’autre
✓ Des fibres, appelées microtubules, vont rayonner à partir des
centrosomes : parmi celles-ci, les microtubules polaires vont permettre aux
deux centrioles de rejoindre les 2 pôles de la cellule en milieu/fin de prophase
3 : En fin de prophase : Fragmentation de l’enveloppe nucléaire en
petites vésicules du fait du MPF
Quesque la promethaphase
Phase relativement courte mais fondamentale pour le bon déroulement de
la mitose
♦ Commence par la disparition complète de l’enveloppe nucléaire.
♦ De plus, les organites, que sont le RE et l’appareil de Golgi, se sont
désagrégés sous forme de petites vésicules, ce qui permettra une
séparation
facilitée dans les deux cellules filles
Les étapes de cette promethaphase
L’enveloppe nucléaire n’existant plus, les chromosomes vont entrer en
contact avec les microtubules kinétochoriens au niveau des
kinétochores des chromosomes.
o Kinétochore = Assemblage protéique sur les chromosomes, en forme de
lamelle de plusieurs couches permettant la liaison avec des microtubules
♦ Ces microtubules kinétochoriens d’un des deux pôles sont capables de
s’allonger ou de se raccourcir, c’est-à-dire de se polymériser ou de se
dépolymériser pour aller s’accrocher aux kinétochores des chromosomes,
ce qui créé une forme de pontage entre le chromosome et un centriole :
♦ Les microtubules vont d’abord s’accrocher d’un côté (=
Attachement unipolaire)
♦ Puis, les MT kinétochoriens de l’autre pôle vont également se fixer au
chromosome (= Attachement bipolaire, c’est-à-dire au niveau des
deux pôles)
♦ Le nombre de microtubules qui se fixent sur un kinétochore dépend
des espèces. Chez les mammifères : environ 30
♦ Une fois les kinétochores accrochés de façon bipolaire, déplacement des
chromosomes vers le plan médian (la plaque métaphasique) de la
cellule grâce à la polymérisation/dépolymérisation des MT
kinétochoriens.
o = Permet de préparer la métaphase durant laquelle tous les chromosomes
devront être aligné
La methqphase etapes
Alignement des centromères et des centrosomes sur le plan équatorial.
♦ Point de contrôle : Vérification de l’attachement et de l’alignement des chromosomes
permettant une répartition équitable entre les 2 cellules filles.
Étapes de lanaphase
Durant cette phase, grâce à des enzymes, il y a rupture des cohésines, qui sont
le matériel maintenant les chromatides ensemble.
♦ Ensuite, les microtubules kinétochoriens se dépolymérisent (= se raccourcissent)
o Entrainent les chromosomes vers les pôles de la cellule
o Au final, à chaque pôle, chaque chromosome sera constitué d’une seule chromatide
o = C’est l’anaphase A
♦ Durant l’anaphase B :
o La cellule qui était ronde va s’allonger ce qui permettra ensuite de séparer
cette cellule en deux
o Formation sur le plan médian d’un sphincter grâce à des protéines contractiles
(actine-myosine). Cela va provoquer un étranglement de la cellule.
➔ Permet d’amener la télophase
Étapes de la telophase
Définitions de la méiose
Division particulière qui touche spécifiquement un type de cellule et qui
conduit à la formation de gamètes mâles (spermatozoïdes) et gamètes
femelles (les ovules).
♦ Phénomène régulateur préalable à la fécondation
♦ Nous avons un système de cellules qui sont diploïdes.
✓ Lors de la fécondation, fusion des gamètes devant être modifiées
au préalable pour avoir un génome de type haploïde, puisque
l’œuf fécondé contient la moitié de l’information venant du père et
la moitié venant de la mère.
Explique moi la méiose 1
Méiose 1 : après la duplication en phase S, les chromosomes
subissent la première division (=Division réductionnelle) qui permet
de séparer les chromosomes en 2 lots
• Passage de 2N chromosome à N chromosome : On va donc
se retrouver avec 2 cellules haploïdes, avec des
chromosomes contenant 2 chromatides mais chacune des
cellules contient N chromosomes. Ces cellules ne vont pas
rentrer dans une phase de réplication mais subir une
nouvelle division.
Étapes de la méiose 2
Méiose 2 : la 2ème division (=division équationnelle) permet le
passage des cellules à N chromosome de 2 chromatides à 1
chromatide
• La durée et le nombre de phases de la division équationnelle
dépend des espèces
➔ On obtient alors 4 cellules haploïdes différentes, à l’origine
de la diversité du patrimoine génétique.
♦ En effet, au cours de la prophase 1, il peut y avoir des enjambements ou
« Crossing-Over » qui consiste en un échange de morceaux de chromosomes
entre des chromosomes homologues
♦ Ceci va permettre d’obtenir des chromosomes différents.
Les 5 étapes de la prophase 1
Condensation de la chromatine avec 4 sous-phases successives, dont le
nom est lié à l’aspect du chromosome pendant ces 4 sous-phases :
o Leptotène :
✓ Rapprochement des chromosomes homologues o
Zygotène :
✓ Formation du complexe synaptonémal
(=complexe protéique non-histone qui va lier les deux
chromatides sur la quasi-totalité de la longueur du
chromosome)
o Pachytène :
✓ Phase relativement longue
✓ Condensation et raccourcissement des chromosomes.
✓ C’est à ce stade que peut subvenir les crossing-over et
que les chromosomes prennent le nom de tétrades
o Diplotène :
✓= Désassemblage
✓ Les paires de chromosomes homologues se séparent
en 4 chromatides avec désagrégation du complexe
synaptonémal.
✓ Les chromatines peuvent rester attachées en un ou
plusieurs points par des chiasmas, qui correspondent aux
zones d’enjambement ayant lieu au pachytène
o Diacinèse :
✓ Etape au cours de laquelle il va y avoir séparation
des deux chromosomes qui vont migrer vers la périphérie
♦ C’est très différent par rapport à une mitose classique car dans la mitose
classique ce sont les deux chromatides de chaque chromosome qui vont
aller dans la cellule fille.
♦ Ici lors de l’anaphase 1, les deux chromatides restent associés, c’est le
chromosome qui va partir pour donner des cellules avec un nombre
haploïde de chromosomes : les 4 chromatides ont des séquences
différentes grâce aux crossing over .
Caractéristiques du coter apicale du domaines membranaire
Microvillosités :
➢ Isolés
➢ soit au contraire très nombreuses à la surface : les plateaux striés
ou des bordures en brosses
- Stéréocils
- Cils vibratiles
- Et dans certaines cellules, des flagelles
Organisations des des stereocils
On trouve ici, dans ces stéréocils un certain nombre de protéines
notamment :
- la myosine VIIa
- l’actine
- la stéréociline
Il existe également une protéine : la vézatine qui est une molécule
transmembranaire
En quoi les système de stereocils sont important
Ces systèmes de stéréocils sont importants car, en réalité, ils sont
potentiellement immobiles, mais peuvent être animées de
mouvements, par les liquides qui vont être à leur contact
En quoi le déplacement des liquides est important pour les stereocils
Le déplacement de ces liquides va provoquer une modification de
l’orientation des stéréocils, et cette modification de l’orientation des
stéréocils va provoquer l’ouverture de canaux permettant l’entrée d’un
certain nombre d’ions à l’intérieur de la cellule ce qui va provoquer des
changements et de la conduction de signaux
Quesque les microviolliosite
Expansions cytoplasmiques en doigt de gants cylindriques
- Longueur variable, en général toujours < 1 micromètre de longueur
- Diamètre régulier de l’ordre de 0 ,1 micromètres
- Expansions limitées par la membrane plasmique et contiennent un axe
formé de micro filaments d’actines
- Sur cet axe formé d’actines, sont fixées des protéines qui lient cet axe
à la membrane plasmique
- Sont distantes les unes des autres, observées sur presque toutes les
cellules
- Leur forme sont en général irrégulières
Cependant, groupées sous forme de bordure en brosse, ces
microvillosités sont très régulières pour un type de cellules données et
recouvrent en général toute la surface apicale de la cellule
Quelles l’organisations des microvillositer
10aine à 50 microfilaments d’actine qui sont regroupées sous forme
de faisceaux
- Les microfilaments sont reliées entre eux par un certain nombre de
filaments de protéines associées à l’actine :
➢ Les ABP (actine binding protein) (cf. cours de cytosquelette)
Que peut on trouver à l’intérieur des microvillositte
On peut voir dans les microvillosités des faisceaux au bout des
microfilaments. Dans ces faisceaux, les micro filaments d’actines qui
sont reliées par :
➢ La villine et de la fimbrine
- Ces faisceaux sont eux-mêmes reliés à la face interne de la membrane
grâce à des complexes qui sont constitués de :
➢ calmoduline : une protéine appartenant à la classe des myosines
Que peut on trouver sur la partie supérieur des faisceaux d’actinies constituant les microviossite
Enfin la partie supérieure de ces faisceaux d’actines, est engluée dans
une masse protéique comportant une myosine particulière :
➢ Myosine de type V
En quoi ces faisceaux d’actinies sont important
Ces faisceaux sont extrêmement importants puisqu’ils servent à
maintenir la forme de la microvillosité, ces microvillosités permettent
de multiplier la surface membranaire, ce qui permet d’augmenter
considérablement la surface d’absorption ou de transport
Quels est l’organisations principal des cils et des flagelles
Nous allons voir que ces structures ont des organisations extrêmement complexes et qui sont
constitués essentiellement de microtubules
Quesque les cils et les flagelles
Expansions cytoplasmiques qui sont mobiles (contrairement aux
précédentes),
De quoi sont constituer les cils et les flagelles
le principale composant :
➢ axonème
Axonème : assemblage complexe de microtubules,
A quoi sert ses extensions cytoplasmique
Ces structures sont capables de mouvement ondulants qui font circuler
les liquides extracellulaires qui sont à leur contact donc à la surface des
cellules
On trouve ces structures à la surface de cellules, notamment les
épithéliums des voies respiratoires, mais aussi sur certain tubes des
voies excrétrices du testicule
Quels sont les différentes regions de ces cils et flagelles
En général, ces cils, flagelles, sont constituées de différentes régions :
o Tige
o Zone de transition
o Un corpuscule basale
o La racine ciliaire
Quels est la taille des cils flagelles et leur diamètre
5 à 10 microns
- Diamètre de 0,2 microns (dépendants des types cellulaires concernés)
- Délimitée par une membrane plasmique et est composée d’une
matrice et d’un axonème
Quesque axoneme
L’axonème étant un ensemble de 11 tubules longitudinaux rectilignes
et parallèles les uns aux autres
Combien de tubules dans les axonemes et en combien sont t’ils divises
Ces 11 tubules, sont divisées en 2 groupes :
➢ 1 paire de microtubule centraux de 20nm de diamètre à paroi
épaisse 5-7nm
➢ 9 doublets de microtubules périphériques disposées autour de
la paire centrale.
Le diamètre de chaque tubule A et B est de 18-20 nm, chaque doublet
étant séparé de ses voisins, d’environ 50 nm
De quoi sont constituer les MT A et les MT B
Les MT A sont plus proches du centre tandis que les B sont plus vers
l’extérieur
Les MT A portent 2 bras constituées d’une protéine : la dynéine
Les MT B et les MT A sont associés en doublets, ils ont donc une paroi,
qui est une paroi commune
De quoi sont constituer les paroi des MT centraux et périphérique
La paroi des MT centraux et périphériques est constitués de
protofilaments, qui sont des dimères de tubulines alpha , beta
Combien de protofilament dans les doublets perepherique et centraux
Les doublets périphériques, contiennent 23 protofilaments 13 A et 10
pour B
Tandis que les centraux contiennent chacun 13
Quesque entoure les MT centraux
Il existe autour des MT centraux, une gaine qui les entoure
Dans quelle régions les MT centraux n’existe plus
Cette zone se situe entre la tige et le corpuscule basal. Dans cette région,
les MT centraux n’existent plus,
Qu’observe ton à l’arrêt des des MT centraux
à l’arrêt des MT centraux, on observe
une plaque basale ou axosome qui joue le rôle de centre organisateur
des MT centraux
Que se passe t’ils dans la zone de flexion de cils
La membrane plasmique y est légèrement différente, en effet, on peut
observer des regroupements de protéines qui caractérisent cette région,
ce qui porte le nom de collier ciliaires (= zone de flexion du cils) et ces
protéines servent à consolider la membrane car c’est la zone qui est
soumise à des contraintes mécaniques fortes : zone de flexion du cils
Comment est organiser le corpuscules basale
Les tubules sont regroupés en triplets (pas doublets) on observe ainsi 9
triplets
Le 3eme tubule est appelé tubule C, situé encore plus à l’extérieur que
le tubule B tandis que le tubule A de chaque triplet est lié au tubule C du
triplet voisin, par une ligne dense
De plus, ces triplets sont liés à la membrane plasmique par des lamelles
protéiques : fibre de transitions
Dispositif classique caractéristique dit « en roue de charrette » du fait de
son aspect
Il existe aussi de la nexine entre les tubules A et C
Quesque la racine biliaire et que se passe til dans cette zones
Partie la plus interne du cils, elle part du corpuscules basal et s’enfonce
dans le cytoplasme plus ou moins profondément (dépend du type
cellulaire)
Dans cette région, les triplets se prolongent mais l’organisation est
encore quelque peu différente
Que contiennent les replis membranaires
Partie la plus interne du cils, elle part du corpuscules basal et s’enfonce
dans le cytoplasme plus ou moins profondément (dépend du type
cellulaire)
Dans cette région, les triplets se prolongent mais l’organisation est
encore quelque peu différente
Conclusions
La structure et la composition des microvillosités
- La structure des stéréocils et leurs fonctions
- L’organisation des cils et flagelles
- La spécialisation de la membrane basale avec ses replis
Quesque le métabolisme
Métabolisme : correspond à l’ensemble des réactions chimiques se
déroulant dans une cellule ou au niveau d’un organisme.
o Elles sont nombreuses, successives et interconnectées.
o Ces réactions sont souvent bien organisées et très régulées.
Quels role joue les enzyme dans les voies métaboliques
Métabolisme : correspond à l’ensemble des réactions chimiques se
déroulant dans une cellule ou au niveau d’un organisme.
o Elles sont nombreuses, successives et interconnectées.
o Ces réactions sont souvent bien organisées et très régulées.
Quesque enzyme
Ce sont des protéines ayant une activité de catalyse spécifique d’une
réaction chimique : elles catalysent spécifiquement une réaction du
métabolisme de l’être vivant.
Existe t’ils des ARN ayant une activité catalytique
Oui
Quesque la catalyse
La catalyse est l’augmentation de la vitesse d’une réaction physico-chimique.
Elle se fait grâce à un catalyseur.
Quel ordres d’accélérations des reactions
Les enzymes ont le pouvoir d’accélérer la vitesse des réactions d’un
ordre de 10 6 à 1012
Quels sont les conditions de reactions entre 2 reactant
Une réaction entre 2 réactants A + B —> C ne peut se faire que :
♦ Si A et B sont en contact = se rencontrent = proximité des molécules
Les conditions de cette rencontre sont favorables avec 2 paramètres
importants :
☐ L’énergie dégagée lors de cette rencontre doit être suffisante.
☐ L’orientation spatiale des éléments A et B au moment de la rencontre
qui doit être adéquate.
Quesque l’énergie d’activations
C’est une barrière énergétique = barrière d’activation = énergie d’activation=énergie nécessaire pour
que la réaction se réalise :
♦ Elle correspond à l’énergie des molécules lors de leur rencontre (doit être suffisante) et à
la différence entre l’état initial et l’état de transition issue de la rencontre.
♦ Il s’agit de l’énergie nécessaire pour une présentation adéquate des groupes réactionnels et pour
les transformations liées à la réalisation de la réaction.
Comment doit être l’énergie d’activations pour la reactions puise se faire et pourquoi
Elle doit être suffisante pour que la réaction puisse se faire.
♦ L’énergie d’activation influence la
cinétique réactionnelle.
Si elle est importante, la vitesse de réaction est faible. Si elle est faible, la vitesse de réaction est rapide
Les chocs intermoléculaire libérés t’ils tous la meme énergie
Tous les chocs intermoléculaires ne libèrent pas la même énergie. Il y a des chocs qui
vont libérer peu d’énergie, d’autres qui libèrent une quantité moyenne d’énergie (chocs
les plus fréquents) et des chocs qui vont libérer un niveau d’énergie élevé.
Que se passe til si le seuil d’énergie nécessaires est élever
Si le seuil d’énergie nécessaire (énergie d’activation) pour que la réaction se produise
(ΔG≠) est élevé : il y aura peu de chocs intermoléculaires libérant suffisamment
d’énergie pour permettre la réaction.
Quesque la conditions basales que se passe til quant a la proportions des chocs
En condition basale (c’est-à-dire sans catalyse) :
La proportion des chocs associés à un ΔG (variation d’enthalpie) supérieure à l’énergie
d’activation est faible. Par conséquent, la vitesse de formation du produit C (vitesse de
réaction) sera faible.
♦ De manière générale, plus l’énergie d’activation est élevée, plus la probabilité de
rencontre efficace est faible et plus la vitesse de réaction est lente.
Que permet un catalyseur chimique
Avec un catalyseur chimique, l’énergie d’activation nécessaire pour obtenir la
réaction est déplacée vers une valeur plus faible. La droite représentant seuil
d’énergie d’activation est déplacée vers la gauche sur le graphique ici présent.
➢ La catalyse diminue l’énergie d’activation nécessaire.
o Par conséquent, la proportion de chocs qui générera un ΔG supérieur à l’énergie
d’activation augmente car le niveau d’énergie d’activation aura baissé. Ainsi la
vitesse de formation du produit C sera donc augmenté.
Quelles est la principal propriété fonctionnelle dune enzyme
La principale propriété fonctionnelle d’une enzyme est :
o d’augmenter la probabilité de rencontre efficace entre les substrats (A et B) et les
autres molécules intervenant dans la réaction en orientant correctement les
molécules l’une par rapport à l’autre, ce qui va se traduire par la diminution de
l’énergie d’activation nécessaire à la réaction.
A quoi corresponds la vitesse de réactions
La vitesse de réaction correspond à la vitesse de formation de la molécule C. Pour
la connaître, on doit mesurer l’accumulation du produit C en fonction du temps. Plus il y a de rencontre efficace entre A et B par unité de temps, plus la
production de C va être importante et donc plus la vitesse sera élevée.
o Les enzymes sont ainsi à l’origine d’une augmentation de la vitesse de réaction :
accumulation de C en fonction du temps augmente.
Quels sont les propriété communes dun catalyseur
Un catalyseur :
o Ne provoque pas de réaction : elle ne peut pas rendre possible
une réaction qui n’est pas thermodynamiquement réalisable
spontanément.
o Ne modifie pas l’équilibre final de la réaction, il permet seulement de
l’atteindre plus vite.
o Agit à faible dose : c’est-à-dire à une concentration qui sera très
inférieure celle des molécules qui entrent dans la réaction chimique.
o Est récupérable dans sa forme originale, lorsque la réaction est
terminée.
Quels les caractéristique commune au enzymes
Elles présentent une double (grande) spécificité :
o Spécificité vis-à-vis du substrat
o Spécificité vis-à-vis de la réaction catalysée : elles catalysent des
réactions stéréospécifiques
♦ Leur efficacité est plus grande que celle d’un catalyseur chimique ou non
organique : Les enzymes augmentent considérablement la vitesse de
réaction.
Combien de reactions peu catalyser une enzyme
Une seule réaction catalysée par l’enzyme.
Quels est la natures protéiques des enzymes w
Les enzymes sont de nature protéique : on parle soit d’holoprotéine soit
d’hétéroprotéine.
o Holoprotéine : polypeptide constitué uniquement d’AAs.
o Hétéroprotéine : assemblage d’AAs et d’autre éléments
Quels sont les différente partie des enzymes
Une enzyme fonctionne (catalyse) souvent en présence de cofacteur.
♦ Ces cofacteurs sont associés à l’enzyme au niveau du lieu de réaction ou
situé au niveau du site actif de l’enzyme. Chez les hétéroprotéines, la partie protéique de l’enzyme est appelée
« apoenzyme »
Donne moi la definitions de site actif
Le site actif est la partie déterminante pour la fonction de l’enzyme.
♦ Il détermine la spécificité de la réaction catalysée, c’est-à-dire il va
conditionner : la structure du substrat prit en charge et le produit
obtenu.
Quels complexe met en jeu l’actions catalytique
L’action catalytique met en jeu un complexe stéréospécifique formé de substrat
et d’enzyme.
Quels difference entre le poids moléculaires dune enzyme et celui dun substrat
De manière générale, le poids moléculaire des enzymes est très supérieur à celui
de leurs substrats, ce qui a conduit les biochimistes à émettre l’hypothèse d’une
région active restreinte appelée « site actif ».
Quelle partie permet la fixations du substrat sur l’enzyme
Le modèle a donc évolué car on s’est rendu compte que l’ensemble de l’enzyme
n’est pas impliqué dans la réaction. Ainsi, le site actif (schématiquement formée
par un petit nombre d’AAs) est donc une zone très restreinte de l’enzyme et zone
particulière au sein d’une poche hydrophobe qui permet :
o la fixation du substrat: la configuration spatiale de la poche permet l’arrivée
et la fixation transitoire du substrat
o la réalisation de la catalyse
→ Constitué d’AA éloignés dans la séquence primaire mais proche dans l’espace.
Que peut ton distinguer au niveau des sequences primaires d’enzymes
On peut distinguer 2 principaux types d’AAs au sein des séquences primaires de ces
enzymes :
On peut distinguer 2 principaux types d’AAs au sein des séquences primaires de ces
enzymes : dite les moi
La majorité des AAs correspondent à des AAs dits indifférents, autrement dit
ces AAs ne sont pas impliqués dans la fixation du substrat ou dans la catalyse
(ni à la structure du site actif). Ils peuvent être substitués par d’autres AAs sans
que la capacité enzymatique de l’enzyme soit modifiée.
o Les AAs dits contributifs sont importants pour la réaction. Parmi ces AAs on
distingue :
➢ Ceux qui sont liés la conformation spatiale de la protéine (ces AAs
peuvent être tout de fois être éloignés du site actif)
➢ Les AAs situés au niveau du site actif (site de catalyse) pouvant être soit
impliqués dans la fixation du substrat soit impliqués dans la catalyse elle-
même.
Classe d’AAs
intervenant
dans la
catalyse
Il n’y a pas plus d’une dizaine d’AAs impliquées dans la catalyse, de plus ces AAs
sont majoritairement polaires qu’ils soient chargés ou non, par exemple : his , asp,glu,lys,ser,cys,
Quesque la stereospecificite du substrat
La notion de stéréospécificité du substrat est très importante pour la formation des
liaisons adéquates entre le substrat et l’enzyme.
♦ Elles vont constituer le préalable à la réaction catalytique.
♦ Le substrat va être maintenu dans une
certaine position à l’aide de liaisons
chimiques faibles comme des liaisons
hydrogènes ou des liaisons ioniques
permettant la réaction :
Donne moi l’exemple du site actifs de trypsin’s
Exemple du site actif de la trypsine :
o Les AAs au sein d’un site actif peuvent être le lieu d’un réarrangement
électronique à l’origine ensuite du mécanisme réactionnel.
♦ Dans cet exemple (diapo): on a le site actif de la trypsine où l’aspartate qui est en
position 102 dans la séquence primaire va favoriser la captation du proton de la
serine qui est l’AA 195 transférée par l’histidine en position 57.
♦ Ce qui va permettre donc l’activation de la serine qui va pouvoir former une liaison
covalente avec le substrat et permettre l’hydrolyse d’une liaison peptidique.
♦ Donc ici, il faut bien illustrer le fait que les AAs qui sont assez éloignés au sein d’une
séquence primaire peuvent interagir entre eux, au niveau de la conformation
finale de l’enzyme.
Quesque l’ajustement induit
l’ajustement induit = « induce-fit » encore appelé modèle
de Koshland.
♦ L’arrivée du substrat sur le site actif de l’enzyme induit un ajustement de
l’enzyme = induce-fit, il y a alors modification de sa conformation
spatiale nécessaire à son activité catalytique.
Quesque les cofacteur
Les cofacteurs sont des molécules ou de simples atomes qui vont être
directement impliqués dans la réaction enzymatique.
♦ Ils sont présents dans la majorité des enzymes
Il s’agit d’ion inorganique (ex : Mg, Ca) ou bien de molécules
organiques. NB : Quand ces cofacteurs sont des molécules organiques
complexes on parlera de coenzymes.
Tout les enzymes ont til des co facteur
Toutes les enzymes
n’ont pas besoin de cofacteur pour fonctionner par conséquent ils ne
sont pas présents dans toutes les enzymes !
Que font les cofacteur dans les reactions enzymatique
Directement impliqués dans la réaction enzymatique soit pour :
o Transporter ou compléter un substrat
o Accepter un produit
o Participer à la structure de l’enzyme
Quesque co enzymes
Les coenzymes ont des fonctions bien spécifiques mais elles sont souvent partagées par différentes
enzymes, catalysant le même type de réaction (mais les réactions sont distinctes).
Beaucoup de coenzymes ne peuvent pas être synthétisés par les animaux (dont l’Homme). Pourquoi
Ils doivent être fournis par le régime alimentaire, notamment par la consommation de végétaux ou de
micro- organisme qui va permettre d’apporter les précurseurs (très souvent des vitamines) nécessaires à
la formation de ces coenzymes. (VITAMINES = facteurs nutritifs essentiels dont les animaux ont besoin en
quantité minime, sont souvent des précurseurs de coenzyme).
Nommes moi les coenzymes libres et leur spécifite
Nicotinamide adénine dinucléotide
♦ Elle impliqué dans le transfert d’électrons pour de nombreuses réactions
chimiques catalysées par des enzymes : Il existe plus d’une centaine
d’oxydoreductases qui sont connues pour utiliser ce NAD+ comme
coenzyme.
♦ Dans cette réaction qui provient du métabolisme des glucides, l’enzyme
qui permet la transformation d’un pyruvate en lactate et inversement va
utiliser pour se faire du NAD+ : il y aura alors transfert d’un électron pour
permettre le passage du pyruvate au lactate.
Utilisée principalement dans le métabolisme lipidique.
♦ Elle est appliquée dans le transfert de groupements Acyl.
♦ Utilisé par les transférases dans la synthèse et l’oxydation des acides
gras.
Nomme moi les coenzymes solidement lier alenzymes
Ce sont les groupements ou groupes prosthétiques.
♦ Pas de dissociation après catalyse
FAD
♦ Flavine adénine dinucléotide
♦ Transporteur d’électron qui va être associer à diverses enzymes comme
la
« succinate déshydrogénase ».
Hème ♦ Le groupement hème= hémique
♦ Retrouvé dans les cytochromes.
Exemples de cofacteur nécessitant ou non des cofacteur
Quels sont les deux par la quelles les enzyme peuvent être nommer
nom du substrat + ase: (ex: saccharose + ase —> saccharase)
o nom du substrat + transformation réalisée + ase: (ex: lactate + déshydrogénation +
ase
—> lactate déshydrogénase)
♦ Dans les années 60, il a été décidé d’établir une classification avec la mise en place
d’une codification internationale (nomenclature officielle).
♦ La nomenclature officielle :
o est un numéro de code (EC) à 4 chiffres
o comporte 6 classes, elles-mêmes divisées en sous classes.
Quels sont les 6 classe d’enzymes
Il y a 6 classes d’enzymes en fonction des réactions catalysées : (à connaitre)
1. Oxydoréductases : transfert d’électrons.
2. Transférases : Transfert de groupes chimiques d’un composé à un autre.
3. Hydrolases : Coupure de liaisons grâce à l’apport d’eau.
4. Lyases ou Synthases : Addition de groupes sur une double liaison ou formation d’une
double liaison par soustraction d’un groupe.
5. Isomérases : Transfert de groupe à l’intérieur d’une molécule pour former un isomère.
6. Ligases ou Synthétases : Formation de liaisons C-C, C-S, C-O ou C-N utilisant
l’énergie fournie par la rupture d’une liaison pyrophosphate d’un
triphosphonucléotide tel que l’ATP.
Quesque catalyse enzymatique
La catalyse enzymatique est une rencontre entre une enzyme E et un substrat S pour constituer dans
un premier temps des complexes enzymes-substrats ou complexe ES qui sont des intermédiaires
réactionnelles.
De quoi dépend la probabilité de formations du complexe
♦ La probabilité de formation du complexe est fonction à la fois de l’enzyme et du substrat et de
leurs concentrations.
♦ Le complexe ES devra être d’un niveau énergétique suffisant pour que la réaction puisse avoir lieu. De
ce état activé et instable (niveau d’énergie élevé), après formation du complexe ES, le système évolue
vers un niveau d’énergie inférieur, plus stable:
o soit en évoluant vers la formation d’un produit P (et la libération de l’enzyme)
o soit en retournant à l’état initial ( E + S) .
De quoi depend la vitesse de reactions
Pour une réaction enzymatique, la vitesse de cette réaction dépend de :
o de la probabilité de formation de P (produit)
o de la probabilité de formation du complexe ES car la formation de P en
dépend
o des concentrations de E et de S car la formation de ES en dépend
Les concentrations de E, S et P sont déterminées par 4 processus se
déroulent à une vitesse propre, et qui dépendent : ?
de leur constante de vitesse « K »
o de la concentration des réactants .
Révise vitesse de reactions
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Quelle est l’unité de l’activité enzymatique
S’exprime en U.I (unités internationales). L’UI est la quantité d’enzyme
catalysant la transformation d’une μmol (10-6 mole) de substrat par minute.
Les unités de mesure Activité
moléculaire
C’est le nombre de molécules de substrats transformées par minute par
molécule d’enzyme.
Les unités de mesure de lactiviter spécifique
C’est l’activité enzymatique rapportée à la [C] massique de la protéine.
♦ Pour une solution présentant une activité enzymatique de x UI/mL et une
concentration protéique de y mg/mL, c’est le rapport x/y.
Lunite de mesure du katal
C’est l’unité de la concentration en enzyme dans le système d’unité
international (SI).
♦ C’est la quantité d’enzyme qui transforme une mole de substrat par
seconde.
♦ En pratique, les résultats de dosage d’activité biologiques devraient être en
nanokatal (10-9 katal)
Comment réguler les reactions des voies métabolique
existe différents moyens pour réguler l’activité enzymatique et d’impacter cette activité enzymatique.
On peut les classer en différents niveaux. Certains paramètres sont en rapport avec la structure protéique
des enzymes : c’est le cas avec le pH (ionisation) et la température (énergie) qui sont des paramètres
physico-chimiques.
♦ Les modifications de pH et de température vont parfois être plus subies plutôt qu’utilisées à des fins
de contrôle de l’activité enzymatique par l’organisme.
Quesque le ph
Le pH conditionne l’état d’ionisation de certains AAs, il est à l’origine de
modification structurale des protéines jusqu’à leur dénaturation.
♦ Les enzymes étant des protéines, leurs activités est particulièrement
conditionné par le pH qui va jouer à la fois sur :
o L’ionisation des AAs du site actif
o La structure spatiale de l’enzyme
o La fixation du substrat à l’enzyme.
régulation concerne surtout des enzymes clés dites régulatrices.
La régulation des enzymes peut aussi se faire sans modifier l’ensemble de l’environnement.
On sera sur une régulation plus fine.
En combien d’étapes s’effectue l’expression du genome
L’expression du génome s’effectue en 3 étapes :
● 1. La transcription du gène, qui aboutit à la formation d’un transcrit primaire (pré ARN
messager, la régulation de la transcription contribue à la régulation de l’expression des
gènes).
● 2. La maturation de ce pré ARNm en ARN messager (les étapes de
transcription et de maturation sont concomitantes).
● 3. La traduction de cet ARN messager en protéine
A quoi corresponds la transcriptions
Cette étape correspond à l’ensemble des réactions permettant la synthèse d’ARN à partir d’un
brin matrice d’ADN.
Grace a quelles enzymes se fait la traductions
Cette synthèse est effectuée par l’action d’enzymes : les ARN polymérases. Elles ont besoin d’un brin
d’ADN matrice et de leurs substrats qui sont les riboses nucléotides triphosphates (NTP = mélange
d’ATP, CTP, GTP et d’UTP (on est dans la formation d’un brin d’ARN, donc pas de T)). En présence
d’ions magnésium (Mg2+), l’ARN polymérase produit un brin d’ARN (transcrit primaire) à partir de
l’ADN brin matrice.
Cette réaction libère des pyrophosphates et le brin d’ADN matrice reste indemne.
Combien de type d’ARN
Il existe 3 types d’ARN polymérase :
o L’ARN polymérase I qui permet la synthèse des ARNr (ribosomaux) = 18S, 28S et 5,8S (ils codent les
protéines dans la phase de traduction).
o L’ARN polymérase II qui permet la synthèse des ARNm (messager), qui codent pour les protéines.
o L’ARN polymérase III qui permet la synthèse des ARN de petite taille qui sont :
● L’ARNr (ribosomique) 5S
● Des ARNt(mesurent moins de 100 nucléotides de long)
● Des ARNsn (small nuclear, qui entrent dans la composition de particules utiles dans
la maturation des ARNm).
Comment se passe la transcriptions
L’ARNpol avance sur le brin matrice de l’extrémité 3’OH jusqu’à son extrémité 5’P
- L’ARNpol synthétise le transcrit primaire de l’extrémité 5’P à l’extrémité libre 3’OH
(allongement de cette extrémité du transcrit).
A quelle brin le transcrit primaire est til complémentaires
La séquence du transcrit primaire est complémentaire au brin anti-sens (brin matrice) et reflète le
brin sens (pas de T, remplacé par U). Lors de la transcription il y a une hybridation partielle (sur 8 paires
de bases environ) et transitoire entre l’ARN en cours de synthèse et l’ADN matrice.
Dans la majorité des gènes, le brin matrice correspond au brin anti-sens mais pas pour tous : pourquoi
Parfois, les gènes sont orientés en sens inverse. Un chromosome est une seule et même molécule
d’ADN, donc le brin sens devrait être le même pour tous les gènes et le brin anti sens aussi. Mais, ce
n’est pas le cas car ce qui définit l’orientation des gènes est la position de son promoteur (forcément en
5’ de la région codante de ce gène).
Or, les gènes peuvent être positionnés sur un brin ou sur l’autre. Le brin sens est celui dont la majorité
des promoteurs des gènes sont positionnés en 5’. A l’inverse, les gènes positionnés sur le brin anti-
sens sont en 3’. Sur ce brin sens, le promoteur de ces gènes orientés en sens inverse sont en 3’ de ce
brin sens.
Un seul brin étant utilisé pour la transcription, le brin matrice va dépendre de l’orientation du gène.
Si le gène est en sens inverse, alors l’ARNpol va utiliser le brin sens comme brin matric
Quels sont les etapes de la transcriptions
Initiation : association du complexe d’initiation de la transcription (ARNpol + facteurs de
transcription), c’est le début de la synthèse de l’ARN.
● L’élongation : synthèse par l’ARN polymérase du transcrit primaire, qui se déplace le long du brin
d’ADN. Le brin d’ARN synthétisé se libère progressivement de sa matrice.
● Terminaison : arrêt de la synthèse à un endroit précis avec libération de l’enzyme et dissociation
de la molécule d’ARN néosynthétisée
Détails de l’initions de la traductions
Le complexe d’initiation de la transcription se forme par la réunion de l’ARN
polymérase II et des facteurs de transcription généraux (facteur trans
régulateur). Son poids moléculaire totale est d’environ 2 millions Da.
Ces facteurs de transcription généraux sont des protéines capables d’interagir
avec l’ADN au niveau de séquences reconnues spécifiquement par des facteurs
de transcription, qui sont les sites de fixation de facteurs de transcription.
● Les domaines protéiques qui vont interagir avec l’ADN comprennent
classiquement des domaines hélice-boucle-hélice, en doigts de zinc ou en
fermeture à leucine.
Ces domaines protéiques interagissent avec l’ADN majoritairement au niveau
du grand sillon de la double hélice (permettant une meilleure accessibilité aux
bases de l’ADN) par l’intermédiaire de liaisons hydrogènes, ioniques ou bien
d’interactions hydrophobes.
● Ces facteurs sont dits généraux car ils ne sont pas spécifiques d’une
signalisation ou bien d’un tissu, ils sont impliqués dans la transcription de très
nombreux gènes. Ils sont également appelés « facteurs trans régulateurs. »
● Il y a aussi desfacteurs de transcriptions qui reconnaissent des séquences
spécifiques de l’ADN au niveau de la région promotrice, ces sites de fixations
ou séquences sont appelésfacteurs cis régulateurs.
La formations du complexe d’initiations de la transcriptions
Sur ce brin d’ADN bicaténaire, le brin sens est représenté par les extrémités 5’-
3’ :
● On retrouve en position +1, le premier exon qui forme l’origine de la
transcription du gène (ne pas confondre avec l’origine de la traduction, ATG). En
amont, la base est numérotée -1 et fait partie de la région promotrice du gène.
● Au niveau de la région promotrice, on retrouve le promoteur le plus basal
(minimal des gènes) qui permet la fixation des facteurs de transcriptions
généraux. Il mesure environ une centaine de bases et comprend souvent :
● En -25, dans 70% des gènes, une boîte TATA (de 7 paires de bases = TATAAAA)
qui permet la fixation de l’ARN polymérase.
● En -50 se situe parfois la boîte GC (mais de manière inconstante), permettant la
fixation du facteur de transcription SP1.
● Et en -90, on retrouve toujours la boîte CAAT qui est reconnue par le facteur
CTF.
● Ces différents régulateurs ont donc une présence plus ou moins constante. Dans
le cadre du chapitre sur la transcription, nous étudierons des gènes dont les
promoteurs comprennent la boite TATA.
● Au-delà du complexe d’initiation, la région promotrice est immense et possède
des sites de fixation de facteurs de transcription spécifiques qui sont activateurs
ou répresseurs spécifiques à plusieurs centaines de nucléotides en amont de
l’origine de la transcription voire plus 100 000 nucléotides en amont.
Première étape de la formations du complexe d’initiations de la transcriptions
♦ La première étape s’effectue par la TFIID (est un facteur de cette étape), qui permet la
reconnaissance de la TATA box au niveau de la région promotrice du gène d’intérêt. Le TFIID
comprend au niveau structural l’association de TBP (TATA binding Protein) et des facteurs
de transcriptions activateur. La TBP va permettre la reconnaissance de la boîte TATA par le
TFIID et permettre le recrutement d’autres TFII.
♦ TFIID : TBP (TATA Binding Protein) + TAFs(Transcription Activating Factors)
Seconde etapes de l’initiation de la transcriptions
♦ La deuxième étape correspond au recrutement du TFIIA, qui va stabiliser le complexe TFIID-
ADN et du TFIIB qui se lie à l’ADN et positionne l’ARN polymérase II au niveau du site
d’initiation de la transcription.
♦ L’ARN polymérase II est pré-associé au TFIIF et permet à la polymérase de s’associer avec
le complexe en coursde formation.
♦ Il y a recrutement de TFIIE, qui se lie à l’ADN et positionne le TFIIH.
♦ Le TFIIH est un facteur de transcription général clé, qui possède 2 activités enzymatiques :
● Il possède une activité hélicase qui permet d’écarter les 2 brins de la double hélice sur
une centaines de nucléotides pour accéder au brin matrice mais le complexe est
toujours inactif.
● Le TFIIH utilise alors sa deuxième activité enzymatique, une activité kinase qui va
phosphoryler la partie C-term de l’ARN polymérase II qui correspond à son activation.
On aura la libération de la plupart des facteurs de transcriptions généraux. Le
complexe est actif, la synthèse du transcrit est alors possible.
Élongations de la transcriptions
● Le complexe étant actif, il y aura synthèse du transcrit primaire (phase de polymérisation).
La transcription démarre dès lors que TFIIH a polymérisé l’ARN polymérase.
La terminaisons de la transcriptions
Phase de dissociation dont les mécanismes sont encore mal connus.
● Ils impliquent une phase de déphosphorylation de la partie C-term de la polymérase, induisant la
dissociation du complexe et la libération de l’ARN (arrêt de la transcription).
A quoi contribue la regulations de la transcriptions
a régulation de la transcription contribue à la régulation de l’expression des gènes et fait intervenir
plusieurs mécanismes, dont les facteurs de transcriptions spécifiques.
● La formation du complexe d’initiation permet d’obtenir un niveau basal, de faible intensité de la
transcription.
♦ Les facteurs de transcription spécifiques, lorsqu’ils sont activateurs, vont :
● faciliter la formation du complexe de transcription.
● Ils vont augmenter l’efficacité d’initiation de la transcription.
● Il y a alors une augmentation du nombre d’initiation de la transcription : en
rendant la formation du complexe plus efficace, ils permettent que
plusieurs initiations de la transcription s’effectuent successivement par
différent complexe à chaque fois une molécule d’ARN polymérase II.
⇨ Il y a augmentation du niveau d’expression du gène d’intérêt.
♦ Et lorsqu’ilssont répresseurs, on a l’effet inverse :
o Il y a une limitation de l’efficacité de la formation du complexe d’initiation et donc une
diminution du niveau d’expression du gène.
♦ Ces facteurs reconnaissent des sites de fixation spécifiques, parfois à distance de l’origine de la
transcription, allant jusqu’à 100 000 nt en 5’ de l’origine de la transcription.
♦ Néanmoins, c’est :
● Par la formation d’un complexe parfois de grande taille qui associe d’autres protéines, comme
des protéines adaptateurs entre le complexe de l’initiation et le facteur de transcription lui-
même.
● Par l’intermédiaire du repliement de l’ADN sur elle-même que les facteurs de transcription
On se fixe les facteur activateur
- les facteurs activateurs se fixent sur des sites spécifiques dits enhancer (augmentation
de l’expression d’un gène)
Ou se fixe les facteur récepteur
- les facteurs répresseurs se fixent sur des sites spécifiques dits silencer (diminution de
l’expression d’un gène)
Quels est la structures des FT spécifique
Ils possèdent une structure similaire avec plusieurs domaines (au minimum 2) :
♦ Un domaine d’activation ou de répression de la transcription va interagir avec
d’autres protéines, qui vont elles-mêmes avoir une action directe ou indirecte sur la
formation ou la régulation du complexe d’initiation de la transcription.
♦ Un domaine de fixation à l’ADN dans lequel on retrouve des motifs vus chez les facteurs
de transcription généraux.
Les
différents
types de
modulation de l’expression des genes
♦ Modulation du niveau d’expression d’un gène en faisant intervenir un facteur de
transcription (FT)
o En modifiant le niveau d’expression du FT lui-même, on modulera l’expression
du gène cible.
♦ Modulation des modifications post-traductionnelles du FT (phosphorylation) :
activation/inhibition de ce FT :
o Par exemple, via l’action de kinases qui vont activer ou inhiber ces FT. Ce qui leur
permet de se transloquer dans le noyau et de se fixer au niveau de site de fixation
de l’ADN. Cette phosphorylation va permettre de réguler la fixation de ce FT à son
site de fixation mais aussi sa capacité à réguler un gène cible.
♦ Modulation de la translocation nucléaire du FT
o Si le FT reste au niveau cytoplasmique, il ne sera pas transloqué dans le noyau
et ne pourra pas activer ou réguler l’expression d’un gène cible.
♦ Modulation des interactions protéiques et la formation de complexes
multiprotéiques/multipartenaires.
o Influence de la fixation du FT au niveau de son site de fixation spécifique, ainsi
moduler le niveau d’expression d’un gène cible. Par exemple, un FT peut
former un complexe l’empêchant de se fixer sur son site de fixation spécifique.
♦ Modulation dues à l’ensemble des régulations par les FT activateurs et/ou
répresseurs qui vont contribuer à la régulation du niveau d’expression d’un
gènecible.
A quoi servent les récepteur nucléaires
Les récepteurs nucléaires expliquent les effets biologiques (dans l’ensemble de l’organisme) des
hormones stéroïdiennes, thyroïdiennes et le calcitriol (forme active de la vitamine D).
♦ Ces récepteurs possèdent une structure globalement commune avec :
● un domaine d’activation de la transcription au niveau N-term (ont des propriétés de FT).
● un domaine de fixation à l’ADN qui peuvent reconnaître des séquences spécifiques de
l’ADN.
● un domaine de liaison au ligand (comme les hormones) au niveau C-term.
Explique moi l’action de la cab en tant que co activateur
Action de la CBP en tant que coactivateur :
● On est dans une situation de stress, ce qui libère de l’adrénaline par les
médullo-surrénales au niveau des reins. En se fixant à son récepteur
membranaire, on aura alors activation d’une protéine G qui va activer l’adényl
cyclase et former de l’AMPc à partir d’ATP.
Cette augmentation de l’AMPc intracellulaire va activer une protéine kinase A
qui va phosphoryler la protéine CREB (AMPc responsive element binding
protein).
● Lorsque CREB (sous forme d’un homo dimère) sera phosphorylé, il se
dimérisera et se fixera sur son site de fixation CRE (AMPc responsive element)
au niveau dupromoteur.
Il y a alors le recrutement de la CBP (CREB binding protein) qui se fixera et se
liera à CREB.
La CBP est positionné sur la région promotrice des gènes, ce qui va engendrer
une augmentation de la transcription de ces gènes.
● CBP et p300 peuvent interagir avec des FT généraux mais aussi avec des FT
spécifiques qui eux-mêmes interagissent avec le complexe d’initiation de la
transcription.
Ces coactivateurs transcriptionnels permettent l’interaction indirecte de FT
activateurs spécifiques avec le complexe d’initiation de la transcription.
Explique moi Activité HAT (Histone Acétyle Transférase) de la famille CBP/p300
Élément de base de la chromatine = nucléosome = roulement de la
double hélice de l’ADN autour d’un octamère d’histone qui fait appel
à un certain nombres d’interactions entre ses protéines et l’ADN
dont des interactions ioniques.
○ Ces protéines vont venir acétyler les lysines au niveau des queues
des histones, retirant ainsi la charge positive des histones.
○ Il y a alors une diminution des interactions ioniques entre l’ADN
(chargé -) et les histones,déstabilisant/remodelant la chromatine et
donnant ainsi un meilleur accès sur l’ADN pour la machinerie
transcriptionnelle.
○ On a donc une augmentation de la transcription.
● CBP et p300 ont 2 types de mécanismes d’action complémentaire : d’une part
ils favorisent l’interaction entre des FT généraux et la machinerie
transcriptionnelle et d’autre part permettent le remodelage de la chromatine
de part leur activité HAT qui entraîne un meilleur accès de la machinerie T aux
régions du gène d’intérêt.
Explique moi Acétylation
des
protéines
non histones
On a toujours à faire à l’activité acétyl transférase des CBP/p300 mais cela
s’effectue sur des FT. Ce sont des modifications post-traductionnelles par
acétylation des FT. Cela module leur activité en tant que FT et donc contribuer à
la modulation de la transcription de gène cible.
♦ Exemple de l’acétylation par CBP ou p300, de la p53 qui une fois acétylé, elle est
dégradée et ne permet plus la régulation de gènes impliqués dans le
déclenchement de l’apoptose.
♦ La famille CBP/p300 participe à la régulation de la transcription de gènes cibles
par 3 types de mécanismes différents.
Un autre exemple de la régulation de l’expression des gènes qui fait partie de
l’épigénétique est la méthylation de l’ADN. Explique moi
Un autre exemple de la régulation de l’expression des gènes qui fait partie de
l’épigénétique est la méthylation de l’ADN.
♦ L’épigénétique correspond à la science qui se consacre à l’étude des modifications
de l’expression des gènes qui sont transmissibles et réversibles sans changement
de la séquence d’ADN.
♦ Il s’agit d’une méthylation de l’ADN, des cytosines des îlots CpG (C phosphate-G)
situés dans le promoteur d’environ 60% des gènes.
● Ces CpG correspondent à des répétitions du motif dinucléotide CG.
♦ Cette méthylation est effectuée dans le noyau pyrimidique, en position 5 par des
ADN Méthyl Transférase.
♦ Cela a lieu sur les deux brins:sens et antisens des îlots CpG.
♦ La présence de 5 Méthyl Cytosine au niveau des îlots CpG de la région promotrice de
gènes va contribuer à diminuer la transcription de ces gènes.
A methylations a court termes
La présence d’une méthylation de ces cytosines diminue le nombre de liaisons
hydrogène possible avec les cytosines => diminution des interactions avec les
facteurs de transcription => diminution de l’intensité et le niveau de l’expression
des gènes.
La methualations a court termes
♦ Implication du recrutement de la protéine MeCP2 (Methyl Cytosine binding Protein
2) au niveau des régions méthylées de l’ADN. Le recrutement de MeCP2 favorise le
recrutement de HDAC (Histone désacétylase) ce qui favorise les charges positives et
donc favorisant des interactions avec l’ADN, sa compaction
et ainsi la diminution de la transcription des gènes concernés.
Ce mécanisme épigénétique de méthylation de l’ADN correspond à un
mécanisme de régulation à long terme de l’expression des gènes
Cette régulation à long terme explique un certain nombre de situations : explique moi
Spécialisation cellulaire : toutes les cellules ont le même génome et pourtant un hépatocyte et
un macrophage par exemple n’ont pas la même spécialisation cellulaire : ils n’expriment pas les
gènes de la même façon.
● Empreinte parentale : un seul et même gène n’aura pas forcément une expression identique
selon qu’il a été transmis par le père ou par la mère.
Cela explique donc que :
● Chez la femme un seul des chromosomes X est exprimé et l’autre est inactivé.
● Développement
⧫ Et bien d’autres…
o Adaptation des individus aux variations de l’environnement => contribuant à la survie de
l’espèce.
o Importante sensibilité aux modifications environnementales au cours du développement
embryonnaire et des premières années de la vie. (activité +++)
⧫ Ce mécanisme explique :
o Différences entre les jumeaux monozygotes qui n’ont pas grandi dans des conditions
identiques (comportements ou maladies différents).
o Enfants de petite taille nés durant périodes de disette (famine). Après le retour à une
alimentation normale, ont davantage de risques de devenir obèses (stimulation des
capacités d’épargne énergétique pour le reste de la vie).
o Cette programmation métabolique est transmissible à la 2ème génération (démontrée chez
l’animal).
En résumé : la méthylation est un mécanisme de régulation de l’expression des gènes
(méthylation de l’ADN) à long terme, transmissible bien qu’il soit réversible.
La date de la premiere mise en évidence de LADN
Première mise en évidence de l’ADN par un chercheur suisse Friedrich Miescher vers 1870 : il
purifie une molécule extraite des noyaux de globules blancs.
➢ Il nomme la substance « nucléine » à cause de sa localisation cellulaire.
➢ Ce sont d’autres biologistes qui établissent le lien entre la nucléine et la molécule qui porte les
caractères héréditaires.
➢ Par la suite, il a été démontré que la nucléine est un complexe de molécules qui contiennent un
acide phosphorique : elle est donc rebaptisée « acide nucléique ».
➢ Kossel (chercheur allemand), puis Levene (chercheur américain) montrent que cet « acide
nucléique » est un assemblage de nucléotides comprenant des bases azotées et du
désoxyribose, d’où le nom d’acide désoxyribonucléique = ADN.
Composant de la ides nucléiques
Proviennent de molécules d’acides phosphoriques (H3PO4) = encore appelé acide
orthophosphorique.
➢ H3PO4 contient 3 fonctions acides dont les constantes de dissociation sont différentes.
➢ Ainsi, dans les conditions de pH physiologique, on a le phosphate inorganique (HPO4
2-, Pi).
Liaisons former dans ladn
Liaisons formées :
○ Anhydride d’acide
■ Les molécules d’acide phosphorique (AP) peuvent former des liaisons anhydride
d’acide formant ainsi les molécules de Pyrophosphate (PPi).
■ Ces liaisons d’anhydride d’acide sont riches en énergie et leur formation
s’accompagne de libération d’une molécule d’eau.
○ Phosphoester et phosphodiester
■ Les molécules d’AP peuvent réagir avec une molécule de sucre par exemple pour
former cette fois-ci une liaison phosphoester ; il y a de nouveau libération d’une
molécule d’eau.
■ Lorsqu’une molécule d’AP sera impliquée dans la formation de deux liaisons
ester : on parlera alors de formation d’une liaison de phosphodiester.
Caractéristique de D ribose
La structure des acides nucléiques
comprend également des aldopentoses et plus
particulièrement du ribose.
➢ Représentation de Fischer de la structure d’un
ribose :
➢ Les OH sont du côté droit : il s’agit donc d’un D-
Ribose, présent dans la structure des ARN (Acides
RiboNucléiques).
Caractéristique dun D-2’
Désoxyribose
Dans l’ADN, il y a présence d’un D-2’ Désoxyribose dans lequel la
fonction hydroxyle portée par le C2 a été perdue.
➢ Représentation de Fischer :
➢ Ces riboses (et désoxyriboses) sont présents
dans la structure des acides nucléiques sous
forme cyclique.
➢ Il s’agit de l’anomère bêta : bêta-D-
ribofuranose dont la fonction hydroxyle portée par le C anomérique
(C1’) est au-dessus du plan.
➢ Dans l’ADN aussi l’anomère bêta est le bêta-D-2’ désoxyribofuranose
dont la fonction hydroxyle est au-dessus du plan en représentation de
Haworth.
Les 2 types de bases azotée
On trouve 2 types de bases puriques : adénine et guanine, et 3 types de bases pyrimidiques :
cytosine présente dans les ADN et ARN, l’uracile présente exclusivement dans les molécules
d’ARN et la thymine qui est exclusivement présente dans les molécules d’ADN).
Quesque nucleosides quels sont ces liaisons
La structure des acides nucléiques provient de la polymérisation des nucléotides (NT) qui dérivent
eux-mêmes au niveau de leur structure de celle des nucléosides (NS).
➢ Les nucléosides correspondent à l’association d’une base et d’un sucre via une liaison N-
osidique. (+++)
➢ Cette liaison N-osidique implique systématiquement le carbone anomérique (C1’) du ribose ou
du désoxyribose alors que l’azote (impliqué dans cette liaison) diffère en fonction du type de
base pyrimidique ou purique.
➢ Exemple : une adénosine = Adénine qui se lie au Ribose via l’azote en position 9 et cela quel que soit le
sucre considéré.
➢ Il s’agit toujours d’une liaison C1’ - N9 pour les bases puriques → ex : formation de désoxy-
adénosine (pour l’ADN).
➢ Pour les bases pyrimidiques on trouvera des liaisons C1’- N1 (azote en position 1), par exemple la
cytidine = cytosine + ribose (au niveau de l’ARN), (ou désoxycytidine dans l’ADN).
Caractéristique dun nucleotides
Nucléotide = Base + sucre + Phosphate (c’est-à-dire NT = NS + phosphate) +++.
C’est le motif de base qui est polymérisé.
➢ Au niveau de la fonction OH du C5’ du ribose va se former une liaison ester (ou phosphoester)
avec une molécule d’acide phosphorique => formation d’un monophosphate.
➢ Par exemple : formation de l’Adénosine Mono Phosphate (AMP) ou de désoxy Adénosine Mono
Phosphate (dAMP).
Liasons entre nucleotides
La structure des acides nucléiques correspond à celle des polynucléotides (polymères de NTs)
obtenus par la formation de liaisons entre les différents NTs.
➢ Ces liaisons sont des liaisons phosphodiesters.
➢ La synthèse des acides nucléiques utilise comme substrat des nucléotides triphosphates mais la
structure finale de ces acides nucléiques correspond à celle d’un polymère de nucléotides
monophosphate. Donc, pour plus de simplicité on va représenter des nucléotides monophosphate
(il s’agit d’un exemple de désoxyNT ici car je vous rappelle, il n’y a pas de fonction hydroxyle portée
en C2) :
➢ Les fonctions impliquées dans les liaisons phosphodiesters sont pour chacun des NT : le
groupement phosphate présent en 5’ du ribose d’un NT et le groupement hydroxyle en 3’ du
ribose d’un autre NT.
➢ Les liaisons phosphodiesters sont formées lors de la polymérisation et sont ORIENTÉES : liaison
3’ – 5’ phosphodiester et de même la molécule d’acide nucléique est orientée : elle possède une
extrémité 5’ Phosphate et 3’ OH libre.
➢ Notons qu’il s’agit dans cet exemple d’une molécule d’ADN (car ici ce sont des désoxy-NTs)
monobrin.
Quesque l’ARN
Il s’agit des polynucléotides dont la taille est assez variable : 70 à 10 000 NTs
➢ Leur structure comprend du ribose (et non pas du désoxyribose des ADN).
➢ Ils comportent de l’uracile (et non pas de la thymine, retrouvée au niveau de l’ADN).
➢ C’est une structure sous la forme d’un monobrin.
➢ Leur structure peut se replier et former de courts appariements avec formation d’une liaison
Hydrogène.
➢ Ils ont différentes fonctions :
○ Contribution à la synthèse protéique
○ Contrôle de l’expression des gènes
Le pourcentage d’arn messager
~ 2-3% des ARN : code la séquence protéique obtenue à partir de
l’ADN.
➢ PEU abondants
Pourcentage darn ribosomique
80% des ARN : particulièrement ABONDANTS
➢ Contribuent à la structure des ribosomes
➢ Associés à de nombreuses protéines
➢ Possèdent une activité catalytique (pour certains d’entre eux),
➢ Leurs sous-unités ribosomiques sont caractérisées par un coefficient
de sédimentation dont l’unité notée S correspond au Svedberg.
➢ On trouve une grande sous- unité
60S et une petite sous-unité 40S
➢ La grande sous-unité 60S associe
3 ARNr (5S de 120 NT, 28S de 4700 NT
et 5,8S de 160 NT) et environ 50
protéines.
➢ La petite sous-unité 40S associe
1 ARNr 18S d’environ 1900 NT et 33
protéines.
Pourcentage darn de transfert
15% des ARN
➢ Structure en feuille de trèfle
➢ Adaptateur entre le code présent dans les
ARNm et les acides aminés
➢ Au moins un ARNt par AA (≥20)
Pourcentage ARNsn (sn pour small
nuclear) = petits ARN
nucléaires
Régulent de nombreux processus nucléaires dont la maturation des
ARNm
➢ ˂ 1% des ARN
➢ Riches en uracile
Quesque ladn ?
s’agit d’une molécule linéaire complexe formée de nucléotides assemblés en chaîne.
➢ L’ADN est généralement bicaténaire : deux brins s’associent entre eux via les liaisons hydrogène
= “hybridation des bases”.
➢ On retrouve le squelette pentose-phosphate représenté en orange (sucres) et en jaune
(phosphates) sur le schéma.
➢ Hybridation des bases se fait sur toute la longueur des brins, entre bases appariées et
complémentaires.
➢ Ces 2 brins d’ADN sont dits antiparallèles : l’extrémité 3’OH et en face de l’extrémité 5’P.
➢ La conformation prise par l’ADN bicaténaire est le plus souvent celle d’une double hélice droite
encore appelée forme « B » (qui est majoritaire).
➢ L’hybridation entre A et T se fait par 2 liaisons
Hydrogène.
➢ L’hybridation entre G et C se fait par 3 liaisons
Hydrogène.
➢ Le nombre de A = nombre de T
et le nombre de G = nombre de C
Donc on retrouve le ratio suivant :
A/T = 1 G/C = 1.
Quels sont les different forme adn qu’ont peut trouver
CF COURS ➢ La double hélice peut prendre plusieurs conformations mais in vivo, la forme B est majoritaire.
➢ Voici un récapitulatif des différentes conformations :
➢ La forme A n’a pas été retrouvée in vivo et son petit sillon n’est pas parfaitement dessiné.
➢ Les valeurs de pas et de diamètre sont plus détaillées ici (un peu avant, on a vu que le pas de la
forme B est de 3,4 nm environ) afin qu’on puisse faire la comparaison.
➢ Notons que la forme A est la « plus ramassée » ou plus resserrée, son pas est le plus petit mais le
diamètre est le plus grand.
➢ La forme A est retrouvée dans les milieux pauvres en eau.
➢ La forme Z est observée in vivo notamment dans les séquences riches en GC et elle est plus étirée
(grand pas mais petit diamètre).
Comment se passe la dénaturations de ladn
Il peut y avoir une rupture des liaisons hydrogène entre les bases azotées.
➢ A l’issue de ce processus de dénaturation, par exemple après avoir augmenté la température, il
va y avoir une formation d’un simple brin.
➢ Ce processus est RÉVERSIBLE : on peut retrouver à nouveau la forme de double hélice (ADN est
renaturé) en diminuant la température :
Dec=quoi s’accompagne la dénaturations et la renaturations de l’ADN
➢ La dénaturation-renaturation de l’ADN en solution s’accompagne de
changements de l’absorption de la lumière à 260 nm.
➢ Étudions le spectre d’absorption d’une solution d’ADN :
➢ Le maximum d’absorption se situe à 260 nm lorsque l’ADN est sous forme
native.
○ Ce maximum est augmenté lorsque la molécule d’ADN est sous
forme de monobrin.
De quoi depends la temperature de fusions de ladn
Cette température de fusion (Tm) dépend du contenu en GC (rappelez-
vous qu’il y a 3 liaisons entre G et C et seulement 2 entre A et T) et de la
salinité du milieu.
➢ Plus il y a de GC dans la molécule, plus il faudra augmenter la
température pour rompre les 3 liaisons hydrogènes : Tm augmente avec
le nombre de G-C.
➢ Cela explique le fait que s’il y a une mutation d’une base dans la séquence
d’ADN, on aura une modification de la Tm de ce fragment d’ADN : cela
peut être mis à profit dans certaines techniques comme HRM afin de
diagnostiquer certaines pathologies.
➢ D’autre part, la salinité du milieu influence la Tm : les conditions de faible
salinité (encore appelées conditions stringentes) on aura une facilitation de
la dénaturation de l’ADN et la Tm pour une même séquence va être
diminuée. Donc une mutation peut modifier la Tm.
Quesque la chromatine
Rappel de biologie cellulaire :
○ La chromatine est un complexe organisé d’ADN et de protéines présents dans le noyau.
➢ 50% des protéines sont des histones.
➢ La chromatine permet la compaction de l’ADN : cela explique le fait qu’une molécule d’ADN de
2m peut être présente dans le noyau cellulaire qui généralement a un diamètre d’environ 6
micromètres.
➢ Cela équivaut à faire rentrer 40 km de fil de fer dans une balle de tennis.
➢ On comprend bien qu’il faut alors plusieurs formes de compaction et c’est ce que permet la
chromatine.
Quels est le premier niveau de compactions de l’ADN
Le nuckleosomes C’est le premier niveau de compaction.
➢ Les nucléosomes sont des unités de base de la chromatine.
➢ Il s’agit de structures formées chacune de 8 histones (on parle d’octamère) autour desquelles
s’enroule l’ADN :
Explique moi les different de grès de compactions
Les histones (chargées positivement à pH physiologique) sont capables d’interagir avec de l’ADN
qui est chargé négativement :
➢ La longueur d’une molécule d’ADN qui entoure l’octamère est d’environ 142 à 146 paires de
base (+++).
➢ La succession des nucléosomes le long de l’ADN va former ce qu’on appelle « des colliers de
perles » et un nouveau degré de compaction va être trouvé avec le repliement des nucléosomes
les uns sur les autres : les solénoïdes qui vont former la fibre de chromatine.
➢ La fibre de chromatine va former des super-enroulements permettant un degré de compaction
supplémentaire.
➢ Le degré de compaction maximal est obtenu en métaphase au niveau des chromosomes.
➢ Plus le degré de compaction est élevé, moins l’ADN est accessible à la machinerie
transcriptionnelle.
➢ Ainsi, l’ADN dans le collier de perles est dit actif : il peut être transcrit et est accessible.
➢ Mais à partir de la fibre de chromatine, l’ADN est inactif car n’est plus accessible à la machinerie
Modifications post traductionelles acetylations
Ces résidus peuvent être acétylés : c’est un processus
important via la HAT (Histone Acétyle Transférase) qui acétyle
la Lysine de la queue des histones :
➢ La perte de la charge positive va limiter les interactions avec
l’ADN chargé négativement.
➢ On observe une déstabilisation du nucléosome et donc de la
chromatine ce qui favorise l’accès à l’ADN et ainsi la
transcription.
➢ A contrario, les HDAC (Histone Désacétylases) vont favoriser la
présence des résidus de Lys non acétylés et donc la
stabilisation de la chromatine ce qui limite la transcription des
gènes potentiellement présents au niveau de cette partie de
l’ADN.
Méthylation
➢ Ensuite, il peut
Modifications post traductionelles la methylations
Ensuite, il peut y avoir une Méthylation via la HMT (Histone
Méthyle Transférase) sur les résidus Lys ou Arg. Cela favorise la
répression des gènes.
Modifications post traductionelle phosphorylations
Enfin, le troisième type de modification post-traductionnelle
est la phosphorylation : c’est un processus réversible, via la
Kinase (phosphoryle) ou Phosphatase (déphosphoryle) sur des
résidus Ser ou Thr.
➢ Ici, on ne peut pas affirmer que la phosphorylation des histones
conduit à une répression des gènes ou au contraire à
l’expression des gènes : cela dépend des résidus concernés.
Les 3 types de chromatines
Pendant l’interphase on distingue 2 types de chromatines : hétérochromatine (condensée +++) et
euchromatine (décondensée). (important à connaître)
➢ Hétérochromatine : contient des histones hypoacétylées/méthylées => favorise la répression
des gènes. La méthylation de l’ADN (cytosines) favorise aussi cette répression des gènes.
➢ Euchromatine : contient des histones acétylées/ hypométhylées => expression des gènes
favorisée.
Quesque le genomes
Ensemble de l’information génétique présente sous forme d’ADN dans une cellule.
➢ Il existe 2 types de localisation de ce génome : d’une part le génome nucléaire et d’autre part le
génome mitochondrial (1 ADN circulaire).
➢ Les chromosomes du génome nucléaire ont une taille très variable (chr 21 vs. chr 1).
➢ Il peut y avoir jusqu’à 10 copies de l’ADN circulaire mitochondriale dans une seule et même
mitochondrie et chacune des copies comporte 37 gènes dont 13 codent pour les protéines de la
chaîne respiratoire.
Caractéristique du génomes nucléaires
Organisé en 46 chromosomes : 2 chromosomes sexuels (dont un
provient du père et l’autre de la mère) + 22 paires de chromosomes
homologues.
➢ La cellule est donc diploïde et il existe 2 copies (= 2 allèles) de chaque
gène nucléaire.
➢ Le chromosome se constitue d’un bras long et d’un bras court, dont
leurs extrémités correspondent aux télomères.
➢ Lors de la métaphase, il y a la réplication du génome ce qui fait que
chaque chromosome comporte deux chromatides.
Quesque la repartitions en mosaïque
Les gènes se répartissent le long de la molécule d’ADN en mosaïque
et non de façon ordonnée.
➢ Chacun des gènes comporte une région régulatrice (en orange en bas
à gauche) qui comprend le promoteur qui permet l’assemblage de la
machinerie transcriptionnelle et d’autres séquences permettant
une fixation spécifique des facteurs de transcription qui vont
contribuer à la régulation de l’expression des gènes considérés.
➢ L’information dans le génome nucléaire est fragmentée : car elle est
contenue dans les régions exoniques, (qui portent l’information
génétique permettant de coder la séquence protéique) morcelées
par des séquences introniques (à contrario de ce qui est observé dans
le génome mitochondrial = ne comprend pas de séquences
introniques, il contient uniquement des exons).
ans le génome nucléaire, seulement quelques pourcents
correspondent aux séquences codantes (en mosaïque) combien
20 à 25% de
l’ensemble.
➢ Les introns = environ 20% du génome.
➢ Séquences uniques = 50% du génome.
➢ L’autre moitié du génome correspond donc à des séquences
répétées et la très grande majorité de ces séquences répétées
correspondent à des transposons (la prof dit qu’elle ne rentrera pas
dans les détails).
➢ Cependant, il faut bien connaître les séquences répétées en tandem.
Combien de type dadn répéter en tandem
➢ Il existe 3 types : Satellite, minisatellite, microsatellite (souvent
utilisés pour les diagnostics).
➢ Ce qui les différencie c’est la taille du motif répété, le nombre de
répétitions et leur localisation.
➢ L’ADN Satellite se situe au niveau des centromères des
chromosomes.
➢ L’ADN minisatellite se situe quant à lui au niveau des télomères.
➢ L’ADN microsatellite se répartit sur l’ensemble du génome.
Quesque gene Comment est structurer un gene
Région d’ADN qui contrôle un caractère héréditaire et correspond
en général à une seule protéine ou un seul ARN.
➢ Un gène comprend une région régulatrice avec un promoteur,
permettant l’assemblage de la machine transcriptionnelle, des
exons dont le nombre de séquences exprimées varie entre 1 à 80 (par
exemple le gène codant l’interféron 1-alfa ne comporte qu’un seul
exon alors que celui codant pour la dystrophine comporte 79 exons),
des régions non exprimées (introns).
Et donc un gene corresponds
Un gène correspond donc à une région de la molécule d’ADN d’un
chromosome de grande taille.
➢ Cette région est caractérisée par une séquence de NTs qui est
orientée (avec une extrémité 5’P et 3’OH).
➢ Les deux brins sont complémentaires (donc en déterminant la
séquence d’un brin cela nous permettra de retrouver la séquence de
l’autre brin) et l’orientation est antiparallèle.
➢ La séquence d’un gène correspond à la séquence en NTs du brin sens
: c’est celui qui présente la région promotrice en 5’P.
➢ Ainsi on va pouvoir lire la séquence en NT, toujours de 5’P vers 3’OH.
Les différents etapes de la maturations de l’ARNm
Différentes étapes correspondent à l’expression des gènes, la 1ère correspondant à la
transcription (synthèse d’un transcrit primaire/pré-ARNm).
Les étapes de maturation sont concomitantes de la transcription.
➢ Le pré-ARNm va subir différentes étapes de maturation avant d’arriver à la traduction :
○ 1. La formation de la coiffe du messager (au niveau de l’extrémité 5’)
○ 2. La poly-adénylation (niveau extrémité 3’)
○ 3. L’épissage (l’excision des différents introns transcrits
Explique moi la formations de la coiffe
Modification de l’extrémité 5’ triphosphate du transcrit primaire.
➢ Débute par l’action d’une ARN phosphatase qui va modifier leur extrémité 5’ triphosphate en
enlevant un phosphate et donner une extrémité 5’ biphosphate.
➢ Puis, il y a l’action d’une guanylyl transférase qui va utiliser comme substrat un GTP pour former
une liaison 5’5’ triphosphate entre l’extrémité 5’ biphosphate du transcrit et du 5’ du GTP, il y a
libération d’un pyrophosphate et formation de la coiffe du messager.
➢ Cette coiffe sera totalement formée lors de l’action de la méthyltransférase sur l’azote en 7ème
de la guanine du noyau purique.
➢ L’ensemble de cette structure associant une liaison 5’5’ triphosphate avec une guanosine dont la
guanine est méthylée en 7 correspond à la coiffe du messager.
➢ Il y a deux autres modifications enzymatiques : méthylation de ces 2 premiers nt au niveau de
l’hydroxyle situés en 2’ de ces 2 ribonucléotides puisqu’on est dans une structure d’ARN.
➢ Cette modification s’effectue au début de la phase d’élongation (au moment de la polymérisation
des 20 premiers nt).
➢ Cette coiffe est reconnue par des protéines : le CBP (CBP = cap binding complex) (cap = coiffe en
anglais) qui conditionne la stabilité de l’ARNm au niveau de l’extrémité 5’, en les protégeant de
l’action des exonucléases (enzymes capables de rompre les liaisons phosphodiesters du squelette
pentose phosphate des transcrits).
➢ Cette coiffe est nécessaire pour la traduction car il y a une coopération entre les différentes
protéines recrutées au niveau de l’ARNm lors de la traduction et le CBP y contribue.
Quesque l’épissage
L’épissage correspond à l’excision de leurs introns à l’instar de la phase de formation de
la coiffe, elle est concomitante à la phase d’élongation.
➢ Il existe différents sites importants (3) pour l’épissage qui peuvent se situer à la jonction
des introns-exons ou bien dans les introns :
○ Le site donneur en 5’ avec pour codon AGG (AG dans le premier exon et G dans
l’intron = jonction entre les 2 guanines).
○ Le site accepteur en 3’ avec pour codon AGG (AG dans l’intron et G dans le
second exon = jonction entre les 2 guanines).
○ Le site de branchement A dans l’intron dont la séquence comprend une adénine
(avec une distance de 30 nucléotides en amont du site accepteur).
➢ A l’issue de la fin de l’épissage, on aura la formation de la liaison entre les 2 guanines.
Explique moi le mécanisme de lepissage
➢ 2 réactions de transestérification par l’action d’un spliceosome qui est constitué de
snRNP (small nuclear ribonucleoprotein) lui-même constitué de 150 protéines associées
à 5 ARNsn (synthétisés par l’ARN polymérase 3). Les snRNP importants sont les snRNP
U1 qui reconnaissent le site 5’ donneur de l’intron, et U2 qui reconnaît le site de
branchement (dont la séquence comporte une adénine importante).
➢ Ces reconnaissances favorisent le rapprochement géographique de ces deux sites
d’épissage qui va permettre la première réaction transestérification de la liaison 2’-
5’phosphodiester entre l’OH en 2’ de l’A du site de branchement (on est dans l’ARN
donc utilisation des riboses) et le phosphate 5’ de la première G de l’intron au niveau du
site donneur d’épissage.
➢ Il y a alors la rupture du squelette pentose-phosphate au niveau de la liaison 3’OH-5’P
entre les deux G du site donneur d’épissage en faveur de la liaison 2’OH-5’P entre l’A et
la G. Il y a alors la formation d’un lasso.
➢ On passe à la deuxième transestérification entre l’extrémité 3’OH de la dernière G du
premier exon et l’extrémité 5’P de la G du second exon. Il y a formation d’une liaison
3’-5’ phosphodiester.
➢ Il y a donc eu l’épissage des introns par la formation de leur jonction.
Et le lasso excisé sera quant à lui dégradé.
Explique moi l’ajout de la queue poly a
La polyadénylation correspond à la modification de l’extrémité 3’ du transcrit primaire. Elle
s’effectue durant la phase de terminaison de la transcription. Plusieurs séquences sont
importantes pour cette étape dont la boîte polyA (polyAdénosine) qui est constituée de 6 nt
(hautement conservés) et de la présence de signaux de fin de transcription sur l’extrémité 3’OH.
➢ L’ARN polymérase II est pré-associé à différents facteurs utiles à la polyadénylation lors de la
transcription (allongement de l’extrémité 3’OH du transcrit primaire) : le CPSF (cleavage and
polyadenylation specific factor) et le CSTF (cleavage stimulation factor) qui sont associés à son
extrémité C-term et se déplacent le long de l’ADN matrice avec la polymérase 2.
➢ Ces deux facteurs reconnaissent spécifiquement la boîte polyA, et font arrêter la transcription
par la dissociation et la libération du transcrit primaire du complexe associant l’ARN polymérase
II.
➢ Il y aura ensuite l’action d’une endonucléase qui va couper l’ARN (transcrit) au niveau de
l’extrémité 3’OH à environ une vingtaine de nt en aval de la polyA.
➢ On aura l’action de la PAP (polyA polymérase), qui utilise des ATP pour polymériser environ 200
adénosines pour agrandir le transcrit au niveau de l’extrémité 3’OH formant ce qu’on appelle
alors la queue PolyA.
➢ Cette queue polyA sera spécifiquement reconnue par les PABP (polyA binding protein) qui auront
plusieurs rôles. Leur fixation va permettre de réguler la polyAdénylation et donc son arrêt. Mais
également protéger l’extrémité 3’OH des ARNm de l’action de 3’exonucléase (= meilleure
stabilité des ARNm qui vont pouvoir être traduits). Ainsi, si la queue polyA est plus courte
(raccourcit), moins de PABP se fixeront, induisant une diminution de sa stabilité et une
augmentation de la dégradation de l’ARNm. Un raccourcissement de la queue polyA favorise
donc la dégradation des ARN messager.
Parle moi de la coopérations des facteurs de transcriptions
Les transcrits ont de nombreux partenaires protéiques qui coopèrent entre eux :
○ Le CBC (cap binding complex) qui reconnaît la coiffe du messager, facilite la
reconnaissance de la boîte polyA par les CPSF et CSTF mais aussi la polyadénylation au
niveau de l’extrémité 3’. Cette protéine permet aussi le positionnement des snRNP U1
et U2 facilitant l’épissage des introns.
○ Les protéines SR, qui sont riches en arginine, se placent au niveau des exons aident au
positionnement des snRNP U1 et U2.
➢ De nombreux partenaires protéiques des transcrits coopèrent entre eux pour faciliter les
différentes étapes de maturation des transcrits primaires.
Comment ce passe le transport de larn vers le cytoplasme
➢ A la fin de la maturation, l’ARNm (le transcrit) est prêt pour l’export nucléaire qui est un
transport actif. Lors de cette étape, certains partenaires protéines ne seront pas exportés avec
l’ARNm mais perdus tandis que d’autres seront conservés, tel que le CBC, qui est utile à la
traduction donc à la synthèse protéique.
Quesque la diversité des Aram
La synthèse d’un gène unique peut conduire à la synthèse de plusieurs protéines différentes.
Et ce par différents mécanismes aboutissant à la formation d’environ 100 000 protéines à partir
d’environ 21 000 gènes
Quesque lepissage alternsatif
Le choix des sites donneurs et accepteurs d’épissage dépend des types de
snRNP utilisés. L’exemple du gène de la tropomyosine de rat (il possède 14
exons et 3 sites de polyadénylation représentés par des flèches roses). La
présence de ce 14ème exon dépend du site de polyA choisi mais ne permet
pas à lui seul d’expliquer la formation des 5 isoformes de cette
tropomyosine (il faut l’intervention d’un épissage alternatif pour expliquer
la synthèse de ces différentes isoformes). Cela est dû à la présence de 2
types d’exons.
➢ Le choix ou non de certains sites, contribue à l’excision de 2 introns à la fois
avec l’exon situé entre ces 2 introns. Si bien que certains exons (comme le
1), sont présents dans toutes les isoformes.
➢ Les exons constitutifs, qui sont toujours présents à la fin de l’épissage
comme l’exon 1 (les exons 2 et 3 ne seront pas présents dans toutes les
isoformes).
➢ Les exons alternatifs (2 et 3), qui ne sont présents que chez certaines
isoformes car ils ont été excisés en même temps que les introns (le site
donneur sélectionné était l’exon suivant, coupant deux introns en même
temps avec un exon). Cela contribue donc à obtenir une diversité d’ARNm
dans un premier temps, et donc des isoformes protéiques.
Quesque Ila traductions
La traduction est l’ensemble des mécanismes qui assurent la synthèse des protéines à partir de la
séquence nucléotidique de l’ARN messager.
♦ Cette étape est l’étape finale de l’expression des gènes et se déroule dans le cytosol.
♦ Les ARNm sont donc nécessaires à la traduction tout comme les ARNt, les ARNr, les acides aminés et de
l’énergie (ATP) comme pour toute synthèse.
♦ La traduction s’effectue en 4 étapes :
● l’activation des acides aminés
● la formation du complexe d’initiation
● l’élongation
● la terminaison
Sur quoi repose la traductions
♦ La traduction repose sur le code génétique pour s’effectuer, il y a le passage d’une
l’information génétique de la séquence de l’ARNm composée de 4 bases différentes (les acides
nucléiques) à une séquence protéique composée de 20 acides aminés différents.
♦ Le code génétique est formé de 3 lettres formant un codon (la séquence de 3 acides
nucléiques forme un codon).
Nous possédons 64 (43) codons différents dont 3 codons stop qui arrêtent la traduction (UAA,
UAG, UGA) et d’un codon initiateur AUG (méthionine). Finalement il existe 61 codons qui
codent pour 20 acides aminés.
♦ On dit que le code génétique est dégénéré car plusieurs codons peuvent coder pour
un même acide aminé.
● L’alanine est codée par 4 codons différents.
● La plupart des acides aminés hydrophobes possèdent U comme 2ème
nucléotide.
● Les acides aminés commencent tous par le codon AUG
Quels est la structures de larn t
Les ARNt sont de petites tailles d’environ 75-95 nt.
● Ils possèdent de courts appariements qui vont permettre la formation de 3
boucles et le rapprochement des 2 extrémités (5’ et 3’).
Ainsi il existe la boucle D, la boucle T et la boucle anticodon qui porte l’anticodon
c’est-à-dire le codon complémentaire de celui qui sera lu sur l’ARN messager.
Son extrémité 3’OH correspond au site de fixation de l’acide aminé
correspondant.
● Ces ARNt au niveau de leur séquence sont constitués de bases rares tels que la
pseudo uridine (fixation du ribose en C5 plutôt qu’en N1 ; sa présence est
signifiée par le sigle Ψ (psy)) et de dihydro uridine (composé
d’une saturation, une double liaison en C5-C6).
● Feuille de trèfles mais en réalité il existe un rapprochement des boucles D et T
qui donne une structure en forme de L inversée.
Quels le mécanisme d’activations de larn t
Cette activation se déroule en 2 réactions :
o 1.Adénylation : Ces enzymes vont utiliser une molécule d’ATP et un acide
aminé et leur réaction va donner la libération de 2Pi (rupture de 2 liaisons
anhydride d’acide) et le produit final de cette réaction correspond à l’acide
aminé adénylé(avec un AMP sur son COOH).
o 2. La fixation sur l’ARNt : Il y a la formation d’une liaison entre l’ARNt au
niveau de son extrémité 3’OH et l’acide aminé activé donnant un
aminoacyl-ARNt et la libération d’un AMP
La structures des ribosomes
Les ribosomes forment une structure d’environ 200 sur 220 angström et comptent 2 sous unités :
o Une sous-unité 60S (grande sous-unité) composée des ARNr 28S, 5,8s, 5S et 49 protéines.
Cette sous-unité permet la fixation des ARNt.
o Une sous-unité 40S (petite sous-unité) composée de l’ARNr 18S et 33 protéines.
Cette sous unité permet la fixation de l’ARNm sur une longueur de 35 nt.
● Au niveau de la grande sous unité, l’on retrouve 3 sites de fixation des ARNt :
o Un site A qui permet la fixation de l’aminoacyl-ARNt (l’acide aminé activé).
o Un site P qui permet la fixation du peptidyl-ARNt (ARNt lié au peptide en cours de synthèse).
o Un site E qui correspond au site de sortie du ribosome.
● Le déplacement des ribosomes le long des ARNm s’effectue en direction de leur extrémité 3’,
effectivement la synthèse protéique débute avec la lecture de l’extrémité 5’ de l’ARNm et la synthèse
de l’extrémité N-ter des protéines.
Cette synthèse s’effectue avec un déplacement des ribosomes vers l’extrémité 3’OH de l’ARNm et un
allongement de l’extrémité C-ter des protéines.
Par quoi est marques le debut de la traductions
Le début de la traduction est marqué par le codon initiateur AUG (méthionine).
Le choix de ce codon est important car il définit un cadre de lecture de la séquence
de l’ARNm (ORF Open Reading Frame) qui permet de coder la séquence protéique.
Si on choisit un autre codon AUG, on aura la synthèse d’une protéine différente et
si on a un décalage d’une paire de base, la définition des codons sera modifiée et
donc la séquence protéique.
Comment se forme le complexe d’initiations de la traductions
La formation de ce complexe se forme grâce à de nombreux facteurs
protéiques, les eIF (Eucaryotic Initation Factor).
o La première réaction s’effectue par la formation d’un complexe ternaire
entre l’eIF2, la méthionine activée (liée à l’extrémité 3’OH de son ARNt) et du
GTP. De façon pré associée il y a la petite sous unité 40S du ribosome avec le
facteur Eif3.
Ainsi une fois le complexe ternaire formé (eIF2-GTP-Met) il y a un recrutement de
ce complexe au niveau de la petite sous unité du ribosome.
♦ L’ARNm subit différentes étapes de maturation, sa structure comporte la coiffe
du messager en 5’ reconnue par la CBP.
Au niveau de son extrémité 3’ l’ARNm porte une queue polyA reconnue par les
PABP (Poly(A)-binding protein).
♦ Le facteur eIF4 comporte plusieurs sous-unités et l’une d’entre elles va
reconnaître spécifiquement la CBP, ainsi il va y avoir recrutement des eIF4 au
niveau de l’extrémité 5’ de l’ARNm avec reconnaissance spécifique de la CBP. De
même une autre sous unité de eIF4 reconnaît spécifiquement les PABP.
♦ Ainsi il y a une circularisation de l’ARNm avec ses deux extrémités qui sont reliés
par l’intermédiaire de Eif4. La sous-unité eIF4A possède une activité enzymatique:
l’hélicase qui permet d’éviter la formation de structure secondaire dans la chaîne
et de favoriser le recrutement des autres partenaires protéique qui va
correspondre à la sous- unité 40S pré associé à eIF2 (le complexe ternaire) et eIF3.
Élongations de la traductions
♦ La phase d’élongation utilise là encore des facteurs protéiques appelés cette fois-ci eEF
(eukaryotic Elongation Factor).
♦ Le plus important est l’eEF1α qui va constituer un complexe ternaire avec
l’aminoacylARNt (n’importe lequel) et du GTP et se fixer au niveau du site A de la grande sous-unité du
ribosome.
Le complexe ternaire qui se fixera au niveau de ce site dépend de la complémentarité entre la boucle
anti-codon de l’ARNt et la séquence de l’ARNm présent au niveau du site A.
Lors de la fixation du complexe ternaire au niveau du site A, il y a hydrolyse du GTP en GDP avec la
libération d’un complexe associant eEF1α et du GDP.
Ce dernier complexe est recyclé par l’intervention d’eEF1β qui va régénérer le GDP en GTP qui va pouvoir
se réassocier et former un complexe ternaire avec un nouvel aminoacyl ARNt.
♦ La synthèse de la liaison peptidique entre le peptide en cours de synthèse ou la Méthionine
résultant de l’initiation de la traduction. Prenons l’exemple d’un peptide en cours de synthèse qui se
situerait au niveau du site P de la grande sous unité du ribosome (comme la Mét en initiation), donc il y
a formation d’une liaison peptidique entre ce peptide en cours de synthèse et le nouvel acide aminé
présent au niveau du site A de la grande sous unité du ribosome.
♦ La synthèse de la liaison peptidique va être effectué grâce à l’activité enzymatique de l’ARNr 28s
qui compose la grande sous unité du ribosome. Cet ARNr 28s a une activité peptidyl transférase.
La terminaisons de la traductions
L’élongation va se poursuivre ainsi jusqu’à la rencontre d’un codon stop présent au niveau de la
séquence de l’ARNm présenté au niveau du site A du ribosome.
● Il n’existe pas d’ARNt capables de reconnaître des codons stop (UAA ; UGA ; UAG) mais les
eRF(eukaryotic Releasing Factor) en sont capables.
● Un eRF reconnaît les codons stop et se positionne donc au niveau du site A de la grande
sous unité du ribosome, cette fixation favorise l’hydrolyse de la liaison entre la protéine néo
synthétisée et l’ARNt qui était liée au dernier acide aminé venu allonger l’extrémité C-ter du
peptide en cours de synthèse.
● Ensuite il y a une dissociation du ribosome, donc dissociation de la petite et de la grande sous
unité ainsi que dissociation de l’ARNm associé à la petite sous unité et libération de la protéine
qui vient d’être synthétisée.
Quesque polysomes
En réalité lors de la traduction d’un ARNm il y a la formation d’un polysome c’est-à-dire
que plusieurs sous unités de ribosomes vont se succéder le long d’une molécule d’ARNm
pour effectuer la synthèse protéique.
Quels est le premier processus de régulation dde la traductions
premier processus qui permet de réguler l’expression des gènes est de moduler la stabilité de
l’ARNm. Si celui-ci est dégradé, alors il n’y aura pas de traduction et donc pas d’expression des
gènes au niveau protéique.
Qu’esquinté protege larn m de l’actions des nucleases
L’ARNm a suivi plusieurs étapes de maturation qui lui permet d’être
reconnu par différents partenaires protéiques qui vont les protéger de
l’action des nucléases capables d’hydrolyser les liaisons 3’-5’
phosphodiester.
Ainsi, leur stabilité est augmentée et cela permet de favoriser la
traduction et donc l’expression des gènes correspondants :
o Au niveau de la coiffe du messager, on retrouve le CBP (Cap Binding
Protein) et le CBC (Cap Binding Complex) qui protège l’ARNm de l’action
des 5’exonucléases qui pourraient dégrader l’extrémité 5’ des ARNm.
o Au niveau de sa queue polyA, ceux sont les PABP (PolyA Binding
Protein) qui vont le protéger de l’action des 3’exonucléases.
o Lors de la traduction, l’association de l’ARNm avec les ribosomes va le
protéger de l’action des endonucléases.
● Ainsi une augmentation de la stabilité de l’ARNm va favoriser la traduction
et augmenter l’expression des gènes correspondants.
Cette stabilité de l’ARNm peut également employer un processus faisant intervenir
Cette stabilité de l’ARNm peut également employer un processus faisant intervenir des ARN
interférents dont les ARNmi (les microARN).
Les ARNmi ont été découverts dans les années 90 lors de l’étude de la couleur de fleurs, les
pétunias qui étaient mauve, rose ou blanche en fonction de la présence ou non de ces ARNmi.
Ils sont l’unique produit d’un gène qui leur est donc spécifique.
○ La transcription de ce gène s’effectue par la synthèse d’un priARNmi avec une structure
comprenant environ 1000 nt avec une forme d’épingle à cheveux avec le repliement et
l’hybridation sur elle-même d’une partie de la séquence de ce pri-ARNmi.
○ Au niveau nucléaire, celui-ci subit l’action d’un Drosha, une ARNase III(ou RNAse les deux
signifient la même chose) qui va cliver ce priARNmi au niveau de ses extrémités 5’-3’.
Ainsi on obtient un pré ARNmi de 30-100 nt toujours avec la forme d’une épingle à
cheveux.
○ Il est transporté dans le cytosol par l’exportine 5 où il va subir l’action de l’ARNase Dicer
(ARNase III) cytosolique qui va permettre d’obtenir la structure des ARNmi qui correspond
à une molécule double brins d’environ 20-22 nt avec les 2 derniers nt non hybridés de
chaque brin.
Comment les ARNmi régule la stabilité de L’ARNm
Cette stabilité de l’ARNm peut également employer un processus faisant intervenir des ARN
interférents dont les ARNmi (les microARN).
Les ARNmi ont été découverts dans les années 90 lors de l’étude de la couleur de fleurs, les
pétunias qui étaient mauve, rose ou blanche en fonction de la présence ou non de ces ARNmi.
Ils sont l’unique produit d’un gène qui leur est donc spécifique.
○ La transcription de ce gène s’effectue par la synthèse d’un priARNmi avec une structure
comprenant environ 1000 nt avec une forme d’épingle à cheveux avec le repliement et
l’hybridation sur elle-même d’une partie de la séquence de ce pri-ARNmi.
○ Au niveau nucléaire, celui-ci subit l’action d’un Drosha, une ARNase III(ou RNAse les deux
signifient la même chose) qui va cliver ce priARNmi au niveau de ses extrémités 5’-3’.
Ainsi on obtient un pré ARNmi de 30-100 nt toujours avec la forme d’une épingle à
cheveux.
○ Il est transporté dans le cytosol par l’exportine 5 où il va subir l’action de l’ARNase Dicer
(ARNase III) cytosolique qui va permettre d’obtenir la structure des ARNmi qui correspond
à une molécule double brins d’environ 20-22 nt avec les 2 derniers nt non hybridés de
chaque brin.
