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Génétique SBM H16 > Semaine 4: Mécanisme de la transcription > Flashcards

Semaine 4: Mécanisme de la transcription Flashcards

1
Q

Quelles facettes de la transcription peuvent être régulées?

A

1- Quels gènes transcrire

2- Niveau de transcription

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2
Q

Combien d’ARN pol les procaryotes ont-ils?

A

1

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3
Q

Combien d’ARN pol les eucaryotes ont-ils?

A

3 (I, II, III)

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4
Q

ARN pol I transcrit…

A

Les gènes codant pour le grand précurseur des ARN ribosomaux (ARNr)

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5
Q

ARN pol II transcrit…

A

La plupart des gènes codant pour des protéines

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6
Q

ARN pol III transcrit…

A
  • Les ARNt
  • Les petits ARN nucléaires
  • L’ARNr 5S
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7
Q

L’enzyme minimale bactérienne comprend…

A
  • 2 copies de la sous-unité alpha (a’ et a’’)
  • 1 copie de chaque beta (B et B’)
  • 1 copie de omega (w)
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8
Q

L’ARN pol II contient…

A
  • RPB1
  • RPB2
  • RPB3
  • RPB6
  • RPB11
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9
Q

Sous-unités homologues entre eucaryote et pol II

A
  • B et B’ avec RPB1 et RPB2
  • a’ et a’’ avec RPB3 et RPB11
  • w avec RPB6
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10
Q

Quelles sous-unités forment la pince?

A

B et B’ ou RPB1 et RPB2

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11
Q

Où le site actif est-il situé sur ARNpol?

A

À la base de la pince

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12
Q

3 étapes de la transcription

A
  • Initiation
  • Élongation
  • Terminaison
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13
Q

Étapes de l’initiation

A
  • Complexe fermé
  • Complexe ouvert
  • Détache du promoteur
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14
Q

Initiation: Complexe fermé

A
  • Liaison de ARN pol
  • ADN double brin
  • Étape réversible
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15
Q

Initiation: Complexe ouvert

A
  • ARN pol liée
  • ADN simple brin
  • Apparition de la bulle de transcription sur 14pb
  • Étape irréversible
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16
Q

Initiation: Détache de ARN pol

A
  • Transcription 5’ -> 3’
  • Un seul des deux brins de la chaîne = matrice
  • 10 premiers nucléotides
  • Synthèse abortive (inefficace)
  • Après les 10, libération de ARN pol
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17
Q

Le site actif de ARN pol contient-il des ions métalliques comme ADN pol?

A

Oui, mais seulement 1 MG2+ au lieu de 2. Le deuxième est introduit avec le nucléotide entrant et sort avec le pyrophosphate

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18
Q

Quelles sont les fonctions de l’ARN pol lors de la transcription?

A
  • Ouvre la double hélice en aval
  • Referme la double hélice en amont
  • Dissocie l’ARN en croissance de la matrice
  • Corrige les erreurs potentielles
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19
Q

Comment s’appelle le complexe promoteur-polymérase lors de l’initiation?

A

Complexe de transcription initial

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20
Q

Qu’est-ce qui transforme l’enzyme minimal de ARN pol en holoenzyme de l’ARN polymérase chez lez bactéries?

A

L’addition d’un facteur d’initiation sigma

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21
Q

Quel facteur d’initiation sigma est prédominant chez E. coli?

A

70

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22
Q

Les promoteurs reconnus par pol contenant sigma 70 partagent…

A

2 séquences conservées de 6 nucléotides séparées par environ 17 pb

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23
Q

Comment se nomment les éléments reconnus plus ou moins spécifiquement pas sigma 70 chez E. coli?

A

Éléments -10 et -35

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24
Q

Que signifie un promoteur fort chez E.coli?

A

Les promoteurs dont la séquence se rapproche le plus du consensus, donc ceux dont la transcription sera la plus efficace.

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25
Q

Qu’est-ce que l’élément UP?

A

Un élément contenu par les promoteurs plus puissants, en amont de l’élément -35, qui augmente la stabilité de pol en offrant un contact supplémentaire avec ADN

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26
Q

Qu’est-ce que les promoteurs ne possédant pas de région -35 ont à la place?

A

Une région -10 allongée

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27
Q

Quel élément découvert récemment se trouve en aval de -10? Quelle est sa fonction?

A

Élément discriminateur, qui ajouterait lui aussi de la stabilité à pol et de la force au promoteur

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28
Q

Quelles sont les différentes régions de sigma 70?

A

1, 2, 3, 4

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29
Q

Quelles régions de sigma 70 reconnaissent -10 et -35?

A

2 et 4

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30
Q

Quelle est la structure de la région 4?

A

2 hélices formant motif hélice-coude-hélice

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31
Q

Quel sont les rôle des hélices de la région 4 de sigma 70?

A
  • La première s’insère dans le grand sillon et interagit directement avec les bases de l’élément -35
  • la deuxième se place en travers et au-dessus du grand sillon et établit des contacts avec le squelette de l’ADN
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32
Q

Élément -10 est reconnu par…

A

Hélice alpha de la région 2

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33
Q

Élément -10 allongé est reconnu par…

A

Hélice alpha de la région 3

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34
Q

Élément discriminateur est reconnu par…

A

Région 1.2

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35
Q

Élément UP est reconnu par…

A

Domaine C-terminal de la sous-unité alpha = alphaCTD

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36
Q

À quoi est lié alphaCTD?

A

AlphaNTD (domaine N-terminal de alpha)

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37
Q

À quel niveau de position sur ADN se forme la bulle de transcription?

A

-11 à +3

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38
Q

Comment s’appelle la transition de complexe fermé à ouvert ?

A

Isomérisation

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39
Q

L’isomérisation nécessite-t-elle de l’ATP pour holoenzymes bactériennes (sigma70)?

A

Non

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40
Q

V ou F: Isomérisation est réversible

A

Faux

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41
Q

Quels sont les canaux de ARNpol?

A 
1- Canal d'arrivée des NTPs (invisible)
2- Canal de sortie de ARN
3- Canal NT (sortie du brin sens)
4- Canal T (sortie du brin matrice)
5- Canal aval (entrée ADN bicaténaire)
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42
Q

Quels sont les 2 changements structuraux importants observés durant isomérisation?

A

1- Mâchoires se referment sur ADN en aval

2- Domaine N-terminal de sigma (1.1) se déplace de l’entrée du canal aval vers l’extérieur pour libérer l’entrée

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43
Q

ARN pol débute la plupart des transcrits par un…

A

A

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44
Q

Quelle partie de l’holoenzyme serait particulièrement impliquée dans les ineractions avec le 1er et/ou 2er NTP dans la synthèse abortive?

A

Le linker sigma 3/4 (lien entre sous-unités 3 et 4 de sigma) chargé négativement

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45
Q

Quels sont les 3 modèles proposés pour le déplacement du site actif le long de la matrice?

A

1- Excursion transitoire
2- Inchworming
3- Compression

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46
Q

Quel modèle de déplacement du site actif est valide?

A

Le modèle compression, car il n’y a pas de déplacement de ARNpol.

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47
Q

Quelle serait la raison pour la synthèse abortive?

A
  • Linker 3/4 = chargé négativement = mime ADN
  • Bloque le canal de sortie ARN donc crée accumulation d’ADN dans enzyme durant complexe ouvert
  • Lorsque la compression est trop forte (fin de la synthèse abortive), sigma serait expulsé du coeur de l’enzyme et pol éjecté du promoteur
  • Synthèse abortive mène donc à l’accumulation d’énergie via compression d’ADN pour la libération de pol pour l’élongation
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48
Q

2 fonctions correctrices de ARN pol

A

1- Correction pyrophospholytique

2- Correction hydrolytique

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49
Q

Correction pyrophospholytique

A

Enlèvement du nucléotide incorrect par incorporation d’un PPi

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50
Q

Correction hydrolytique

A

Enzyme recule d’un ou plusieurs nucléotides et clive une section contenant l’erreur

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51
Q

Facteurs Gre

A

Stimulent:

  • Correction hydrolytique
  • Élongation
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52
Q

Protéines Nus

A
  • Se joignent à pol pendant élongation

- Stimulent élongation et terminaison

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53
Q

Enzyme qui enlève la polymérase et recrute les enzymes de réparation

A

TRCF (transcription-repair coupling factor)

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54
Q

Comment la TRCF agit-elle?

A
  • Elle voyage le long de l’ADN en amont de pol grâce à énergie de ATP et rencontre pol bloquée, puis la pousse vers l’avant
  • Reprise de la traduction ou dissociation de pol
  • TRCF recrute enzymes de réparation
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55
Q

Quels enzymes de réparation sont recrutés par TRCF?

A

Endonucléase Uvr[A]BC

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56
Q

2 types de terminateurs bactériens

A

1- Rho-dépendant

2- Rho-indépendant

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57
Q

Qu’est-ce qu’un terminateur rho-dépendant?

A

Élément d’ARN appelé site rut (rho-utilization) qui requiert l’action de la protéine rho

58
Q

Qu’est-ce qu’une protéine rho?

A

Homohexamère en forme d’anneau qui se fixe à l’ARN simple brin dès qu’il émerge de ARNpol

59
Q

Quelle énergie rho utilise-t-elle pour induire la terminaison?

A

ATP

60
Q

À quoi rho se lie-t-il sur ARN?

A

Site rut

61
Q

Si ARNpol va plus rapidement que rho, comment rho rattrappe-t-elle ARNpol?

A

ARNpol fait une pause au “rho-sensitive pause site” (RSPS) situé 100 nucléotides en aval de rut

62
Q

Quels sont les 3 modèles d’action de rho lors de son arrivée à pol?

A

1- Pousserait pol en avant
2- Arracherait pol de ARN
3- Induirait changement de conformation de pol

63
Q

Qu’est-ce que le site rut?

A

Une séquence d’environ 70 nucléotides riche en C qui ne forme pas de structure secondaire et qui est reconnu spécifiquement par rho

64
Q

Autre nom de terminateur rho-indépendant

A

Terminateur intrinsèque

65
Q

Deux éléments nécessaires aux terminateurs intrinsèques

A

1- Courte séquence répétée et inversée

2- Série d’environ 8 paires de bases A:T (ADN)

66
Q

Quelle structure prend forme si une séquence répétée et inversée est transcrite? Pourquoi cela rend-il le terminateur intrinsèque efficace seulement dans ARN et non ADN?

A

La séquence simple-brin répétée et inversée se replie sur elle-même pour former une structure en tige-boucle (épingle à cheveux). Cela ne fonctionne pas sur ADN car double brin!

67
Q

Comment l’épingle à cheveux pourrait-elle induire la terminaison?

A

1- Pousser ARNpol vers l’avant
2- Extirper le transcrit de la polymérase
3- Induire un changement de conformation de pol

68
Q

À quoi servent les 8 paires A:T suivant la séquence répétée et inversée dans le terminateur intrinsèque?

A

Transcrit, un a une paire A-U très facile à dissocier (moins stable que A-T)

69
Q

Sous quel acronyme sont regroupés les équivalents du facteur d’initiation sigma procaryote chez les eucaryotes?

A

FGT (facteurs généraux de transcription)

70
Q

De quels facteurs supplémentaires, en plus des FGT, la cellule eucaryote a-t-elle besoin?

A

1- Protéines régulatrices
2- Médiateur
3- Enzyme de modification de la chromatine

71
Q

De quoi est constitué le promoteur minimal eucaryote de pol II?

A

40 à 60 nucléotides en amont ou en aval du site d’initiation

  • BRE (élément reconnu par TFIIB)
  • Boîte TATA
  • Inr (élément initiateur)
  • Éléments d’aval du promoteur (DPE, DCE, MTE)
72
Q

Si un promoteur contient une boît TATA, il ne contiendra pas de…

A

DPE

73
Q

Souvent, un promoteur contenant TATA contient aussi…

A

DCE

74
Q

Inr peut être combiné à…

A

TATA ou DPE, jamais les 2

75
Q

Pour une transcription in vivo, en plus du promoteur eucaryote minimal, on a besoin de séquences […]. Que sont-elles?

A

Séquences régulatrices:

  • Éléments proximaux du promoteur
  • UAS (séquences activatrices en amont)
  • Enhancers
  • Silencers, éléments frontières et isolateurs
76
Q

De quoi est constitué le complexe de préinitiation (PIC)?

A

Pol II + FGT liés au promoteur

77
Q

À quel niveau sur le promoteur débute la mis en place du PIC?

A

La boîte TATA

78
Q

Par quel facteur de transcription est reconnue la boîte TATA? Quelle sous-unité de ce facteur est responsable de lier la boîte TATA?

A

TFIID via sa protéine TBP (TATA-binding protein)

79
Q

Comment sont appelés les autres sous-unités de TFIID?

A

TAFs (TBP-associated factors)

80
Q

Que reconnaissent les TAFs?

A

D’autres éléments du promoteur minimal (DPE, DCE, Inr)

81
Q

Quelle est la conséquence de la liaison de TBP à TATA?

A

Pronfonde déformation de TATA qui devient une plate-forme pour d’autres facteurs de transcription et pol II

82
Q

Dans quel ordre les facteurs de transcription suivants se lient-ils au complexe TBP-TATA?

A
  • TFIIA
  • TFIIB
  • TFIIF + Pol II
  • TFIIE
  • TFIIH
83
Q

Quel facteur a une activité hélicase ATP-dépendante et sépare les 2 brins d’ADN?

A

TFIIH

84
Q

Quelles sont les 2 étapes de la libération du promoteur eucaryote?

A

1- Hydrolyse de ATP

2- Phosphorylation de queue CTD (Pol II)

85
Q

2 étapes nécessitent hydrolyse d’ATP dans l’initiation de la transcription eucaryote. Lesquelles?

A

1- Fusion de ADN par TFIIH

2- Phosphorylation de queue CTD

86
Q

Que contient la queue CTD?

A

Série de répétitions (52 chez l’homme) de l’heptamère tyr-ser-pro-thr-ser-pro-ser qui seront phosphorylés pour mener à l’élongation

87
Q

Quelle structure la TBP utilise-t-elle pour reconnaître quel sillon de la boîte TATA?

A

Feuillet beta qui reconnaît le petit sillon

88
Q

Comment la spécificité de TBP pour TATA est-elle assurée?

A

TBP reconnaît la facilité avec laquelle TATA se déforme. Grâce à ses 2 résidus phe qui s’intercalent entre les paires de bases aux extrémités de TATA, TBP élargit le petit sillon presque jusqu’à plat et plie l’ADN d’environ 80 degrés.

89
Q

Quels TAFs qui stabilisent l’ADN ont des similitudes structurales avec les histones et se lient à des éléments d’ADN du promoteur?

A

TAF42 et TAF62

90
Q

Avec quoi TFIIA interagit-il?

A

TBP/TFIID et pas l’ADN!!

91
Q

Quelles sont les fonctions de TFIIA?

A

1- Élimine interaction entre réprésseurs et TBP qui l’empêcherait de former PIC
2- Agit comme coactivateur

92
Q

Quells gènes encodent TFIIA?

A
  • TFIIA alpha/beta (TOA1)

- TFIIA gamma (TOA2)

93
Q

Avec quoi TFIIB fait-il contact?

A
  • ADN
  • TBP
  • Pol II
94
Q

TFIIB a des interactions base-spécifique avec..

A
  • grand sillon en amont (sur BRE)

- petit sillon en aval de TATA

95
Q

Où est-ce que TFIIB fait contact avec pol II?

A

Dans le canal de sortie de ARN et dans le site actif

96
Q

Quelles sont les 2 sous-unités de TFIIF chez l’homme?

A

RAP74 et RAP30

97
Q

Rôle de TFIIE

A

Recrutement et régulation de TFIIH

98
Q

Rôle de TFIIH

A

Contrôle la transition de initiation à élongation

99
Q

Quel TF est le plus gros? Combien de sous-unités?

A

TFIIH avec 10 sous-unités

100
Q

Quelles sont les 2 activités catalytiques de TFIIH?

A

ATPase et kinase

101
Q

Dans quels procédés TFIIH est-il impliqué en plus de la transition initiation-élongation?

A
  • Fusion du promoteur et détachement de celui-ci

- Réparation ADN par excision de nucléotide

102
Q

Qu’est-ce qui justifie le besoin d’un médiateur?

A

ADN matrice in vivo est empaquetée sous forme de chromatine, ce qui complique la liaison au promoteur de Pol et ses facteurs de transcription

103
Q

Quel est le rôle des activateurs? Où se lient-ils à l’ADN?

A

Ils aident au recrutement de la polymérase et se lient en amont du promoteur

104
Q

Comment le médiateur facilite-t-il l’initiation?

A

En régulant l’activité CTD kinase de TFIIH (donc régule la phosphorylation de CTD)

105
Q

Combien de sous-unités composent le médiateur?

A

20

106
Q

Quelle sous-unité importante du médiateur est indispensable pour la transcription de presque tous les gènes Pol II in vivo?

A

Srb4/Med17

107
Q

En quoi le médiateur est-il organisé? Qu’est-ce que cela représente?

A

En modules, qui représentent chacun un groupe de sous-unités

108
Q

Pourquoi existe-t-il plusieurs combinaison de modules pour composer un médiateur?

A

Car ça dépend de quel gène on veut transcrire

109
Q

Quels facteurs remplacent les facteurs d’initiation lors de l’élongation?

A

TFIIS et hSTP5

110
Q

Où sont recrutées les enzymes de maturation de l’ARN eucaryote?

A

Au niveau de la queue CTD

111
Q

Quelle kinase joue un rôle important dans l’élongation? Quel est son rôle?

A

Kinase p-TEFb

  • Phosphoryle Ser en position 2 de CTD, ce qui corrèle avec l’élongation
  • Phosphoryle et active TAT-SF1, un facteur d’élongation
112
Q

Quelle famille de molécules est une classe de facteurs d’élongation? Comment agissent-ils?

A

Famille ELL

- Lie pol II et supprime ses arrêts temporaires, ce qui améliore processivité de pol II

113
Q

Quel TF d’initiation joue également un rôle dans l’élongation?

A

TFIIF

114
Q

Quel TF stimule l’élongation seulement et n’a aucun effet sur l’initiation?

A

TFIIS

115
Q

Rôle de TFIIS

A
  • Comme ELL, TFIIS réduit les temps de pause de pol

- Stimule activité RNase de pol II (correction)

116
Q

Quelle forme de correction TFIIS promeut-il?

A

Hydrolyse limitée de l’ARN

117
Q

Quel facteur facilite la transcription au niveau des nucléosomes?

A

FACT

118
Q

De quelles sous-unités est composé FACT? À quoi se lie chaque sous-unité?

A
  • Spt16 = Lie un dimère H2A/H2B

- SSRP1 = Lie le tétramère H3-H4

119
Q

Comment fonctionne un FACT?

A

Devant pol, FACT enlève un dimère H2A/H2B via Spt16, ce qui permet à pol de passer. Ensuite, FACT remet le dimère en place, ce qui reforme le nucléosome initial.

120
Q

Quelles modifications l’ARN doit-il subir avant d’être exporté hors du noyau?

A
  • Formation de la coiffe 5’
  • Épissage
  • Formation de la queue poly-A 3’ (polyadéylation)
121
Q

Quel facteur d’élongation mène à l’ajout de la coiffe 5’ via la phosphorylation de quel résidu Ser?

A

hSPT5 contribue au recrutement de l’enzyme qui phosphoryle Ser5

122
Q

Quel facteur d’élongation recrute les composantes de la machinerie d’épissage via la phosphorylation de quel Ser?

A

TAT-SF1 via la phosphorylation de Ser2

123
Q

Quelles sont les conséquences d’un Ser5 phosphorylé?

A
  • Libération du promoteur (élongation débute)

- Ajout coiffe 5’

124
Q

Quelles sont les conséquences d’un Ser2 phosphorylé?

A
  • Élongation se poursuit

- Épissage débute

125
Q

Pourquoi la liaison d’une guanine méthylée è l’extrémité 5’ est-elle particulière?

A

Car c’est une liaison 5’-5’ impliquant 3 phosphates

126
Q

3 étapes de l’ajout de la coiffe et enzymes catalysant chaque étape

A

1- Retrait d’un phosphate de 5’ (ARN triphosphatase)
2- Ajout de GMP (guanylyltransférase)
3- Méthylation de GMP (méthyltransférase)

127
Q

Rôles de la coiffe

A

1- Protège ARNm des RNases (dégradation)
2- Exporte ARNm dans cytoplasme
3- Recrute les ribosomes (traduction)

128
Q

Quel événement stimule l’ajout de la queue poly-A?

A

Lorsque pol II atteint la fin d’un gène, elle rencontre séquence AAUAAA qui stimule le transfert des enzymes de polyadénylation sur ARN

129
Q

4 événements suivant la liaison des enzymes de polyadénylation à l’ARN

A

1- Clivage de ARNm
2- Ajout d’environ 200 A sur 3’
3- Dégradation ARN suivant
4- Terminaison de la transcription

130
Q

Quels complexes protéiques sont transportés par pol II (CTD) alors qu’elle approche la fin d’un gène? Quels sont leurs rôles?

A
  • CPSF = Clive ARN en aval du signal AAUAAA et recrute poly-A-polymérase
  • CstF = Stimule le clivage ARN par CPSF puis s’en va
131
Q

Rôle de poly-A-polymérase

A
  • Ajoute les A 3’

- Recrute les PABP

132
Q

Quels sont les 2 modèles de terminaison eucaryote proposés?

A
  • Torpille

- Allostérique

133
Q

Quelles protéines sont impliquées dans le modèle torpille? Quel est leur rôle?

A
  • Rat1 (souris) ou Xrn2 (humain)
    RNases qui remontent l’ARN restant et terminent sans contact (Rat1) ou poussent pol/arrachent ARN (Rat1/Xrn2)
  • Rtt103
    Recrute Rat1/Xrn2
134
Q

Comment fonctionne le modèle allostérique?

A

La terminaison dépendrait d’une modification structurale de pol suite à la liaison des protéines CPSF et CstF (clivage) suffisante pour déloger pol de l’ADN matrice.

135
Q

Le promoteur Pol I est constitué de…

A
  • Promoteur central autour du site d’initiation

- UCE (upstream control element) environ 100 à 150 pb en amont

136
Q

2 facteurs requis pour initiation de pol I

A
  • SL1: TBP + 3TAFs qui se fixent au promoteur central et ont besoin de UBF pour liaison
  • UBF: Lie UCE et amène ainsi SL1 = recrute pol I et stimule initiation
137
Q

Promoteurs pol III sont situés…

A

En aval du site d’initiation

138
Q

Quelles boîtes peuvent contenir les promoteurs pol III?

A
  • A et B séparés par court élément (ARNt)
  • A et C (ARNr 5S)
  • TATA
139
Q

Quels TFs sont utilisés par pol III?

A

TFIIIB et TFIIIC: ARNt

TFIIIB, TFIIIC, TFIIIA: ARNr 5S

140
Q

Rôles des TF de pol III

A

TFIIIC: Se lie au promoteur et attire TFIIIB
TFIIIB: Se lie à ADN en amont et recrute pol III

141
Q

Quel TF pol III inclus TBP?

A

TFIIIB

Génétique SBM H16 (6 decks)

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