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Génétique SBM H16 > Semaine 5: Régulation de la Transcription Procaryote > Flashcards

Semaine 5: Régulation de la Transcription Procaryote Flashcards

1
Q

Quelle étape de la transcription est la plus couramment régulée?

A

L’initiation

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Q

Quels types de protéines agissent comme régulateurs?

A

Activateurs et répresseurs

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Q

Pourquoi régulation se fait principalement au niveau de l’initiation?

A
  • Moins coûteux en énergie

- Plus facile de jouer sur 1 brin d’ADN que sur plusieurs ARNm

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4
Q

Pourquoi la régulation ne se fait-elle pas seulement au niveau de l’initiation?

A
  • Régules les étapes en aval est plus précis

- Temps de réponse plus rapide

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5
Q

Sans protéine régulatrice, quel est l’étape limitante de la transcription? De quel niveau de transcription est-il question?

A
  • Étape limitante = liaison de ARN pol

- Niveau basal de transcription

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6
Q

Comment un répresseur agit-il sur la liaison de l’ARN pol au promoteur par encombrement?

A
  • Répresseur se lie à opérateur qui recouvre en partie le promoteur
  • Empêche physiquement pol de se lier au promoteur
  • Inhibe transcription
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7
Q

Comment un activateur agit-il sur la liaison de ARNpol au promoteur par recrutement?

A
  • Activateur se lie à un site près du promoteur
  • Rapproche pol du promoteur
  • Agit comme adhésif entre pol et ADN (liaison coopérative)
  • Processus appelé recrutement
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8
Q

Un effecteur allostérique peut agir sur…

A
  • ADN
  • ARNpol
  • Régulateur
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9
Q

Étape limitante d’un effecteur allostérique qui agit sur ADN ou ARNpol

A

Transition fermé -> ouvert

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10
Q

Après liaison d’un effecteur allostérique, un régulateur peut être…

A
  • Capable de lier l’ADN

- Incapable de lier l’ADN

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11
Q

2 exemples de régulation positive autres que par recrutement et par allostérie

A

1- À distance

2- Régulation coopérative

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12
Q

2 exemples de mécanisme d’action d’un répresseur autres que par encombrement

A

1- Inhibition de formation du complexe ouvert

2- Inhibition de l’échappement du promoteur (élongation)

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13
Q

Comment l’action à distance fonctionne-t-elle?

A
  • Régulateur se lie loin du promoteur

- ADN se courbe avec ou sans l’aide d’une protéine pour rapprocher les 2 sites de liaison

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14
Q

Comment la régulation coopérative fonctionne-t-elle?

A
  • Groupes de régulateurs se lient entre eux
  • Groupes de régulateurs agissent sur ADN ou entre eux
  • Certains gènes sont actifs lorsque plusieurs régulateurs sont présents
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15
Q

Quelle est la source d’énergie primaire des bactéries?

A

Glucose

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16
Q

De quoi est composé l’opéron Lac?

A

3 gènes adjacents (lacZ, lacY, lacA)

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17
Q

L’ARNm résultant de la transcription de l’opéron Lac contient les 3 gènes. C’est donc un ARNm…

A

Polycistronique

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18
Q

Où est situé le promoteur de l’opéron Lac par rapport à ce dernier?

A

En 5’ de Lac

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19
Q

LacZ

A

Code pour B-galactosidase qui coupe le lactose en glucose + galactose

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20
Q

LacY

A

Code pour lactose perméase qui rend la cellule perméable au lactose et aux thiogalactosides toxiques

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21
Q

LacA

A

Code pour thiogalactoside transacétylase qui débarrasse la cellule des thiogalactosides toxiques entrées par lactose perméase

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22
Q

Dans quelles conditions la cellule transcrit-elle l’opéron Lac?

A
  • Manque en glucose

- Présence de lactose

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23
Q

Quelles sont les 2 protéines régulatrices impliquées dans la transcription de l’opéron Lac?

A
  • CAP

- Répresseur Lac

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24
Q

CAP…

A
  • Se lie sur site CAP

- Transmet le signal de l’absence de glucose

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25
Q

Répresseur Lac…

A
  • Codé par LacI
  • Se lie à l’opérateur
  • Transmet le signal de présence de lactose
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26
Q

Sous quelles conditions le niveau basal de transcription de l’opéron Lac aura-t-il lieu?

A

Présence de lactose et de glucose

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27
Q

Sous quelles conditions la transcription de l’opéron Lac sera-t-elle réprimée complètement?

A

Présence de glucose et absence de lactose

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28
Q

S’il n’y a pas de glucose ni de lactose dans la cellule,…

A
  • Répresseur Lac et CAP sont liés à leur site respectif

- Encombrement = pas de liaison de pol = pas de transcription

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29
Q

Pourquoi, en absence de CAP, la polymérase se lie-t-elle faiblement au promoteur?

A
  • Région -35 du promoteur pas optimale

- Élément UP absent

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30
Q

Dans le promoteur Lac, quelle unité de pol se lie à CAP?

A

C’est CTD de la sous-unité alpha (alphaCTD) qui lie CAP et l’ADN adjacent

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31
Q

Quel effet particulier CAP a-t-il sur la structure de l’ADN?

A

Il induit une torsion de l’ADN qui s’enveloppe autour de CAP

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32
Q

Quel coenzyme a un effet allostérique sur CAP?

A

En absence de glucose, AMPc est abondant et se lie sur CAP et lui donne la conformation nécessaire pour lier l’ADN et activer la transcription

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33
Q

Comment l’opérateur Lac réprime-t-il la transcription?

A
  • Recouvre une partie du promoteur

- Empêche physiquement l’ARN pol de se lier

34
Q

Normalement, comment fonctionne un régulateur bactérien?

A
  • Homodimère
  • Reconnaissance des séquences d’ADN se fait par motif hélice-coude-hélice
  • 1 des hélices : reconnaissance = s’insère dans le grand sillon
  • Autre hélice = en travers du grand sillon et stabilise l’hélice de reconnaissance
35
Q

Comment fonctionne le répresseur Lac?

A
  • Tétramère
  • Opérateur Lac primaire est en contact avec un dimère
  • Autre opérateur lac (400 pb en aval et 90 en amont) se lie à l’autre dimère
  • Formation d’une boucle qui bloque la fixation de pol
36
Q

Allostérie du répresseur Lac:

A
  • Lactose se lie au répresseur Lac
  • Changement de conformation du répresseur
  • Ne peut plus inhiber la transcription de l’opéron
37
Q

Quel régulateur inhibe la transcription des gènes gal?

A

Répresseur galR

38
Q

Comment agit galR?

A

Il retient ARN pol en empêchant la transition de complexe fermé à ouvert

39
Q

CAP est un activateur de plus de 100 gènes, ce qui en fait un exemple de quel type de contrôle?

A

Contrôle combinatoire

40
Q

Qu’est-ce que le contrôle combinatoire (ex: CAP)?

A

Quand un même régulateur communique un signal commun pour plusieurs gènes ou groupes de gènes différents.

41
Q

Quelles sont les conséquences d’un choc thermique chez E.Coli?

A
  • [sigma32] augmente
  • Remplace sigma70
  • Transcription de gènes dont les produits protègent la bactérie contre les effets du choc thermique
42
Q

2 mécanismes qui stimulent augmentation de [sigma32] post choc thermique

A
  • Stimulation de la traduction de sigma32

- Stabilisation transitoire de sigma32

43
Q

Bactériophage SP01

A
  • Infecte Bacillus subtilis par croissance lytique
  • Ordre d’expression des gènes du phage contrôlé par sigma
    1- Sigma70 reconnaît promoteurs pour transcrire sigma28 (dirige gènes intermédiaires)
    2- Sigma28 reconnaît promoteurs pour transcrire sigma34
    (dirige gènes tardifs)
44
Q

Quel est le rôle de NtrC?

A

C’est un activateur allostérique qui contrôle l’expression des gènes reliés au métabolisme de l’azote, comme glnA via sigma54.

45
Q

Comment NtrC fonctionne-t-il?

A
  • Lie l’ADN si [azote] faible
  • Phosphorylation de NtrC par NtrB
  • Changement de conformation de NtrC qui démasque son domaine de liaison à l’ADN
  • NtrC lie en dimère 4 sites à 150pb en amont du promoteur
  • Active ARNpol sigma54 qui transcrit pour glnA
  • NtrC a une fonction ATPase qui fournit l’énergie nécessaire au changement de conformation de pol
  • Passage complexe fermé à ouvert
46
Q

Fonctionnement de MerR

A
  • Lie séquence entre -10 et -35 du promoteur de merT
  • Distance de 19pb au lieu de 15-17 (grand-écart)
  • En présence de mercure, changement conformation de MerR qui tord ADN entre -35 et -10 pour revenir à la distance normale
  • Configuration optimale pour ARNpol sigma70 qui transcrit alors merT en présence de mercure!
47
Q

Fonctionnement d’araBAD

A
  • Promoteur qui dirige l’expression des gènes ud métabolisme de l’arabinose
  • 2 activateurs: CAP et AraC
  • AraC est activateur en présence d’arabinose et répresseur en absence d’arabinose
48
Q

Qu’est-ce que le bactériophage lambda?

A

Virus qui infecte E. coli

49
Q

Le bactériophage lambda, après être entré dans la cellule, a deux choix de croissance. Lesquels?

A
  • Lytique

- Lysogène

50
Q

Croissance lytique

A
  • Implique la réplication de l’ADN du phage

- Synthèse de nouvelles protéines d’enveloppe

51
Q

Croissance lysogène

A
  • Intégration de ADN du phage dans génome bactérien
  • Répliqué avec le génome
  • Prophage = phage dormant
52
Q

Passage de croissance lysogène à lytique

A

Induction lysogène

53
Q

Induction lysogène

A
  • Passage lysogène à lytique

- Quand la cellule est exposée à des agents menaçants pour la cellule hôte

54
Q

2 gènes régulateurs de bactériophage lambda

A

cI et cro

55
Q

3 promoteurs régulateurs de lambda

A

pR, pL, pRM

56
Q

Promoteur pRM

A
  • “Repression maintenance”
  • Transcrit seulement cI
  • Promoteur faible qui nécessite un activateur en amont
  • Dirige la lysogénie
57
Q

Promoteurs pR et pL

A
  • Droite et gauche
  • Transcrivent tous les gènes sauf cI
  • Promoteurs forts, constitutifs
  • Pas besoin d’activateurs
  • Dirigent la lyse
58
Q

Protéines régulatrices de lambda

A

1- Répresseur lambda

2- Protéine cro

59
Q

Répresseur lambda

A
  • Codé par cI
  • 2 domaines liés par région flexible (hélice-coude-hélice en NTD et domaine de dimérisation en CTD)
  • Répresseur car sa liaison sur un promoteur empêche liaison de pol
  • Activateur par recrutement comme CAP via région d’activation en NTD
60
Q

Protéine cro

A
  • Répresseur
  • 1 domaine
  • Lie ADN sous forme de dimère (hélice-coude-hélice)
61
Q

Combien d’opérateurs sont sur le bactériophage lambda?

A

6, 3 à droite et 3 à gauche

62
Q

Quels sont les opérateurs droits de lambda?

A

OR1, OR2, OR3

63
Q

Cro se lie à quel opérateur?

A

OR3 ou OR1/2 si concentration est 10x plus élevée

64
Q

Répresseur lambda se lie à quel opérateur?

A

OR1 puis OR2, OR3 si concentration est 10x plus élevée.

65
Q

Quel est le rôle de l’extrémité CTD du répresseur lambda?

A
  • Formation du dimère

- Formation du tétramère

66
Q

Comment le répresseur lambda se lie-t-il à ses opérateurs?

A
  • Via NTD
  • Se lie sur OR1 en premier
  • Liaison sur OR1 favorise la liaison sur OR2
  • Liaison coopérative
  • Ne lie pas OR3 à moins que sa concentration soit augmentée 10x
67
Q

En phase lysogène, quelle protéine interagit avec quel opérateur?

A

Lambda se lie à OR1 et OR2

  • Empêche liaison de pol sur promoteur PR
  • Lié à OR2 = active transcription de PRM
68
Q

En phase lytique, quelle protéine interagit avec quel opérateur?

A

Cro se lie à OR3
- Recouvre PRM (réprime par encombrement)
ARNpol se lie à PR et PL
- Promoteurs forts, pas besoin d’activateurs
- Transcription de PR et PL = croissance lytique

69
Q

Réponse au stress génotoxique dans E coli

A

Réponse SOS

70
Q

Comment la réponse SOS débute-t-elle?

A

LexA, un répresseur de gènes pour la croissance lytique, est dégradé et la transcription est amorcée

71
Q

Quelle molécule activée lors de la réponse SOS dégrade le répresseur lambda et pour quelle raison?

A

RecA est activée par les dommages à l’ADN et dégrade répresseur lambda, qui ressemble à répresseur LexA

72
Q

Conséquences du clivage du répresseur lambda

A
  • Ne lie plus OR1 et OR2
  • Transcription de PR et PL (croissance lytique)
  • Poduction de Cro qui lie OR3
  • Induction irréversible
73
Q

Quelles sont les conséquences de trop ou trop peu de répresseur lambda?

A

[ ] Élevée: Induction inefficace (pas assez de RecA)

[ ] Faible: Induction spontanée

74
Q

Quels mécanismes d’autorégulation gèrent la quantité de répresseur lambda?

A
  • Positive: Peu de lambda mène à transcription de cI

- Négative: [Répresseur lambda] élevée peut lier OR3 et réprimer la transcription de PRM

75
Q

De quelles protéines dépend l’induction lysogène?

A
  • cII : Transcrite à partir de PR

- cIII : Transcrite à partir de PL

76
Q

Activateur cII

A
  • Activateur transcriptionnel

- Lie un site en amont de PRE et stimule transcription de cI, donc ce dernier peut être transcrit à partir de PRE ou PRM

77
Q

Par quel promoteur est obtenue la quantité initiale de répresseur lambda?

A

Promoteur PRE activé par cII

78
Q

Si 1- phage par bactérie, ce phage entrera en croissance….

A

Lytique

79
Q

Si 2+ phages par bactérie, ce phage entrera en croissance…

A

Lysogène

80
Q

Qu’est-ce que l’épigénétique?

A

Maintien d’un patron d’expression indépendamment d’un signal externe

Génétique SBM H16 (6 decks)

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