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Biologie Moléculaire Cyprien > Structure des Acides Nucléiques 2.0 (transcription) > Flashcards

Structure des Acides Nucléiques 2.0 (transcription) Flashcards

1
Q

Il y a combien de paires de nucléotides et de gènes?

A

Plusieurs centaines de millions de paires de nucléotides

Plusieurs milliers de gènes

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Q

Les séquences de nucléotides de l’ADN contient l’information nécessaire pour la synthèse de quoi?

A

La synthèse d’un ARN ou d’une protéine

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3
Q

Quelles sont les particularité du brin sens?

A

Il est codant

Il est complémentaire du brin antisens

Il ne sert pas de modèle à l’ARN polymérase II

Il est la séquence identique à celle de l’ARNm

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4
Q

Quelles sont les particularité du brin antisens?

A

Il est complémentaire du brin sens

Il sert de modèle à la transcription = matrice à l’ARN polymérase II
– Il est la transcrit primaire complémentaire

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5
Q

Les gènes sont séparés par quoi et représente combien de pourcent de l’ADN génomique total?

A

Il est séparés par des séquences intergéniques

Il représente que 10% de l’ADN génomique total

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6
Q

Quelle est la composition d’un gène?

A

-des éléments régulateurs

  • Un promoteur
      • Séquence d’environ 1000 nucléotides

-Un site d’initiation de la transcription

  • Une suite variable d’exons et d’intron
      • Un gène peut ne contenir qu’un seul exon et pas d’intron
        • Mais existence de gènes de plus de cent exons
  • Les signaux de fin de transcription
  • Beaucoup de “déchets”
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7
Q

Le brin sens peut être différent pour 2 gènes voisins ou pas?

A

Oui, le brin sens peut être différent pour 2 gènes voisins

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8
Q

Comment ce fait l’expression d’un gène?

A

Transcription puis traduction (proteines dont la structure primaire est determinee par celle de l’ADN)

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9
Q

Quelles sont les situation environmentals qui régule de l’expression génique?

A

Le stress, jeun, froid

Auxquels on doit s’adapter par la régulation de l’expression des gènes

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10
Q

Quelles sont les facteurs qui pourrait réguler l’expression d’un gênes

A

Le type de cellules (car les cellules ne se ressemble pas (cellules de peau, intestinal, neurone))

Les facteurs environnementales

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11
Q

Quelles sont les séquences particulières d’ADN?

A
  • Éléments cis-régulateurs:
      • Cis car font parties de l’ADN du même gène
  • Séquences du promoteur:
      • En amont, en 5’, de la séquence transcrite du gène
  • Régulent la transcription
      • Séquences cis “silencer”
        • Inhibent la transcription quand les protéines s’y fixent
      • Séquences cis activatrices

-Reconnues par facteurs trans-régulateur et autres DNA binding protein

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12
Q

Dans les promoteurs des séquences d’ADN, quelles sont les caractéristiques de la boîte TATA?

A
  • Séquence = TATATA
  • Élément principal de la transcription
  • Dans le promoteur de la plupart des gènes
  • Située à 20 - 30 nucléotides en amont de l’exon 1, en direction de l’extrémité 5’ du brin sens
  • Symétrique:
      • Identique sur les 2 brins antiparallèles et complémentaires de l’ADN

-Spécifiquement reconnue par le facteur TFIID, cofacteur de l’ARN polymérase II

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13
Q

Dans les promoteurs des séquences d’ADN, quelles sont les caractéristiques de la boîte CAAT?

A
  • Séquence = GGCCCATCCCAT
  • Située à environ 80 nucléotides en amont de l’exon 1 en direction de l’extrémité 5’ du brin sens
  • Boîtes TATA et CAAT permettent d’orienter la transcription:
      • brin sens = celui ou la boîte CAAT est en amont en 5’ de la boîte TATA
      • Brin antisens = celui ou la boîte CAAT est en aval en 3’ de la boîte TATA
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14
Q

Dans les promoteurs des séquences d’ADN, quelles sont d’autres types séquences appare TATA et CAAT?

A
  • Ou se fixent des protéine régulatrices de la transcription
      • ex:
        • séquence TRE : TGACTCA :
          • Fixation des protéines de la famille AP-1 activant la transcription
        • Éléments de réponse aux hormones
        • Éléments d’expression tissulaire spécifique
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15
Q

Quelles est un élément spécifique du tissu cardiaque?

A

GATA-4

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16
Q

Quelles sont des élément répondant à des facteurs dont la présence dépend des signaux qui parviennent à la cellule?

A

Principalement:

    • Les hormones, comme l’insuline:
      • Éléments de réponse a l’insuline présents dans de nombreuses cellules
    • Des seconds messagers, comme l’AMP cyclique:
      • Lui-même pouvant être activé par phosphorylation
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17
Q

Quelles sont les caractéristiques des protéines régulatrices?

A
  • Elles sont synthétisées à partir d’autres gènes

- Se fixent spécifiquement sur les séquences cis régulatrices

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18
Q

Quelles sont les points de contact des facteurs de transcription régulateurs?

A
  • Contacts moléculaires avec les paires de bases de l’ADN:
      • Par l’intermédiaire de liaisons faibles en énergie, comme les liaisons ioniques, interactions hydrophobes ou liaisons hydrogene
  • Le plus souvent au niveau du grand sillon de l’ADN
      • Pour que les protéines puissent s’insérer, car plus volumineuses que l’ADN
      • Exception du facteur TFIID qui s’insère au niveau de la boîte TATA du petit sillon, afin de permettre l’ouverture de la double hélice lors de l’initiation de la transcription
  • L’interaction ADN-protéine comporte 10 à 20 points de contact:
      • Impliquant chacun un acide aminé
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19
Q

Quelles sont les types de régulations de la transcription?

A
  • Régulation positive ou négative de la transcription d’un gène:
      • Elément trans activateurs ou trans inhibiteurs:
        • Si le gène fixe une majorité de facteurs trans inhibiteurs: le gène n’est pas transcrite
        • Si l’environnement de la cellule induit une fixation de plus de facteurs trans activateurs : le gène est transcrit
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20
Q

Quelles sont les caractéristiques des protéines liant à l’ADN (DNA binding proteins)

A

Ils reconnaissent et se lient à l’ADN

  • Enzymes, proteines de structure, facteurs de transcription et éléments trans-régulateurs
  • Liaison non-covalentes de faible énergie
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21
Q

Dans les DNA binding protéine, qu’est ce qu’une hélice-boucle-hélice?

A

Ce sont une liaison sur une longueur de 10 paires de bases environ dans le grand sillon

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22
Q

Dans les DNA binding protéine, qu’est ce qu’un doigt de zinc?

A
  • 1 atome de zinc = Zn++ tétracoordonné avec 2 histidines et 2 cysteines:
      • Chaque doigt de zinc se lie à 5 nucléotides dans le grand sillon
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23
Q

Dans les DNA binding protéine, qu’est ce qu’une fermeture “éclair” à leucine?

A
  • C’est un domaine riche en acides aminés basiques : lysine et arginine:
      • Capable d’interagir avec les phosphates de l’ADN
  • Liaison à des séquences répétées inverses sur l’ADN:
      • Lorsqu’elles sont associées en dimères par la liaison hydrophobe de 2 domaines riches en leucine
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24
Q

Quelles sont des exemples de facteurs de transcription?

A 
TFIIA
TFIIB
TFIID
TFIIE
TFIIF
TFIIH
TFIIJ
Cofacteurs protéiniques
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25
Q

Quelles sont les caractéristiques de l’ADN polymérase II?

A
  • Enzyme de la transcription des gènes exprimés sous forme de protéines
  • Poison qui l’inhibe = α-amanitine
  • Présente dans les noyaux cellulaires
  • 10 sous-unité
  • 500 000 Da
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26
Q

Quelles sont des exemples de ribonucléosides triphosphate?

A

ATP, CTP, GTP et UTP

Ce sont des substrats de l’ARN polymérase, en présence de Mg++

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27
Q

Dans la formation du complexe d’initiation de la transcription, comment ce fait la fixation du facteur de transcription TFIID sur l’ADN?

A

-C’est la première étape de la constitution du complexe d’initiation de la transcription

  • Grâce à un domaine de fixation a la boite TATA:
      • TBP = TATA Binding Protein
  • Se fixe sur la boîte TATA par l’intermédiaire du petit sillon
      • Il y a déformation importante de la double hélice d’ADN
      • Point d’ancrage à la fixation des autres facteurs de transcription
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28
Q

Dans la formation du complexe d’initiation de la transcription, comment ce fait la fixation des autres facteurs généraux de transcription?

A
  • Adjonction successive de TFIIB et de la petite sous-unité de TFIIF:
      • Permet la fixation de l’ADN polymérase II
      • Déterminent le brin transcrit
      • Déterminent le sens de la transcription

-Ajout successif de la grande sous-unité de TFIIF, TFIIE et TFIIH

  • Formation du complexe d’initiation de la transcription:
      • Recouvre une séquence d’environ 100 nucléotides du brin antisens de l’ADN
      • Ouverture en déroulement partiel de la double hélice a cet endroit par TFIIH (= hélicase)

-Démarrage de la transcription si les ribonucléotides sont présents

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29
Q

L’ARN polymerase II veint d’ou?

A

Elle est une protéines produites par d’autres gènes

30
Q

Dans la régulation de l’ARN polymérase II, comment ce fait l’entrée en contact de l’ARN polymérase II avec l’ADN?

A

L’entrée en contact du couple [élément cis-régulateur + facteur trans-régulateur] qui sont lié avec le complexe d’initiation de l’ARN polymérase II

L’entrée en contact se fait dans la région du gène située en amont de la partie transcrite

Elle se fait par l’intermédiaire d’un ensemble de protéines appelées médiateurs:

    • Elle peuvent par exemple modifier la chromatine et rendre accessible la zone du promoteur pour l’initiation de la transcription
      • Par acétylation ou méthylation
31
Q

Dans la régulation de l’ARN polymérase II, comment ce fait l’activation ou l’inhibition?

A

C’est une induction ou répression de l’expression du gène à transcrire

32
Q

Dans les régulation de l’ARN polymérase II, comment se déroule le mécanisme de la transcription?

A

Le démarrage de la transcription par l’ARN polymérase II est activée par les facteurs de transcription, dont certains sont liés aux boîtes TATA ou CAAT

Il y a réception d’un signal d’activation ou d’inhibition par l’intermédiaire du médiateur:
– Ceci dépend de la présence d’un facteur trans-régulateur lie à un autre element du promoteur

Il y a aussi une nécessité d’un repliement de l’ADN
– Ceci permet la liaison du facteur trans-régulateur et du médiateur

33
Q

Comment ce fait le début de synthèse du transcrit primaire?

A

Au point d’initiation:

    • Il y a environ 25 nucléotides après la boîte TATA qui est une référence au brin sens
    • Puis l’ARN polymérase se place au niveau de la double hélice ouverte
    • Il y a une lecture du brin antisens dans le sens 3’ vers 5’

Le démarrage de la synthèse d’une nouvelle chaîne polynucléotidique a partir de 2 ribonucleotides complementaires des 2 premiers nucleotides du brin antisense
– Le premier nucléotide du transcrit primaire

34
Q

Après le début de la synthèse du transcrit primaire, comment ce fait le parcours de l’ADN du brin antisens?

A

Il y a la construction d’un ARN par l’ARN polymérase II:
– Du site d’initiation de la transcription jusqu’au site de terminaison de la transcription

Il y a une contruction d’un ARN hybride avec le brin antisens de l’ADN dont la séquence primaire est la copie du brin sens:
– Ceci est composée de ribonucléotides au lieu de désoxyribonucléotides et d’uraciles a la place des thymines

35
Q

Lors de la synthèse du transcrit primaire, que fait les interventions de facteur d’élongation?

A
  • Ils modifient la chromatine pour permettre l’avancée de l’enzyme
  • Ils empêche la formation d’obstacles
  • Ils facilitent l’avancee de la polycondensation
36
Q

Quelles sont les caractéristique du transcrit primaire?

A

Il reste hybridé sur quelques nucléotides avec le brin antisense puis se détache:
– Il permet à la double hélice de se reformer après le passage de l’ARN polymérase II

L’extrémité 5’ libérée se condense en diverses structures secondaires:
– exemple: épingle à cheveux

37
Q

Quelles est le bilan énergétique du mécanisme de la synthèse de l’ARN?

A

Ils y a consommation de liaisons riches en énergie par nucleotides incorporé
– Il y a eu une hydrolyse en présence de Mg++ de la liaison entre le premier phosphate α estérifiant le carbon 5’ du ribose et les 2 autres phosphates

    • Puis le pyrophosphate est libéré et hydrolysé par le pyrophosphatase
    • Le dernier phosphate lie au carbone 5’ se lie avec le carbone 3’ du nucléotides qui est derrière lui
38
Q

Dans les étapes de la transcription, comment ce fait le détachement de l’ADN?

A

L’ARN polymérase II rencontre des signaux de terminaison et il y a détachement de l’ADN qui se fait par:

    • La libération du transcrit primaire
      • =heterogeneous RNA = hn RNA
    • Puis par la refermeture de la double hélice
39
Q

Quand les exos nous donne une séquence d’ADN, il nous donne le brin sens ou anti-sens?

A

Généralement toujours le brin sens

40
Q

Quelles sont les caractéristiques de la séquence du transcrit primaire?

A

Elle est comprise entre le site d’initiation et le site de terminaison de la transcription!!!!

Elle contient les exons et les introns, mais pas le promoteur!!!

41
Q

Quelles sont les caractéristique des exons dans le transcrit primaire?

A

C’est la partie de la séquence d’un gène transcrite et conservée dans les structure de l’ARNm jusqu’a la traduction

Elle peuvent correspondre à des séquence non codantes et non traduites

Leur longueurs sont très variables

Elle code le plus souvent pour un domaine fonctionnel ou une partie de ce domaine
– Protéines eucaryotes possédants plusieurs domaines codées par des gènes avec au moins autant d’exons

Il est possible de faire des modification de gêne lors de l’évolution

42
Q

Dans les exons, quelles sont les caractéristiques de la partie de la séquence d’un gène transcrite et conservée dans la structure de l’ARNm jusqu’à la traduction?

A

Elles contiennent la séquence codante du gène:
– C’est une séquence comprise entre le codon initiateur = AUG sur le transcrit primaire ou ATG sur le brin sens, et le codon STOP

C’est la partie traduite en protéine

43
Q

Ou’est que ce trouve les séquences non codantes et non traduites des exons

A

En amont de AUG
– Dans ce cas-la, l’exon appartient à la séquence 5’ non codante

En aval du codon stop:
– Dans ce cas-la l’exon appartient à la séquence 3’ non codante

44
Q

Quelles est la taille des exons?

A

Courts ou long (tout depend de l’exon)

45
Q

Comment ce fait la modification de gêne lors de l’évolution des exons et qu’est ce que cela induit sur les protéine?

A

Par substitution, insertion ou délétion d’un exon entier:

    • Cela induit a une conversion de genes
    • Cela modifie, apporte ou retire a la protéine un domaine fonctionnel entier
46
Q

Quelles sont les caractéristiques des intron dans le transcrit primaire?

A

Ils sont éliminés lors de l’excision-épissage

Ils sont non traduits donc ce sont des séquences non-codantes

47
Q

Quelles sont les modifications que va subir le transcrit primaire (maturation)?

A
  • Coiffe
  • Queue polyA
  • Excision/épissage
48
Q

Quelles sont les caractéristiques de l’enzyme coiffante?

A

Elle se trouve au début de l’élongation du transcrit primaire (extrémité 5’)

C’est un complexe multi-enzymatique exerçant 3 activités:

    • La phosphatase
    • La guanylyl transférase
    • La méthylase
49
Q

Ou’est que ce trouve l’enzyme coiffante de l’ARN?

A

Au début de l’élongation du transcrit primaire

    • A l’extrémité COOH terminale de la polymérase phosphorylée:
      • Cela libère les protéines du complexe d’initiation de la transcription
      • Cela permet aussi le début des modifications sur la partie de l’ARN déjà transcrite:
          • Dès que le transcrit forme les premières épingles à cheveux
50
Q

Pour l’enzyme coiffante, quelle est le fonctionnement de la phosphatase?

A

Elle hydrolyse la liaison anhydride d’acide situe entre les phosphates β et ɣ du premier nucléotide situé en 5’ sur le transcrit primaire

-C’est une réaction catalysée par une sous-unité de 68 kDa de l’enzyme coiffante

51
Q

Pour l’enzyme coiffante, après la phosphatase, quelle est le fonctionnement de la guanylyl transférase?

A
  • Il y a d’abord un ajout d’un guanylate:
      • Il y a hydrolyse d’un GTP en GMP + PPi
      • Il y aura donc formation d’une liaison anhydride entre le β et le ɣ du premier phosphate hydrolyse et le GMP
      • Cela va reformer une guanosine triphosphate
  • Il y a une énergie apportée, dans cette réaction, par l’hydrolyse des liaisons phosphate en présence de Mg++
  • Cette réaction est catalysée par une sous-unité de 68 kDa de l’enzyme coiffante
52
Q

Pour l’enzyme coiffante, après la phosphatase et la guanylyl transférase, quelle est le fonctionnement de la méthylase?

A
  • Il y a addition de groupement méthyl:
      • Cette addition ce fait sur l’azote n°7 de la guanine par transformation du cofacteur S-adénosylméthionine en S-adénosylhomocystéine (cap 0)
      • Ou ce fait sur la fonction amine de l’adénine initiale (cap 1)
      • Ou se fait sur la fonction alcool en 2’ des residus de riboses (cap 2)
  • C’est une réaction catalysée par la sous-unité de 57 kDa de l’enzyme coiffante
53
Q

Quelles sont les différentes types de coiffe?

A

Cap 0
Cap 1
Cap 2

Tous les ARNm/ARNsn des eucaryotes sont pourvus d’une coiffe

    • Dès le début de la transcription
    • Chez les mammifères : coiffes plutôt de type 1 ou 2
54
Q

Quelles sont les caractéristiques de la coiffe 0?

A
  • C’est un ajout d’un GMP sur le deuxième phosphate du nucléotide triphosphate en 5’ du transcrit
      • Il y a un GMP méthylé sur son azote n°7
55
Q

Quelles sont les caractéristiques de la coiffe 1?

A
  • Si le nucléotide comprend une adénine

- - Il y a possibilité de méthylation sur sa fonction amine

56
Q

Quelles sont les caractéristiques de la coiffe 2?

A

-C’est un riboses des nucléotides initiaux qui est parfois méthylés sur l’oxygène de la fonction alcool en 2’

57
Q

Quelles sont les rôles des coiffes?

A
  • Masquer l’extrémité 5’ phosphate du premier nucléotide de l’ARNm
      • Blocage de l’action des exoribonucléases
        • Enzymes qui hydrolysent les liaisons phosphoester aux extrémités 5’ et 3’ des ARN
  • Permettre la sortie de l’ARNm
      • Du noyau vers le cytoplasme

-Faciliter la traduction

58
Q

Quelles sont les caractéristiques de la queue poly-A à l’extrémité 3’ du transcrit primaire?

A

C’est environ 1000 adénylates ajoutés grâce à 2 enzymes:

    • Endo-nucléase
    • Poly(A) polymérase
59
Q

Que fait l’endo-nucléase?

A

Il clive la transcrit primaire a environ une quinzaine de nucléotides après la séquence de polyadénylation qui est la boîte polyA : AAUAAA
– Cette boîte est situé en amont des signaux de fin de transcription

60
Q

Que fait la Poly(A) polymérase?

A

Elle condense 500 à 2000 nucléotides à adénine sur le carbone 3’ libre du dernier nucléotide du transcrit:
– Elle agit sans matrice

61
Q

Quelle est le rôle de la queue poly-A?

A

-Elle permet d’augmenter la stabilité de l’ARNm

  • Elle permet de faciliter l’export de l’ARNm
      • Du noyau vers le cytoplasme
  • Elle permet de faciliter la maturation de l’ARNm
      • Nécessaire à l’activité de l’ARNm
62
Q

Comment est-ce-que la queue poly-A augmente la stabilité de l’ARNm?

A
  • Elle retarde sa dégradation en 3’ par les exoribonucléases du cytoplasme:
      • Il y a donc, pas d’altération du message contenu par l’ARNm
  • Elle est lentement digérée par les exonucléases lorsque le messager est actif (mais sans conséquence)
  • Elle est détruite totalement une fois réduite à quelques centaines de nucléotides et elle est remplacé par un messager neuf
63
Q

C’est quoi l’excision-épissage?

A

C’est l’étape la plus importante de la maturation du transcrit primaire dans le noyau cellulaire

    • Excision des introns
    • Les Exons sont reliés les uns à la suite des autres
  • Elle met en contacts 3 séquences de l’intron
  • Elle fait appel a des snRNP
64
Q

Lors de l’excision-épissage, quelles sont les 3 séquences de l’intron?

A

Le site donneur : GU:

    • Extrémité 5’
    • Début de l’intron

Le site accepteur : AG:

    • Extrémité 3’
    • Fin de l’intron

Le nucléotide à adénine:
– Environ 30 nucléotides avant le site receveur ou accepteur

65
Q

Lors de l’excision-épissage, quelles sont les caractéristiques de la snRNP?

A

snRNP (Small Nuclear RiboNucléoProtéines du noyau : U2, U4, U5, U6

    • Elle forme le spliceosome
    • Elle contiennent:
      • Des petits ARN = ARNsn
      • Des ribozymes : ARN ayant des propriétés catalytiques
      • Des enzymes spécifiques : maturases

Elles sont mise en proximité du site donneur GU en 5’, du site accepteur AG en 3’ et de l’adénylate de branchement

66
Q

Quelle est le fonctionnement/mécanisme de l’excision-épissage?

A

D’abord le site donneur commence habituellement par un nucléotide à guanine

    • Sont phosphate est détaché de l’exon précédent par hydrolyse de la liaison phosphoester
      • Puis il est transféré sur le carbone 2’ de l’adénine du branchement

Ensuite le dernier nucléotide du site accepteur, le guanine, est détaché de l’exon suivant par une hydrolyse de la liaison phosphoester:
– Dont le premier nucléotide est lié par son phosphate 5’, au carbone 3’ du dernier nucléotide de l’exon précédent

Cela induit donc que l’intron libère est sous forme de lasso qui est ensuite detruit par le nucleases

Donc il y a une perte successive de tous les introns

Grâce à une ARN ligase qui catalyse la formation d’une liaison phosphoester entre le dernier nucléotide de l’exon 1 et le premier nucléotide de l’exon 2

Cela constituent la séquence codante du messager

67
Q

C’est quoi l’épissage alternatif?

A

C’est la synthèse à partir d’un seul type de transcrit primaire:

    • Sauf exception : s’il y a 2 promoteurs dans le gène
    • Qui donnera par excision de certains exons, en même temps que l’excision des introns, qui va induire a avoir different types d’ARNm qui seront traduits en différentes types de protéines
68
Q

Quelle est une exemple de l’épissage alternatif avec un gène avec 1 seul promoteur?

A

Le plus fréquent: la Troponine T:

  • Il y a soit la possibilité de garder alternativement soit l’exon 3 soit l’exon 4:
      • Exon 3 conservé : obtention de l’alpha troponine T
      • Exon 4 conservé : obtention de la bêta troponine T

-C’est a l’origine de nombreuses protéines isoformes

69
Q

Que ce passe t’il lors de l’épissage alternatif avec un cas d’un gène dont l’expression dépend de 2 promoteurs?

A

Ils répondent à des régulation différentes

Plus atypique

Réalisée sous la direction de 2 promoteurs différents selon le cas:

    • Exon 1 associé au promoteur 1
    • Exon 1 bis associé au promoteur 2

L’épissage des exons ce fait alternativement avec la suite du transcrit

70
Q

Quelle est la structure de l’ARN messager?

A
  • Une coiffe en 5’
      • 7 méthyl-guanosine triphosphate
  • Une queue poly-A en 3’
      • Située quelques nucléotides après le signal de polyadénylation
  • Une séquence codante
      • C’est donc une séquence traduite
      • Comprise entre le codon initiateur AUG, qui fixe l’ARNt de la méthionine initiale, et le codon stop de la traduction = codon de terminaison
  • Une séquence 5’ non codante
      • Précède le codon initiateur AUG
  • Une séquence 3’ non codante
      • Suit le codon stop
      • S’achève par la queue polyA

Biologie Moléculaire Cyprien (4 decks)

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