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Biochimie > Transcription > Flashcards

Transcription Flashcards

1
Q

Qu’est-ce qu’un gène

A

Une séquence d’ADN transcrite, localisée sur un chromosome, grâce à laquelle se transmet un caractère héréditaire

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Q

Génome

A

Ensemble des gènes et du matériel non codant d’un organisme constitue son génome

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3
Q

Le génome correspondant au caryotype …

A

46 XX ou XY est approximativement
constitué de 3 milliards pb et seulement une fraction de cette structure correspondent à des séquences codantes

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4
Q

Chaque gène est séparé par quoi?

A

Chaque gène est séparé par de l’ADN intergénique non transcrit dont la fonction reste à élucider. La plus grande partie de cet ADN intergénique est constituée de séquences répétitives

voir schéma p.4

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5
Q

Différents types de gènes

A

Gènes d’entretien (gènes constitutifs nécessaires au maintien de la fonction cellulaire de base, exprimés dans toutes les cellules de l’organismes dans des conditions normales et pathophysiologiques)
–> Codent pour ARNr, ARNt
–> Codent pour protéines via les ARNm

Gènes qui ne s’expriment que dans des circonstances particulières
–>Gènes de division cellulaire
–>Gène de l’embryogénèse

Gènes exprimés dans certaines cellules
–>Gène de l’insuline dans les cellules B du pancréas
–> Gène des IgG des plasmocytes

2000 gènes pour procaryote vs 30 000 eucaryote

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6
Q

Qu’est-ce que la transcription?

A

C’est la reproduction sous forme d’ARN de l’information contenue dans l’ADN d’un gène

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7
Q

La transcription est effectuée par quelle enzyme?

A

ARN polymérase + de nombreuses autres protéines

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8
Q

Étapes de la transcription

A

-initiation
-élongation
-terminaison

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9
Q

La transcription permet la synthèse de quoi?

A

3 sortes d’ARN : ARNm, ARNt et ARNr

Un seul brin d’ADN est transcrit en ARN

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10
Q

VRAI ou FAUX : Sur la chaine d’ADN bicaténire, le brin utilisé comme matrice ne peut pas varier d’un ARN à un autre ARN

A

Faux, peut varier

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11
Q

L’unité de transcription est définie par quoi?

A

Un promoteur : zone d’ADN reconnue par la polymérase pour débuter la transcription

Un terminateur : zone où il y a dissociation de l’ARN nouvellement formé et de l’ADN matrice

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12
Q

Transcription chez les bactéries, type d’ARNm

A

-ARNm monocistronique (infos pour 1 protéine) (eucaryotes) = 1 promoteur pour 1 gène
ou
-ARNm polycistronique (info pour plusieurs protéines) (bactéries = procaryote) = 1 promoteur pour plusieurs gènes

Organisation en opérons (promoteur commun à plusieurs gènes)

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13
Q

Transcription chez les bactéries :
-synthèse des ARNs est catalysée par quoi?
-dans quel sens?
-amorce ou non?
-précision sur l’enzyme

A

-La synthèse de tout les ARNs est catalysée par une seule ARN polymerase = transcriptase

-La transcriptase synthétise l’ARN dans le sens
5’- 3’ et se déplace le long du brin d’ ADN dans le sens 3’- 5’.

-Ne demande pas d’amorce (contrairement à ADN polymérase)

-L’enzyme est composée d’un noyau de plusieurs chaines polypeptidiques (a2BBw) qui assure l’élongation et du facteur sigma qui assure la reconnaissance du promoteur

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14
Q

Transcription chez les bactéries : a

A

Assemblage de l’enzyme et interaction
non-spécifique avec le promoteur

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15
Q

Transcription chez les bactéries : B

A

Site actif de l’enzyme pour la synthèse
de l’ARN

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16
Q

Transcription chez les bactéries : w

A

Stabilisation de l’enzyme et participation
à l’assemblage des sous-unités

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17
Q

Transcription chez les bactéries : sigma

A

facteur protéique nécessaire pour fixer
spécifiquement sur le promoteur

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18
Q

Initiation chez les bactéries, première sous-étape

A

1) Fixation de l’ARN polymérase sur le promoteur
-Le facteur σ s’associe au noyau enzymatique (α2ββω) pour former l’holoenzyme.

–Cette association conduit à la reconnaissance spécifique du promoteur et à la stabilisation de
l’enzyme sur le promoteur.

–Des séquences consensus (hautement conservée au cours de l’évolution) peuvent être identifiées dans le promoteur
*Exemple: boîte TATAAT (boîte de Pribnow) (position -10)
*Séquence riche en A et T en position -35
*Ces séquences ne sont pas identiques d’un promoteur à l’autre

–L’intensité de la transcription d’un gène est en rapport direct avec l’affinité de liaison de la
polymérase avec l’ADN matrice.
*Promoteur puissant = séquences consensus hautement conservées =
↑ taux de la transcription
*Promoteur faible = séquences concensus dégénés =
↓ taux de la transcri

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19
Q

Initiation chez les bactéries : 2e sous-étape

A

2) L’enzyme sépare les 2 brins d’ADN
-La séparation des 2 brins se produit dans une région riche en A et T, située -10 par rapport au début de la transcription.
–Étape limitante, demande beaucoup d’énergie.
–Formation d’une bulle de transcription
–Initiation de la synthèse dans le sens 5’-3’ et synthèse d’une courte séquence (9 nucléotides)
–Le facteur σ se détache

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20
Q

Élongation chez les bactéries

A

-La libération du facteur σ permet à l’ARN
polymérase de se déplacer sur l’ADN matrice
dans le sens 3’-5’ et de commencer l’élongation.

-Vitesse est de l’ordre de 40 nucléotides/s
–> Variable en fonction des contraintes de structure
de l’ADN ou de l’ARN synthétisé.

-Lorsqu’elle avance, la polymérase dissocie les
brins devant la bulle de transcription et elle
réassocie les brins derrière la bulle de
transcription

-L’ADN reste hybridé à l’ARN sur environ 8 nucléotides

21
Q

Terminaison chez les bactéries

A

-L’élongation de la chaîne d’ARN se poursuit jusqu’à la rencontre du site de
terminaison (terminateur).

-L’ARN polymérase se dissocie de l’ADN et l’ARN nouvellement synthétisé
est libéré.

-Chez les bactéries, il existe 2 types de site de terminaison
–> Terminateurs rho-indépendants
*Pas de protéines externes requises
*Séquences de terminaison intrinsèques
–>Terminateurs rho-dépendants
*Protéine rho req

22
Q

Terminaison rho-indépendante

A

-palindrome : arrêt de la polymérase
-séquence riche en quelque chose (A par exemple) : dissociation du complexe et libération de l’ARN

23
Q

Terminaison rho-dépendante

A

-Nécessite l’intervention de la protéine rho (hexamère)
*Possède activité hélicase
*Possède activité ATPase

-Elle reconnait une région de l’ARN riche en C en amont du site de terminaison (rho utilisation site) et s’attache à l’ARN

-Elle utilise l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour migrer le long de l’ARN jusqu’à atteindre l’ARN polymérase au niveau de lapone de terminaison

-Rho possède une activité hélices et provoque la dissociation du complexe et la terminaison de la transcription

24
Q

Transcription chez les eucaryotes se déroule où?

A

Dans le noyau, contrairement au procaryote, la transcription et la traduction ne peuvent pas être couplée chez les eucaryotes

25
Q

Gènes eucaryotes : unités de transcription monocistroniques ou polycistroniques?

A

Mono

26
Q

Transcription Chez les eucaryotes : Les gènes codant les protéines sont..

A

Morcelés :
Constitués d’une succession de séquences codantes (exos) et de séquences non codantes (introns. Leur transcription code pour un ARNhn (heterogenous nuclear) qui est un ARN précurseur qui devra subir une étape supplémentaire (épissage) avant de revenir l’ARNm

27
Q

Transcription Chez les eucaryotes : La transcription des différents ARN est assurée par qui?

A

3 ARN polymérises distinctes :
-ARN polymérase I -> ARNr (sauf ARN 5S)
-ARN polymérase II -> ARNm
-ARN polymérase III -> ARNt, ARN 5S, ARNsn

28
Q

Transcription Chez les eucaryotes : Initiation de la transcription par les 3 polymérises nécessite quoi?

A

Des facteurs généraux de transcription qui vont reconnaitre les éléments des promoteurs, recruter et orienter la polymérase et aider la polymérase dans les étapes initiales de la transcription

29
Q

Transcription Chez les eucaryotes : Toutes les polymérases nécessitent quoi?

A

Toutes les polymérases nécessitent la TBP (TATA-binding protein) qui se fixe en amont du site initiateur de la transcription

30
Q

Transcription chez les eucaryotes : les différents promoteurs
1 : les types + rôle
2 : éléments principaux
Promoteur basal?
3 : rôle

A

Promoteur minimal :
–la plus petite unité nécessaire et suffisante à l’initiation de la transcription par l’ARN pol II et les facteurs généraux de la transcription

–2 types:
*ceux contenant une boîte TATA entourée de régions riches en GC
Gènes fortement régulés (type cellulaire particulier ou stade particulier du cycle cellulaire)
*ceux contenant un élément aval (DPE, downstream promoter element ou MTE, motif ten element).
*Les 2 types contiennent également une région initiatrice (Inr) positionnée entre -2 et +6.

–Incapable à lui seul d’assurer une transcription efficace du gène qu’il contrôle

Promoteur proximal :
-Modules positionnés jusqu’à -200 en amont

–Éléments principaux:
*boîte CAAT (entre -212 et -57) reconnue par les facteurs de transcription CTF/NF1 et CBF/NFY
*Boîte GC (positionnée entre boîte TATA et la boîte CAAT) reconnue par le facteur de transcription Sp1
*Ce sont des éléments activateurs de la transcription. Elles contrôlent la fréquence de la transcription.
*Le promoteur minimal associé au promoteur proximal constitue le promoteur basal qui permet une expression de base du gène

Promoteur distal :
-Composé de courtes séquences pouvant soit stimuler (enhancer), soit réprimer (silencer) la
transcription.

–Éléments souvent situés assez loin du gène (jusqu’à 100 000 nucléotides) soit en aval ou en amont
du site initiateur de la transcription (dans des introns ou des exons).

–Ils fixent des facteurs de transcriptions spécifiques qui recrutent, par des interactions protéines-protéines avec d’autres facteurs de transcription et/ou des co-facteurs, la machinerie basale de la transcription et ainsi régulent la transcription.

–Ces interactions impliquent le repliement de la molécule d’ADN

–Mécanisme de régulation qui permet d’ajuster le taux de transcription aux besoins cellulaires

PROMOTEUR BASAL :
Le promoteur minimal associé au promoteur proximal constitue le promoteur basal qui permet une expression de base du gène

31
Q

Transcription chez les eucaryotes : facteurs de transcription

A

->Protéines qui peuvent se fixer sur des séquences spécifiques de l’ADN

Domaines de fixation à l’ADN
présentent des structures tridimentionnelles bien définies → utilisation fréquente d’hélice α

Domaines d’activation (ou de répression) de la transcription :
induisent l’interaction avec les autres protéines participant à la régulation de l’expression
génique
+ Moins bien conservés et moins bien structurés que les domaines de fixation à l’ADN mais avec
un pourcentage inhabituel d’acides aminés particuliers (ex riches en Pro, riches en Glu, hélices α riches en aa négatifs,…)

Domaines de liaison à un ligand (dans de nombreux cas) :
classiquement retrouvés dans les récepteurs nucléaire, ce qui permet de reconnaître
spécifiquement un ligand donné (par exemple, une hormone stéroïdienne) et d’activer les gènes
cibles du récepteur

32
Q

Transcription chez les eucaryotes, étapes

A

P. 26

33
Q

Maturation des ARN messagers précurseurs : ARN polymérase II synthétise quoi et que se passe-t-il après?

A

-Addition d’une coiffe à l’extremité 5’
*Guanine modifiée par méthylation
*La protéine CBP (Cap binding protein) se fixe sur la coiffe.

–Addition d’une queue de polyA à l’extrémité 3’
*Signal de polyadénylation (AAUAAA)

-Épissage

-> Ces modifications sont essentielles pour que l’ADNm puisse être exporté hors du noyau, elles offrent une protection contre les nucléases

34
Q

Coiffe de l’ARN messager

A

p.29

35
Q

L’épissage permet quoi?

A

D’éliminer les séquences non-codantes (introns) de pré-ARNm et de lier entre eux les exos (régions codantes)

36
Q

L’épissage est assuré par quoi?

A

Par un complexe de différentes petites ribonucléoprotéines (snRNP) appelé spliceosome
-> chaque snRNP contiene un petit ARN nucléaire (U1, U2, U4, U5 et U6)

37
Q

Processus d’épissage

A

1) U1 s’associe à la jonction 5’ de l’intron
2) U2 s’associe à la boite de branchement
3) U4 associé à U6 rapproche U1 et U2, réalisant ainsi un pont entre la jonction 5’de l’intron et la boite de branchement
4) U5 s’associe à son tour et rapproche les bords 3’ et 5’ des exos à suturer
5) U4 et U1 quittent le complexe
6) Le 2’-OH du A de la boite de branchement coupe la jonction 5’ de l’intron
7) Le 3’-OH du nucléotide en 3’ de l’exonèrerai amont coupe l’autre jonction
8) L’ARNm épissé et l’intron en lasso sont libérés

38
Q

Transcription eucaryote vs procaryote

A

p.32

39
Q

Les ARNt et ARNr doivent leurs activités à quoi?

A

Aux structures secondaires et tertiaires complexe qu’ils adoptent

40
Q

Les modifications des nucléotides sont des processus enzymatiques conduisant à quoi?

A

À une modification chimique d’une base ou du ribote à différentes positions d’un acide nucléique
= modifications post-transcriptionnelles

41
Q

Les ARNt se caractérisent par quoi?

A

Par la présence d’un grand nombre de nucléotides modifiés qui jouent un rôle à la fois dans l’acquisition et le maintien de leur structure et dans leur interaction avec l’ARNm
-> la pseudo-uridine stabilise la structure de l’ARNt
-> les nucléotides modifiés sont souvent retrouvés dans la boucle anticodon de l’ARNt et peuvent jouer un rôle lors de l’interaction avec l’ARNm

42
Q

Dans les ARNr, on retrouve quoi?

A

Des nucléotides modifiés dans des régions fonctionnelles importantes des ribosomes pourraient améliorer l’efficacité des ribosomes au cours de la traduction

43
Q

Structures chimiques de nucléotides modifiés

A

p.34

44
Q

Modulation du taux de transcription

A

-les promoteurs puissants permettent la synthèse de protéines demandées en grandes quantités, car il y a un besoin continuel (ex : enzymes de la glucose, cycle de Krebs, etc.)
-les promoteurs faibles peuvent être transformés en promoteurs puissants lorsqu’il y a une demande plus grande pour certaines protéines

45
Q

Propriétés des répresseurs

A

–S’attachent à des séquences particulières

–N’interagissent pas nécessairement directement avec l’ARN polymérase
*Empêchent l’enzyme de se fixer sur le promoteur
*Inhibent l’étape d’initiation
*Bloquent l’avancement de la polymérase

–Sont souvent des protéines allostériques qui peuvent êtres activées par de petites molécules

46
Q

Opéron lactose

A

Lac I exprime en continue le redresseur de l’opérons Lac

47
Q

Pas de lactose dans le milieu =

A

répressif tétraédrique actif = pas de transcription des gènes

48
Q

Lactose dans le milieu

A

= changement allostérique du répresseur = répresseur inactif = transcription des gènes

49
Q

Propriétés des activateurs

A

–S’attachent à des séquences consensus particulières situées près des promoteurs
–Interagissent directement avec l’ARN polymérase
–Sont souvent des protéines allostériques qui peuvent être activées par de petites molécules

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