transcription Flashcards
Régions transcrites du génome
Bactéries : 80% génome code protéines
Eucaryotes: 80% du génome porte de l’information génétique:
* Transcrit: 75%
dont ARNm = 8% -> partie du génome portant information codante : 1-2%
* Autres 5% -> régulation expression
opéron lactose
opéron lactose = region cis de trois gènes de structure à la suites : lac Z,Y,A qui codent pour:
2 Enzymes + 1 perméase:
* lacZ, beta-galactosidase
* lacY, perméase
* lacA, acétyltransférase
1) cas de base : ya du glycose donc glycolyse:
expression constitutive de lac I (par le gene régulateur lac I): produit lac i qui se fixe sur O (element cis) et entre en compétition avec l’ARN poly => pas de transcription de lac Z Y A
Absence de lactose -> Répression de l’expression
2) cas si ya du glycose ET du lactose:
le lactose est isomèré en Allolactose, qui se fixe sur lac I (la prot) et change sa conformation => lac I permet sont affiniter pour ADN et ne peut plus réprimer O
Mais comme O est un promoteur faible => pas bcp transcription: etat NON REPRIMER NON INDUIT
3) lactose mais PAS de lactose => stress cel => production AMPc => signal carence glucose, fixation de AMPc sur la prot CAP (= Activateur
Homo-dimère => palindrome)
=> expression ++
ETAT NON REPRIMER ET INDUIT
si courbe : Croissance en diauxie:
1) conso tt glucose
2) production Ampc
3) conso lactose +++
Régulon = Cistron
Rôle essentiel du promoteur =Régulation en cis:
* Element de réponse: Contrôle + ou -
Interaction ADN-protéines = régulation en trans: un gène trans régulateur code pour une FRT: Facteur de Régulation de la Transcription qui vas se lier avec la région cis (=promoteur) d’un gène de structure et induire ou bloquer sa transcription par les ARN polymérase
ya donc deux classes de gènes:
* Gènes de structure
* Gènes de régulation
ARN pol pro
enzyme : α2ββ’
Sous-unités catalytiques : β, β’
Sous-unités stabilisation : Dimère α, ω
Forte affinité ADN
Stockage sur ADN
ARN polymérases eucaryotes
- Faible affinité pour ADN => Enzymes en solution nucléoplasme
Trois polymérases:
- Polymérase I (A) : ARNr 45S -> 28S, 18S, 5,8S
- Polymérase II (B) : ARNm, ARNsn (sauf U6), ARNsno, ARNnc
pol II à la particularité d’avoir un ssu RPB1 avec un domaine CTD (répétition d’un heptapeptide) avec** 5 sites phosphorylation** (1 Tyr, 1 Thr, 3 Ser) phosphorylation par TFIIH => Hyper-phosphorylation => charge (-) => permet initiation transcription - Polymérase III (C) : ARNt, ARNsno, U6, 5S, 7SL
convention brin
brin codant = brin transcript = celui qui defini le sans de transcription
brin matrice = brin lut
par convention :
* Le gène est sur le brin direct : Brin codant orienté 5’-3’ = brin direct (+) ou Watson
- Le gène est sur le brin complémentaire : Brin codant orienté 3’-5’ = brin complémentaire (−) ou Crick
vu ensemble transcription pro
① Formation de l’holoenzyme α2ββ’σ
②σ70 reconnait la séq. -35 : formation du complexe binaire fermé (protéine + ADN)
③σ70 reconnait la séq. -10 et écarte la double hélice : formation du complexe binaire ouvert
④Libération du facteur σ70
⑤Avancement de l’ARN pol dans la boucle de transcription.
Lorsqu’un nt est synthétisé, on a formation du complexe ternaire (protéine + ADN + ARN)
⑥Il existe des protéines “anti-terminaisons” qui se fixent sur les motifs tige-boucles au cours de l’élongation
promoteur euc
Promoteurs :
- Promoteur basal: (point +1) : permet recrutement FGT de pol II. constitution:
* Boîte TATA (riche en A/T) : reconnue par la sous-unité TBP de TFIID, associée à des TAF
(TAF = facteurs associés à TBP)
* Boîte BRE (riche en G/C) : reconnue par TFIIB - Promoteur proximal : Il est reconnu par les facteurs régulateurs de la transcription (FRT) pour moduler l’expression des gènes.
- Promoteur distal : uniquement euc.
Il contient des séquences régulatrices activatrices (enhancer) ou répressives (silencer) reconnues par les FRT.
Il interagit avec le médiateur par l’intermédiaire de co-facteurs (protéines) après formation d’une boucle fonctionnelle (courbure) au niveau de l’ADN.
PIC c quoi et decrire sa formation
ARN pol II + FGT
① La sous-unité TBP (TATA box binding protein) du facteur TFIID reconnait et se fixe sur la boite TATA.
→ Courbure de l’ADN à 90° et ouverture de l’ADN
→ Recrutement de TFIIA et TFIIB.
② Stabilisation du complexe → Recrutement ARN polymérase II avec TFIIF.
③ Formation du PIC (recrutement TFIIE et TFIIH)
④ Phosphorylation du domaine C-term de RPB1 par l’activité kinase de TFIIH.
La présence de groupements phosphates entraîne une surcharge de charges négatives ce qui facilite la libération (lancement) de la polymérase.
La phosphorylation du CTD permet aussi de lier les différentes protéines impliquées dans la maturation de l’ARNm.
Motif Doigt de Zinc
motif de FRT spécifique eucaryotes:
Le motif Doigt de Zinc, spécifique des eucaryotes, reconnait entre 4 à 6
nucléotides de l’ADN. C’est un atome de zinc qui permet de maintenir
cette structure en se liant à des cystéines et/ou des histidines (C2H2 ou
C4).
On peut citer la protéine Sp1 (associée à la boîte G/C du promoteur proximal) ou les récepteurs nucléaires (associés au promoteur distal)
comme exemples de protéines possédant un motif doigt de zinc
Petit domaine (20-30 aa)
Zn2+ => repliement
Chélation par aa : C2H2 ou C4
Interactions grand sillon ADN
=> 4-6 nt reconnus
Exemples:
Sp1 (boîte GC)
Récepteurs nucléaires
FRT : Domaines de dimérisation
=> Homo- ou Hétérodimère
Le motif Leucine Zipper est constitué de deux hélices amphipatiques
qui sont liées grâce à des interactions hydrophobes formées par les
chaînes latérales des leucines situées sur un seul côté des hélices. Ces
interactions permettent de favoriser la dimérisation des deux sous-unités
du FRT.
Le motif Hélice-boucle-hélice (HLH), est un autre exemple de domaine
de dimérisation des FRT, plus petit que le motif leucine zipper.
+ Leucine Zipper
Répétition de Leucines
Longue hélice -> face leucines
Hélice amphipatique
+ Motif Hélice-Boucle-Hélice
HLH : Helix-Loop-Helix
activation des FRT
Les FRT peuvent être régulés dans leur activité, comme par exemple la protéine CAP (Catabolite Activator
Protein) lorsque l’AMPc se fixe dessus.
La phosphorylation, modification post-traductionnelle des protéines, par des kinases est la voie majeure
d’activation de la régulation de l’expression des gènes. On peut citer par exemple la protéine CREB
(c-AMP Response Element-Binding protein), qui une fois liée à l’AMPc, sera phosphorylée et donc active.
Elle reconnaîtra l’élément CRE situé au niveau du promoteur proximal de nombreux
gènes eucaryotes.
+ Liaison messager secondaire AMPc
+ Phosphorylation
ex CREB (une fois lié AMPc) sera phospho => reconnait CRE (euc)
passagee eu à hetero chromatine
Les histones acétyltransférases (HAT) : hétéro - > euchromatine
Les histones désacétylases (HDAC) euchromatine -> hétérochromatine
Des FRT, en se fixant sur le promoteur distal, font agir ces
enzymes.
maturation ARNm
CO TRAD
coiffe : ajout en 5’ de l’ARNm, d’une 7-méthylguanosine au premier
nucléotide par une liaison 5’-5’ triphosphate + méthylation en C2’ des deux carbones des 2 premiers riboses => protege de RNases + recrute CBC (Cap-Binding Complex) (exportation et traduction grace liaison eIF4)
epissage
queue poly A
qui assure l’épissage et qui le verif
Des protéines SR vérifient que l’épissage soit correct.
L’épissage est assuré par le spliceosome qui fait appel à des facteurs spécifiques : ribonucléoprotéines snRNP (particules U1, U2, U4, U5 et U6) contenant des snARN (riches en uracile) qui sont des ribozymes (ARN ayant des propriétés catalytiques) et des protéines spécifiques.
