Transcription de l'ADN Flashcards
Décris le flux de l’information génétique
Réplication de l’ADN: ADN en ADN
Transcription: ADN en ARN
Traduction: ARN en protéine
Quel est le role de l’ARN polymérase
Permet la transcription de l’ADN en ARN (génère un polymère de ribonucléotides)
Quels sont les différences entre ARN et ADN
L’ARN à la séquence d’ADN du brin codant mais avec des ribonucléotides (sucre = ribose) au lieu de désoxyribonuclotides et de la base U au lieu de T
Quel replis peut former un brin d’ARN et pourquoi
Peut former des structures secondaires et tertiaries à cause de l’appariement entre ses bases formant des boucles
Qu’est-ce qu’un pseudoknot
Appariement de bases en deux région simple-brin de boucles; l’appariement n’est pas nécessairement entre deux bases complémentaires
Décris brièvement le principe de la transcription par l’ARN polymérase
- Déroulement de l’ADN au fur et à mesure de la synthèse de l’ARN par ARN polymérase
- Reformation de la double hélice d’ADN en arrière de l’ARN polymérase
Qu’est-ce qu’un hétéroduplex
Courte région de double hélice hybride formée transitoirement d’ADN/ARN au fur et à mesure de la transcription composée d’environ 9 nucléotides
Quelles sont les 4 caractéristiques de l’ARN polymérase
- ARN polymérase fait la synthèse de l’ARN de 5’ à 3’
- ARN polymérase synthétise le brin complémentaire à partir d’un brin matrice d’ADN qui est lu de 3’ vers 5’
- ARN polymérase n’a pas besoin d’amorce
- Crée des lien phosphodiesters entre les nucléotides en son site actif
Pourquoi la transcription de l’ARN ne doit pas être aussi précise que l’ADN
Parce que les erreurs provoquées par l’ARN polymérase on une durée de vie limitée qui correspond à celle du transcrit, alors qu’une erreur dans l’ADN va se faire répliquer et se trouver dans toutes les nouvelles cellules suivant cette réplication
Comment l’ARN polymérase sait où il faut commencer la transcription et où la terminer
Par la présence de séquences d’ADN qui signalent
- initiation: promoteur
- terminaison: terminateur
Qu’est-ce qu’un promoteur et un terminateur
Endroits précis (séquences d’ADN précises) où commence et se termine la transcription
Promoteur: site d’initiation de la transcription
Terminateur: site de terminaison de la transcription
Qu’est-ce qui est indispensable à l’ARN polymérase pour initier et terminer la trasncription (2 éléments)
Facteurs protéiques (ex: facteur sigma) et signaux dans l’ADN (ex: signal stop)
Quel facteur permet d’initier la transcription par l’ARN polymérase chez les procaryotes
Facteur sigma
Où l’ARN polymérase est-elle recrutée et relâchée chez les procaryotes
Recrutée: site promoteur
Relâchée: signal de stop
Décris brièvement le processus d’initiation et de terminaison chez les procaryotes
- Facteur sigma vient s’Associer à l’ARN polymérase pour former le complexe d’initiation de la transcription
- L’ARN polymérase (liée au facteur sigma) est recrutée au niveau du promoteur et initie la transcription
- Le facteur sigma est libéré après environ 10 nucléotides après l’initiation de la transcription
- L’ARN polymérase va être relâchées au niveau d’un signal stop (arrêt de la transcription)
Explique le concept d’une séquence concensus
Ordre calculé de nucléotidiques (acides nucléiques) ou d’acides aminés (protéines) trouvés à chaque position dans un alignement de séquences
Représente le résultat d’alignement des séquences multiples dans lesquels des séquences apparentées sont comparées les unes aux autres
Permet d’établit des pourcentages/fréquences des motifs de séquences similaires calculés pour chaque position
Donne un exemple de séquences consensus dans la transcription de l’ARN
Les promoteurs sont des longues séquences d’ADN qui possèdent des séquences consensus qui se répètent d’un gène à l’autre
À quel endroit l’ARN polymérase est-elle recrutée
Recrutée au niveau du promoteur
Pourquoi y a t il plusieurs facteurs sigma chez les procaryotes et pourquoi est-il nécessaire à la transcription
parce que le factreur sigma se lie à l’ARN polymérase pour qu’elles puissent se faire recrutée par un promoteur
- le facteur sigma est spécifique à chaque gène (reconnait un promoteur spécifique), car les promoteurs varient d’un gène à l’autre quoiqu’il possède tout de même des séquences consensus communes
À quel moment se forme le complexe d’initiation de la transcription et de quoi est-il formé
Formé du facteur sigma qui s’associe à l’ARN polymérase AVANT DE SE LIER AU PROMOTEUR
Qu’est-ce qui permet au facteur sigma de reconnaitre le promoteur
Parce que tous les promoteurs possèdent des courtes séquences consensus (motifs de séquences similaires) conservés:
- cassette -35: TTGACAT ou TTGACA
- cassette -10: TATAAT
Pourquoi les séquences consensus des promoteurs sont-elles négatives
Parce qu’elle se retrouvent à des positions en amont du site d’initiation de la transcription (+1)
Que dicte la position des séquences concensus du promoteur
Dicte le brin à utiliser comme matrice et le sens de la transcription
Qu’est-ce qu’une séquence concensus des promoteurs et qu’est-ce qui fait qu’un promoteur est plus fort chez les procaryotes
Séquence idéale obtenue par analyse statistique de la fréquences des bases des acides nucléiques à chaque position de l’ADN
Plus la séquence du promoteur sera fidèle et similaire à la séquences consensus (idéale), plus l’affinité avec le facteur sigma sera grande et plus l’initiation de la transcription sera efficace = promoteur plus fort
Pourquoi y a t il plusieurs facteurs sigma
Parce que comme les séquences du promoteur varie selon les pourcentage des position de chaque base, différents facteurs sigma vont avoir leur propre spécificité de séquences
- vont reconnaitre ces variation contribuant à l’expression d’un gène précis
Quelle séquence sert de point de repère pour l’assemblage du complexe d’initiation de la transcription
La séquence -10 TATAAT (à environ 10 pb en amont du site d’initiation)
Décris les étapes du processus de transcription de l’ARN chez les procaryotes
- Facteur sigma vient se lier à l’ARN polymérase avant qu’elle se fixe au promoteur
- ARN polymérase est recrutée par le promoteur et reconnue par le facteur sigma
- Début de l’initiation de la transcription à 50 ribonucléotides/s
4-5. Relâchement du facteur sigma à +/- 10 ribonuclotides et élongation - Rencontre du signal de terminaison par l’ARN polymérase
- l’ARN forme des interaction intramoléculaires (appariements locaux) qui lui confère une forme indiquant à l’ARN polymérase qu’elle doit être relâchée
- structure secondaire et tertiaire: tige boucle - Détachement de l’ARN polymérase libérant l’ARN
ARN polymérase peut ensuite retrouver un autre facteur sigma pour recommencer le cycle
Qu’est-ce qui permet l’arrêt de la transcription chez les eucaryotes
Lors que l’ARN polymérase rencontre le signal de terminaison et est relâchée
Quelle est la nature du signal de terminaison chez les procaryotes et pourquoi favorise-t-il le détachement de l’ARN polymérase
C’est un signal encodée par l’ADN qui se transcrit à l’extrémité 3’ du brin d’ARN pour former
- une tige boucle riche en G- C(appariements de bases)
- suivi d’une série de U
Crée une contrainte au niveau du complexe de l’ARN polymérase favorisant son détachement et donc cause la terminaison de la transcription
Quels sont les 3 types d’ARN et les ARN polymérase qui permettent de les produire chez les eucaryotes
- ARNm: codent pour les protéines
- ARN polymérase II - ARNr: composent le ribosomes
- ARN polymérase I - ARNt: servent d’adaptateur lors de la synthèse protéique
- ARN polymérase III - Petits ARNm: utilisés dans différents processus cellulaires (snRNA, snoRNA)
- ARN polymérase III
Quel est l’élément corps du promoteur (nature du signal d’initiation) chez les eucaryotes et à quoi sert-il
Promoteur bcp plus complexe;
Boite TATA située à 25 pb en amont du site d’initiation (séquences: TATAAA)
Sert de point de repère pour l’assemblage du complexe d’initiation de la transcription
Quels facteurs permettent de reconnaitre la TATA box et à quoi sert cette reconnaissance chez les eucaryotes
Les facteurs généraux de la transcription lient et reconnaissent la TATA box
Permet par la suite de former le complexe d’initiation de la transcription avec l’ARN polymérase II
*alors que chez procaryote: formation du complexe avant la liaison au promoteur de l’ARN polymérase
Quel est le role global des facteur généraux de transcription (GTF)
Permettent de se lier et de reconnaitre les séquences consensus du promoteur eucaryote de l’ARN polymérase II
Quels sont les GTF et leur rôle dans l’intimation de la transcription
TFIID:
- sous-unité TBP: reconnait TATA box
- sous-unité TAF: reconnait d’autres séquences consensus autour du site d’initation pour réguler la liasion avec le site TBP
TFIIB:
- reconnait l’élément BRE dans le promoteur
- lie précisément l’ARN polymérase II au site d’initiation
TFIIF: déjà lié à l’ARN polymérase
- stabilise la liasion de l’ARN polymérase avec le site TBP et TFIIB
- permet de recruter la TFIIE et TFIIH
TFIIE: recrute et régule TFIIH
TFIIH: initie la transcription
- ouvre l’ADN (crée la bulle de transcription; comme hélicase)
- phosphoryle la queue C-terminale de l’ARN polymérase qui détachent les autres GTF sauf TFIID qui restent pour l’élongation
Pourquoi le promoteur est plus complexe chez les eucaryotes
parce qu’il possèdent plus de séquences consensus et plus de facteurs généraux de transcription qui se lient à ces séquences
Quelles sont les séquences faisant partie du promoteur basal et à quoi servent-elles
- CAAT box à -80 pb
- GC box à -100 pb
permettent d’augmenter la stabilité et donc l’efficacité du promoteur par la liaison à des facteurs généraux de transcription et à des facteurs/protéines activateurs spécifiques
- ces séquences régulent la transcription génique
Quelles sont les autres séquences d’ADN (non inclues dans le promoteur) impliquées dans la régulation des gènes et où se trouvent-ils
Enhancer: permettent de lier les facteurs spécifiques d’activation
Silencers: permettent de lier les facteurs spécifiques de répression
Se trouvent à des milliers de pb en amont ou en aval du promoteur, mais vont tout de même agir sur celui-ci
Qu’est-ce qui est indispensable à l’ARN Pol II pour l’initiation de la transcription
Nécessite des facteurs protéiques (GTF, activateur et répresseur) et des signaux dans l’ADN (enhancers, silencers et promoteurs) pour initier la transcription
Qu’est-ce qui forme le complexe d’initiation de la transcription chez les eucaryotes et quelle est sa différence dans l’assemblage avec les procaryotes
Les facteurs généraux de transcription (GTF ou TFII) et l’ARN polymérase
Procaryotes: facteur sigma et ARN polymérase se lie pour ensuite être recrutée par les promoteurs
Eucaryotes: GTF se lient au promoteurs pour recruter l’ARN polymérase et ensuite d’autre GTF se lie pour former le complexe qui une fois complété permet d’initier la transcription
Comment l’ARN polymérase se lie t elle à la boite TATA
Ne se lie par directement; la liaison se fait via les GTF parce que l’ARN polymérase ne reconnait par les promoteurs
Quels GTF permettent à l’ARN polymérase de se lier au promoteur
TFIID et TFIIB
Décris les étapes de l’assemblage du complexe d’initiation menant au signal de départ de la transcription par l’ARN pol II
- Reconnaissance de la boite TATA par la TFIID (par son site TBP; TATA binding protein)
- liaison de séquences autour du site d’initiation via le site TAF pour réguler le site TBP - Recrutement de la TFIIB par la TFIIB sur la séquence BRE
- Recrutement de l’ARN polymérase au site d’initiation par la TFIIB
- Recrutement de la TFIIE et TFIIH par l’ARN polymérase via la TFIIF déjà sur l’ARN polymérase II
- stabilisation de la TBP et de la TFIIB
- TFIIE recrute la H et la régule - Formation complète du complexe d’initiation de la transcription
- Role de la TFIIH
- séparation des deux brin d’ADN pour former la bulle de transcription (fonction hélicase)
- phosphorylation (fonction kinase) de la queue C-terminale de l’ARN polymérase - Phosphorylation entraine le détachement des TFIIB-E-F-H
= annonce à l’ARN polymérase que tout est en place pour la transcritption et élongation de l’ARN; SIGNAL DE DÉPART
À quel moment débute la synthèse de l’ARN
Lorsque tous les GTF sont libérés (sauf la TFIID) par phosphorylation de l’ARN polymérase par la TFIIH
Pourquoi la TFIID n’est pas libérés avec les autres GTF
Parce qu’avec son site GBP elle contribue à l’élongation
Pourquoi les ARN des eucaryotes sont transcrits et modifiés simultanément dans le noyau
Parce que des facteurs de maturation de l’ARN pré-messager se fixe à la queue C-terminale de l’ARN polymérase pour permettre l’épissage
*détails dans un autre cours
Comment se fait la terminaison de la transcription chez les eucaryotes
La terminaison est couplée à la polyadénylation
- Le terminateur est une séquence dans l’ARN pré-messager transcrit qui est un signal de polyadénylation
- terminateur: AAUAAA - pré-ARNmessager est clivé et polyadénylé = ajouter d’une longue chaine de A
- Détachement de l’ARN polymérase (grâce à la polyadénylation)
Pourquoi et comment l’ARN est-elle constamment synthétisée et dégradée
Pourquoi: pour assurer une régulation stricte de son abondance dans le noyau
Comment
- régulée au niveau de l’initiation de la transcription
- régulée au niveau de la dégradation
Qu’est-ce que la demi-vie de l’ARNm
Le temps nécessaire pour que l’ARNm atteigne la moitié de la quantité initiale
Pourquoi est-il important de réguler la transcritption d’un gène
Parce qu’on veut que le gène soit exprimé au bon moment selon les changements et les adaptation à l’environnement de la cellules ou de l’organisme
Que détermine l’efficacité de la transcription
détermine la quantité d’ARN produit et donc la quantité de protéines traduites
Par quoi est controlé le taux de transcription des ARN et à quel moment dans le processus de transcription
- régulée au moment de la l’intiation de la transcritption par la séquence du promoteur et les facteurs protéiques (de transcription spécifique) qui s’y attachent (activation ou répression)
Quelles sont les deux types de facteurs protéiques et leur role dans l’initiation de la transcription
Facteurs spécifiques d’activation: facilitent l’assemblage des facteurs généraux de transcritption (GTF) et de l’ARN polymérase sur le promoteur
Facteurs spécifiques de répression: empêchent l’assemblage des GTF et de l’ARN polymérase sur le promoteur
À quels endroits se lient les facteurs protéiques contrôlant l’initiation de la transcritption
Facteurs spécifiques d’activation: se lient au enhancers
Facteurs spécifiques de répression: se lient au silencers
enhancers et silencers: séquences d’ADN à des milliers de pb en amont/aval des promoteurs
De quelle façon la liaison à l’ADN des facteurs spécifiques d’activation et de répression permettent d’inhiber ou de stimuler la transcription
Entraine un changement de conformation de ces facteurs spécifiques (qui forment des complexes) eux-mêmes et de l’ADN qui permet l’inhibition et l’activation
Quelles sont les 3 mécanismes entrainés par les facteurs protéiques pour stimuler ou inhiber l’initiation de la transcription
- Les facteurs d’activation recrutent les facteurs généraux de transcription et l’ARN polymérase
- Les facteurs d’activation attirent les complexes de remodalge de la chromatine pour la décondenser
- Les facteurs d’activation recrute les enzymes pour modifier chimiquement la chromatine (ADN ou histones)
les facteurs spécifiques de répression font le contraire)
Donne 2 exemples des effets des facteurs d’activation et de répression de l’initiation de la transcription
- Modification chimique sur les histones: acéytlation
- activateur: recrutement de l’acétyl transférase acétyler les histones et décondenser ADN
- répresseur: recrutement de la déacétylase pour enlver les acétyl des histones et recondenser l’ADN - Activateur: recruter des complexe de remodelage de la chromatine pour faire glisser un nucléosome libérer le promoteur
Ces deux modifications de la chromatine permettent de recruter les facteurs généraux de transcription et l’ARN polymérase
Comment les facteurs spécifiques d’activation et de répression peuvent-ils s’associer aux promoteurs si les enhancers et silencers situés à des milliers de pb en amont/aval du site d’initiation de la transcription
Parce que les protéines d’activation et de répression causent une boucle dans l’ADN qui permet l’interaction avec le l’ARN polymérase malgré la distance
Qu’est-ce qu’un facteurs de transcription/protéique
protéine qui lie l’ADN et qui influence la transcription positivement (activateur; favorise la formation du complexe d’initiation) ou négativement (répresseur)
Que comprennent les facteurs de transcription (domaines)
- Domaine spécifique de liaison à l’ADN (DBD)
- Domaine d’activation (protéine d’activation; TAD) ou Domain de répression (protéine de répression
Explique, en donnant un exemple concret, comment l’expression des gènes est régulée par les facteurs environnementaux
- Effort physique mène à la production de glucocorticoide (hormone qui favorise la dégradation du glycogène en glucose)
- Glucocorticoide favorise la synthèse de l’enzyme qui dégrade le glycogène
- L’expression génique de cette enzyme est seulement active en présence de glucocorticoide
Qu’est-ce qui déterminent l’efficacité/vitesse d’initiation de la transcription d’un gène
Facteurs de transcription et leur complexe protéiques associés qui se lient aux régions régulatrices du gène (à proximité ou distance du site d’initiation); ces facteurs varient d’un gène à l’autre
Qu’est-ce qui varie et qui reste identiques dans la transcription des gènes
Identique: le complexe d’initiation de la transcription (facteurs généraux de transcription et ARN polymérase)
Différents: facteurs de transcriptions qui forment des complexes protéiques spécifiques qui se lient à des régions régulatrices/séquences d’ADN des gènes; combinaison varient entre chaque gène
