Transcription-Traduction Flashcards
Qu’est-ce que le génotype ?
C’est l’ensemble des caractères génétiques d’un être vivant, exprimés ou non
Qu’est-ce que le phénotype ?
C’est l’ensemble des caractères génétiques d’un être vivant, exprimés
Qu’est-ce que le génome ?
C’est l’ensemble de l’information héréditaire d’un organisme présent en totalité dans chaque cellule
Combien y a-t-il de bases pour le génome humain ?
3,2 milliards de bases
Quel est le pourcentage du génome transcrit ?
40%
Qu’est-ce que l’unité transcrite ?
Le gène
Quel est le pourcentage du génome transcrit qui code pour les protéines ?
< 2%
Qu’est-ce qu’un gène ?
C’est une séquence d’acide désoxyribonucléique (ADN) qui code un ARN fonctionnel (pas forcément une protéine)
Quelles sont les caractéristiques du génotype ?
Il est ubiquitaire, son information est figée et transmise à l’identique par réplication et réparation
Quelles sont les caractéristiques du phénotype ?
Il est spécifique à une cellule/ un tissu, il est dynamique (évolue dans le temps) et est régulé ou dérégulé
Qu’est-ce que les ARNt et ARNr pour l’ARNm ?
Ce sont des effecteurs / biocatalyseurs
Quelles sont les caractéristiques de l’ADN ?
- structure en double hélice
- stable
- support de l’information
Quelles sont les caractéristiques de l’ARN ?
- simple brin
- instable, labile
- vecteur d’information (ARNm)
- rôle de régulateur de l’information (ARN non codant…)
- biocatalyseur (ARNt, ARNr…)
Pourquoi l’ADN est employé comme molécule de stockage ?
Parce qu’elle est plus stable que l’ARN
Comment est structuré un gène ?
- promoteur
- 1er exon avec partie non codante
- alternance intron et exon
- dernier exon avec partie non codante
Quelle est la particularité d’un exon et qu’induit-elle ?
Un exon peut être entièrement non codant et si il est initiateur, le codon initiateur AUG se trouvera alors dans l’exon 2
Qu’induit la transcription ?
Le passage d’une séquence de nucléotides (ATCG) en une séquence de nucléotides (AUCG)
Grâce à quoi particulièrement se fait la transcription ?
Grâce au complexe de polymérisation POL II d’environ 550 kDa de 12 sous-unités
Qu’est-ce que l’épissage ?
C’est l’excision des introns
Que se passe-t-il lors de la maturation ?
Il y a ajout d’un coiffe en 5’ et polyadénylation en 3’ : queue poly A et l’épissage
Quelles sont les étapes de la transcription ?
1) Initiation
2) Elongation
3) Terminaison couplée à la maturation
Que se passe-t-il lors de l’initiation de la transcription ?
Il y a formation du complexe de pré-initiation
Que comporte le complexe protéique ?
POL II, facteurs de transcription (TF), séquence d’ADN au niveau du promoteur “proximal”
Comment se forme ce complexe ?
L’ARN polymérase va être recrutée mais elle ne reconnaît pas seule la séquence promotrice, il y a donc un assemblage progressif, ainsi il y a déshybridation de l’ADN (ouverture) et activation de POL II (déplacement)
Quelle est l’autre fonction des facteurs de transcription ?
Ils peuvent inhiber ou amplifier l’expression du gène
Qu’est-ce que l’élément de réponse ?
C’est une séquence ADN : élément CIS (parfois très à distance du promoteur proximal), où se fixe les facteurs de transcription (enhancer ou silencer) : éléments Trans
Quelle est la particularité de l’élongation ?
Elle est multiple : molécules d’ARN sont synthétisées simultanément
Que permet l’ARN polymérase ?
Elle catalyse la synthèse d’un brin ARN complémentaire d’une région du génome (ADN) en interaction avec de nombreux facteurs : facteurs de transcription…
Quelles sont les différentes fonctions des différents polymérases ?
- ARN POL I : ARN ribosomaux (ARNr)
- ARN POL II : ARN messagers (ARNm)
- ARN POL III : 1 ARNr (5S) + ARN de transfert (ARNt) + petits ARN nucléaires non codant
Comment fonctionne l’ARN POL II ?
L’élongation se fait dans le sens 5’3’ : formation d’une liaison phosphodiester
De quoi dépend la vitesse de formations de nucléotides de l’ARN polymérase ?
Cela dépend de l’activité du promoteur
Sur quel brin se fait la transcription ?
Il se fait sur le brin anti-sens ainsi la séquence du messager sera identique à celle du brin sens
Quelles sont les particularités de la lecture des gènes ?
Tous les gènes ne sont pas lus dans le même sens, une même région peut coder plusieurs messagers, il existe des zones de chevauchement
Pourquoi cette particularité ?
Parce qu’un gène peut se trouver sur un brin ou l’autre
Quand a lieu la maturation du messager ?
Ca a lieu en cours d’élongation
Expliquez comment se fait la maturation (formation de la coiffe)
Le domaine C terminal (CTD) de POL II va recruter des facteurs de maturation déjà présent dans le complexe et dès un bout de l’ARN émergé, un facteur de capping va s’y attacher pour ajouter la coiffe en 5’
Quelles sont les fonctions de la coiffe ?
- favorise l’export vers le cytoplasme
- stabilise et protège l’extrémité 5’
- rôle d’initiateur dans la traduction
Comment se fait l’épissage ?
De la même manière que le capping, avec des facteurs qui vont former des boucles au niveau des introns pour ensuite les tej
Pourquoi l’épissage est une fonction si importante ?
Parce que si l’épissage ne fonctionne pas correctement, les exons ne seront pas associés correctement les uns aux autres et le cadre de lecture sera anormal
Quelle est la particularité de la séquence au niveau des extrémités des introns ou exons ?
AG au début de l’exon ou fin de l’intron et GU en fin d’exon ou début d’intron et enfin un point de branchement A
Plus précisément grâce à quoi l’épissage est-il réalisé ?
Grâce à un complexe associant protéines et petits ARN nucléaires guide : le spliceosome
A quoi sert les ARNs au sein de ces protéines ribosomiques ?
Ils servent de guide pour les structures protéiques vers des régions spécifiques
De quoi est composé le complexe ?
De snRNP (“small nuclear ribonucleotide protein” : petites ribonucléoprotéines nucléaires) : des associations de protéines avec petits ARN non codant
A quoi servent les différents snRNP ?
- U1 c’est le site donneur
- U2 c’est le point de branchement
- U4, 5 et 6 permettent de rapprocher U1 à U2
Précisément que permet le spliceosome ?
Il permet d’effectuer 2 réactions de trans-estérification :
- la 1e pour attacher le bout d’ARN associé à U1 au point de branchement
- la 2e pour attacher les 2 exons
Comment se fait les réactions de trans-estérification moléculairement parlant ?
Quels facteurs de régulations sont présents dans les séquences ?
Les séquences ISS (silencer : inhibitrices) et ISE (enhancer : activatrices) dans les introns et les ESS et ESE dans les exons
Comment se fait la terminaison ?
Lorsque l’ARN POL II va transcrire la séquence AATAAA, des endonucléases vont s’y fixer et la cliver, il y a ensuite polyadénylation par PolyA polymérase (PAP1)
Qu’est-ce que la polyadénylation ?
L’ajout d’une queue poly A en 3’
Quelles sont les caractéristiques de la polyadénylation ?
Environ 200 motifs adényliques, nécessite l’ATP
Que permet la queue poly A ?
- stabilisation et protection du messager grâce aux protéines liant le poly A (poly A binding protein) qui vont s’y fixer
- rôle dans l’export et la traduction du messager
Comment se fait l’export ?
L’ARNm va sortir dans le cytoplasme par 5’ avec perte de certaines protéines restreintes dans le noyau
Que se passe-t-il à partir de son arrivée au cytoplasme ?
L’ARNm est ensuite rapidement pris en charge par des facteurs d’initiation de la traduction sur l’extrémité 5’ qui va prendre la place de la coiffe et s’associer aux protéines liant le poly A pour “cycliser” la séquence
Quelles sont les caractéristiques du code génétique ?
- spécifique : 1 codon = 1 acide aminé
- dégénéré : 1 acide aminé = 1 à 6 codons possibles
- stop : UAA, UAG, UGA
Quel est le motif de lecture de l’ARNm à la protéine ?
C’est un codon formé de 3 nucléotides qui codent 1 acide aminé
Quel est le codon d’initiation ?
AUG qui code pour une méthionine
Quels sont les partenaires de la traduction de l’ARNm ?
- l’ARNm comme matrice
- protéines régulatrices
- les ARNs ribosomaux et protéines ribosomales
- les ARNs de transfert
- des acides aminés
Quelle est la structure du ribosome ?
Un grande sous unité avec 49 protéines et 3 ARNr 28S, 5.8S, 5S et une petite sous unité de 33 protéines et de l’ARN 18S avec des “slots”
Quelles sont les différentes phases de la traduction ?
- Initiation
- Elongation
- Translocation
- Terminaison
- Recyclage des ribosomes
Comment se fait l’activation de l’ARNm ?
Il se fait via le recrutement de facteurs d’initiation de la traduction : eIF(s)
Que permet le complexe d’initiation ?
Il capture le messager par reconnaissance de la région 5’cao (eIF : eukaryote initiation factors)
Que possède les ARNt ?
Ils possèdent un anti codon pour lier l’acide aminé au codon sur l’ARNm
Quelle est l’enzyme synthétase permettant la fixation de l’AA sur l’ARNt ?
L’aminoacyl-tRNA synthétase (aaRS)
Quelle est la relation entre l’ARNt isoaccepteur et un aaRS ?
Chaque ARNt isoaccepteur est aminoacylé par 1 aaRS spécifique qui va reconnaître l’ARNt et le bon acide aminé
A partir de quoi peut être synthétisé l’ARNt ?
A partir de l’ADN nucléaire ou mitochondrial
Par quoi est portée la spécificité ?
Majoritairement portée par l’anticodon
Comment se fait la fixation de l’AA à l’ARN de transfert ?
Il y a activation de l’acide aminé par ATP formant AA-AMP puis un remplacement de l’AMP par l’ARNt et libération e l’AMP avec la mise en place d’une liaison covalente entre ARNt et AA (3’)
Comment se déroule la réaction ?
Elle se déroule en 2 étapes :
- activation : acide aminé lié à l’ATP pour former un aminoacyl adenylate
- transfert : l’acide aminé est transféré à l’ARNt, par formation d’une liaison ester en 3’-OH du ribose de l’adénine en 3’ de l’ARNt
Que permet le facteur d’élongation (EF1A) ?
Il permet de stabiliser le complexe et participe au recrutement du AA-ARNt par le ribosome
Qu’est-ce que l’initiation de la traduction ?
C’est la reconnaissance du codon d’initiation AUG
Comment se fait l’élongation de la traduction ?
Des facteurs d’élongation eEF et de l’énergie sont nécessaires
Quel est le type de traduction ?
C’est une traduction dépendante de la coiffe, la plus majoritaire
Qu’est-ce que le complexe de pré-initiation ?
C’est un complexe (PIC) comportant la petite sous unité du ribosome une méthionine couplée à son ARNt
Que se passe-t-il après reconnaissance du codon ?
Une molécule PABP s’est au préalable fixée à la queue poly A pour circulariser l’ARNm dans le but de le stabiliser
Que se passe-t-il à l’ARNm avec l’introduction du complexe PIC ? (mécanisme de scan)
Il va se fixer en début de séquence de l’ARNm et faire une translation jusqu’à AUG, c’est un mécanisme ATP dépendant
Comment est identifié AUG chez les eucaryotes ?
Il est identifié par un mécanisme de “scan” du messager par PIC qui se lie à l’extrémité 5’ (CAP)
Que se passe-t-il dès lors que la petite sous-unité trouve AUG ?
Il y a recrutement de la grosse sous unité et démarrage de la synthèse protéique
Grâce à quoi l’identification de l’AUG est-elle si efficace et spécifique ?
Grâce à la séquence de Kozak, séquence conservée, autour de l’AUG d’initiation
Comment se fait la synthèse de la liaison peptidique ?
Le groupement α-amino de l’aminoacyl-tRNA : A-site réagit avec le carbone du groupement carbonyl / peptidyl ARNt du P-site, induisant un intermédiaire réactionnel et ainsi l’ARNt est deacylé au P-site et peptidyl-ARNt n+1 A-site
Qu’est-ce que le PTC dans le ribosome ?
PTC, peptidyl transferase center est une région dans la grande sous unité qui catalyse deux réactions : formation de la liaison peptidique et la libération du peptide en fin de synthèse
Comment se déroule la terminaison ?
Par la présence d’un codon STOP en phase, avec fixation de eRF induisant libération et translocation
Qu’est-ce que les polyribosomes ?
Ce sont des amas formés par l’assemblage de plusieurs ribosomes attachés entre eux par une molécule d’ARNm en cours de traduction induisant l’augmentation de la synthèse ou la vitesse de synthèse protéique
Comment est régulée la formation des polyribosomes ?
Par les facteurs d’initiation de la traduction
Comment sont régulés les facteurs d’initiation de la traduction ?
Par des facteurs externes : facteurs de croissance voire voies de signalisation
Quel est le rapport de fabrication de protéines entre une cellule en division et une cellule quiescente ?
Une cellule en division fabrique 3 fois plus de protéines qu’une cellule quiescente
Quel état de régulation de l’étape d’initiation de la traduction ?
Elle est très régulé
Donner des exemples d’anomalies et d’applications médicales
- l’existence de structures secondaires de l’ARNm pouvant freiner le déplacement du complexe d’initiation
- l’existence d’une mutation, délétion, insertion en 5’UTR de l’ARNm qui peut modifier la séquence et ainsi la détection d’un codon AUG non conventionnel
- des mutations de eIF1 associées à un défaut de reconnaissance du codon par le Met-ARNt
Quelle est la spécificité de l’élongation ?
Il y a édition du choix de l’ARNt lorsque la complémentarité n’est pas bien réalisée
Quelle fonction possède le ribosome ?
Il possède une fonction catalytique
Qu’induit le codon stop ?
Il induit l’arrêt de la traduction
