Régulation de l'expression génétique (6)
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Questions and Answers

Quel processus décrit comment un gène produit une molécule effectrice dans une cellule?

  • La transcription des gènes
  • La synthèse d'ARN
  • L'expression génique (correct)
  • La dégradation des protéines

Pourquoi les organismes multicellulaires doivent-ils réguler l'expression génique?

  • Pour avoir une diversité génétique accrue
  • Pour augmenter la taille des cellules
  • Pour réduire la quantité de gènes exprimés
  • Pour conserver l'homéostasie (correct)

Comment un gène devient-il 'activé'?

  • Par la présence de ribosomes
  • Par un signal hormonal (correct)
  • Par la dégradation de l'ARN
  • Par la synthèse de protéines

Que signifie qu'un gène a un 'profil d'expression propre'?

<p>Un gène est exprimé différemment selon le type cellulaire. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une des fonctions d'un senseur dans un organisme vivant?

<p>Détecter les changements de l'environnement (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique des cellules différenciées dans un organisme?

<p>Elles utilisent sélectivement les gènes selon leurs besoins. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de la régulation de l'expression génique?

<p>Changer la quantité de molécules effectrices produites. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel mécanisme est essentiel pour la préservation de l'homéostasie chez les organismes?

<p>La capacité de changer l'expression des gènes (B)</p> Signup and view all the answers

Quel élément permettant la transcription est situé à environ 30 nucléotides en amont du site d'initiation ?

<p>Séquence TATA (C)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise la séquence INR ?

<p>Riche en pyrimidines (C/T) (D)</p> Signup and view all the answers

Quels éléments fonctionnent sous forme d'ADN bicaténaire dans le processus de transcription ?

<p>Séquences TATA et INR (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des facteurs généraux de transcription (GTF) dans le processus de transcription ?

<p>Former le complexe d'initiation à la transcription (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle du TFIID dans le processus de transcription pour l'ARN polymérase II ?

<p>Reconnaître le promoteur (C)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi l'ARN polymérase II ne peut-elle pas se lier au promoteur seule ?

<p>Elle dépend de la présence des facteurs généraux de transcription (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction des éléments régulateurs dans le cadre de la transcription ?

<p>Ils modulent la quantité de transcription (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle affirmation concernant le promoteur est correcte ?

<p>Il indique la direction et le point de départ de la transcription (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de TBP dans le complexe TFIID?

<p>Elle reconnaît la séquence TATA. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel effet a la liaison de TBP sur l'ADN?

<p>Elle induit une déformation locale de l'ADN. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des facteurs généraux de transcription (GTF)?

<p>Ils séparent les brins d'ADN pour initier la transcription. (A)</p> Signup and view all the answers

Comment les éléments régulateurs influencent-ils l'expression génique?

<p>Ils régulent la transcription en se liant au promoteur. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'importance de la phosphorylation de la CTD par TFIIH?

<p>Elle favorise le couplage entre transcription et maturation des ARNm. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type d'ADN caractérise généralement les éléments régulateurs?

<p>Bicaténaire et palindromique. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel facteur général de transcription est impliqué dans le positionnement de l'ARN polymérase II?

<p>TFIID (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la conséquence directe de la liaison de TFIID au promoteur?

<p>La formation d'un complexe d'initiation de transcription. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel domaine des activateurs dicte la spécificité de leur fonction ?

<p>Domaine de liaison à l'ADN (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'un activateur peut faire en modifiant son domaine de liaison ?

<p>Modifier la capacité à reconnaître des séquences (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle du domaine de dimérisation dans les activateurs ?

<p>Il crée une entité palindromique en associant deux molécules (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type de séquence d'ADN a une action ailleurs sur la même molécule d'ADN ?

<p>Cis (B)</p> Signup and view all the answers

Comment les activateurs affectent-ils la transcription d'un gène ?

<p>En se liant à un élément régulateur spécifique (C)</p> Signup and view all the answers

Quel énoncé est vrai concernant la spécificité d'un activateur ?

<p>Chaque activateur est spécifique à un ou plusieurs éléments régulateurs (A)</p> Signup and view all the answers

Quel domaine n'a pas de spécificité pour un élément régulateur donné ?

<p>Domaine d'activation (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de facteur régulateur les activateurs sont-ils ?

<p>Protéines de transcription (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal rôle des coactivateurs dans l'assemblage du complexe d'initiation de transcription ?

<p>Recruter des complexes enzymatiques utilisant l'ATP (A), Transforme les nucléosomes pour faciliter l'accès à l'ADN (B)</p> Signup and view all the answers

Comment l'épigénétique affecte-t-elle l'expression des gènes ?

<p>En créant des modifications chimiques des histones (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle modification des histones rend l'ADN plus accessible ?

<p>Acétylation des extrémités des histones (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le premier processus nécessaire à l'assemblage du complexe d'initiation de transcription ?

<p>Le déplacement des nucléosomes (B)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les conséquences possibles des modifications épigénétiques des histones ?

<p>Elles peuvent être transmissibles lors des divisions cellulaires (C)</p> Signup and view all the answers

Quel phénomène implique un contact physique entre un activateur et le complexe d'initiation de transcription ?

<p>L'interaction de recrutement direct (A)</p> Signup and view all the answers

Comment les activateurs influencent-ils la structure de la chromatine ?

<p>En recrutant des acétylases qui décondensent la chromatine (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact des facteurs de transcription sur le complexe d'initiation de transcription ?

<p>Ils facilitent le recrutement des composants du complexe (D)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la liaison des activateurs s'effectue-t-elle principalement dans le grand sillon de l'ADN ?

<p>Parce que les points de contact y sont asymétriques. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des co-activateurs dans l'activation de la transcription ?

<p>Ils facilitent l'accessibilité de l'ADN en interagissant avec l'activateur. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une exception concernant la liaison des activateurs à l'ADN ?

<p>Le facteur de transcription TBP se lie dans le petit sillon. (B)</p> Signup and view all the answers

Quels types de liaisons les protéines forment-elles avec les bases de l'ADN ?

<p>Des liaisons hydrogènes, ioniques et des interactions hydrophobes. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel effet entraîne la liaison du facteur de transcription TBP au petit sillon ?

<p>Des torsions et des tensions dans l'ADN. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'un des rôles principaux des domaines d'activation des activateurs ?

<p>Ils interagissent avec des co-activateurs pour initier la transcription. (A)</p> Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lors de la liaison des activateurs sous forme de dimères ?

<p>Ils renforcent l'interaction avec l'ADN et d'autres protéines. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle particularité a le petit sillon par rapport au grand sillon ?

<p>Il a moins de points de contact avec les activateurs. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Expression d'un gène

Processus où l'information génétique d'un gène est utilisée pour produire une molécule effectrice (ARN ou protéine).

Régulation de l'expression génique

Mécanismes qui modifient la quantité de molécules effectrices produites par un gène.

Homéostasie

Maintien d'un équilibre interne stable dans un environnement changeant chez un organisme.

Développement d'un organisme

Processus où un œuf se transforme en un individu adulte, impliquant des changements d'expression génique.

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Cellules différentes

Cellules ayant des fonctions et des besoins différents malgré le même génome.

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Utilisation sélective des gènes

Processus où les cellules activent seulement les gènes nécessaires à leurs fonctions spécifiques.

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Gène code une protéine

Un gène contient l'information nécessaire à la fabrication d'une protéine.

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Gène exprimé

Un gène dont la protéine correspondante est présente dans la cellule.

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Promoteur (séquence INR et TATA)

Court segment d'ADN au début du gène, contenant des éléments de séquence pour la liaison de l'ARN polymérase II.

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Séquence TATA

Séquence d'ADN riche en A et T, située en amont du site d'initiation (environ 30 nucléotides).

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Séquence INR

Séquence riche en pyrimidines (C/T), localisée au point de démarrage de la transcription.

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Facteur général de transcription (GTF)

Protéines nécessaires à l'assemblage d'un complexe d'initiation à la transcription.

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Complexe d'initiation à la transcription

Ensemble de protéines (GTF) assemblées sur le promoteur pour permettre la fixation de l'ARN polymérase.

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TFIID

Un facteur général de transcription (GTF) jouant un rôle clé dans la reconnaissance du promoteur par l'ARN polymérase II.

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Élément régulateur

Segment d'ADN situé avant, pendant ou après le promoteur affectant l'accessibilité au promoteur et le niveau d'expression d'un gène.

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Transcription

Le processus de création d'une molécule d'ARN à partir d'une séquence d'ADN.

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TBP

Sous-unité de TFIID qui se lie spécifiquement à la séquence TATA du promoteur. Elle provoque une déformation de l'ADN.

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Déformation locale de l'ADN

Modification de la structure de l'ADN induite par la liaison de TBP à la séquence TATA. Elle provoque une torsion de l'ADN qui facilite l'assemblage du complexe d'initiation de la transcription.

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CTD de l'ARN polymérase II

Queue carboxy-terminale de la grande sous-unité de l'ARN polymérase II. Cette queue est phosphorylée par le facteur général de transcription TFIIH et est impliquée dans le couplage de la transcription avec la maturation des ARNm.

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Promoteur

Région d'ADN située en amont du gène qui contrôle l'initiation de la transcription. Il inclut la boîte TATA et d'autres éléments de régulation.

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Facteurs régulateurs

Ce sont des protéines qui se lient à des éléments régulateurs spécifiques d'un gène pour stimuler ou inhiber la transcription. Ils contrôlent l'activation ou l'inactivation d'un gène.

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Domaine de liaison à l'ADN

C'est la partie d'un facteur régulateur qui se lie à l'élément régulateur spécifique d'un gène. Il détermine quels gènes seront activés ou inhibés.

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Domaine de dimérisation

Cette partie d'un facteur régulateur permet à deux molécules du facteur régulateur de se lier ensemble pour former un dimère, ce qui augmente l'efficacité de la régulation.

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Domaine d'activation

Cette partie d'un facteur régulateur active la transcription du gène une fois que le facteur est lié à l'élément régulateur.

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Cis vs Trans

En cis, une séquence d'ADN influence une autre séquence sur la même molécule d'ADN (ex: un élément régulateur influence le promoteur du même gène). En trans, un facteur produit ailleurs agit sur un gène (ex: un activateur se lie à un élément régulateur pour activer la transcription)

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Spécificité d'un activateur

Un activateur est spécifique à un ou plusieurs éléments régulateurs. Sa spécificité est déterminée par son domaine de liaison à l'ADN.

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Comment modifier la spécificité d'un activateur ?

Il est possible de modifier la fonction d'un activateur simplement en changeant son domaine de liaison à l'ADN. Cela changera sa capacité à reconnaître des éléments régulateurs spécifiques et donc les gènes qu'il activera.

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Grand sillon de l'ADN

La partie de l'ADN où les bases azotées sont plus exposées et accessibles aux protéines, permettant une meilleure discrimination entre les bases.

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Petit sillon de l'ADN

La partie de l'ADN moins accessible aux protéines, où les bases azotées sont moins exposées.

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Liaison des activateurs à l'ADN

Les activateurs se lient préférentiellement au grand sillon de l'ADN car il offre une meilleure reconnaissance des bases azotées.

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Exception: TBP

Le facteur de transcription TBP se lie au petit sillonde l'ADN en déformant l'hélice d'ADN pour reconnaître la séquence TATA.

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Dimère d'activateur

Un activateur peut se lier à l'ADN sous forme de deux protéines identiques (dimère) pour une interaction plus forte.

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Co-activateur

Une protéine qui interagit avec le domaine d'activation d'un activateur pour activer l'expression d'un gène.

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Mode d'action des activateurs

Les activateurs peuvent activer la transcription directement par leur domaine d'activation ou indirectement par l'intermédiaire de coactivateurs.

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Acétylation des histones

Modification chimique des histones où un groupe acétyle est ajouté, ce qui rend l'ADN plus accessible et facilite la transcription.

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Complexe d'initiation de transcription

Ensemble de protéines qui se rassemble sur le promoteur d'un gène pour démarrer la transcription.

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Activateurs

Protéines qui favorisent l'expression d'un gène en augmentant l'activité du promoteur.

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Épigénétique

Étude des modifications de l'expression des gènes qui ne changent pas la séquence d'ADN, mais sont transmises lors des divisions cellulaires.

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Recrutement du complexe d'initiation

Processus par lequel les activateurs et les coactivateurs attirent les composants du complexe d'initiation vers le promoteur.

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Boucle d'ADN

Structure formée par l'ADN pour permettre l'interaction entre un activateur lié à son élément régulateur et le complexe d'initiation de transcription.

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Study Notes

Vocabulary

  • A gene "codes" for a protein: it contains the genetic information for its synthesis.
  • A gene is "expressed" : the gene's synthesis occurs to create an effector molecule (protein coded by that gene) present in the cell.
  • A gene expression profile is unique to a gene: similar genes may be expressed identically in different cell types; conversely, a gene can be expressed differently depending on the cell type.
  • A gene is "activated": a gene is initially not transcribed but becomes so in response to a hormonal signal.

1. Gene Expression Regulation

  • Definition: the process by which a gene exerts its effect on a cell or organism.
  • Process: the process in which the genetic information contained in a gene is read, and a corresponding effector molecule (RNA or protein) is produced.
  • Regulation: mechanisms that alter the amount of effector molecules produced (e.g., altering production or degradation).

2. Conservation of Homeostasis

  • An organism maintains internal balance in a changing environment (homeostasis).
  • Maintaining homeostasis necessitates:
    • Sensing environmental changes.
    • Adapting to environmental changes.
    • Modifying gene expression in response to needs.

3. Reasons for Controlling Gene Expression (Multicellular Organisms)

  • Development necessitates changes in gene expression during different stages and various tissues.
  • A cascade of changes is required.
    • Even small changes in the genetic program can have significant consequences.
  • Different cells have different functions despite sharing the same genetic material (genome).
  • Cells selectively use genes as needed.
  • A single cell can perform different functions depending on its state of differentiation.

4. Types of Gene Expression Profiles

  • Housekeeping genes: constantly expressed in all cells to maintain essential functions.
  • Specialized genes: expressed uniquely in selective cells or developmental stages.
  • Specific expression patterns can be modulated by intracellular or extracellular signals (hormones).

5. Control Points

  • Primarily, the synthesis of mRNA by RNA polymerase II is a key control point.
  • This involves the RNA polymerase II binding to the DNA's initiation site (promoter).
  • Each cell regulates its gene expression to match identity and current needs.

6. Promoter (INR and TATA sequences)

  • Definition: short DNA segment at a gene's start that defines transcription start and direction for RNA polymerase II.
  • Function: indicates the starting point and direction of transcription.
  • Elements:
    • TATA box
    • INR sequence.

7. General Transcription Factors (GTFs)

  • Definition: proteins that assemble on the promoter to form an initiation complex needed for RNA polymerase binding/activation.
    • Essential for regulating transcription by RNA polymerase II.

8. Factors Regulating Transcription (Activator/Repressor)

  • Definition: regulatory proteins that bind to regulatory elements to either enhance or inhibit transcription.
    • These elements lie at or near a gene, and their expression is often cell or environment-driven.
  • Activators: increase transcription.
  • Repressors/Inhibitors: decrease transcription.

9. Composition of Activators

  • Activation domain
  • Dimerization domain
  • DNA-binding domain

10. Mechanisms of Activation/Regulation

  • Direct action: the activator protein binds directly via its activation domain to the promoter.
  • Indirect action: coactivators are recruited to enhance accessibility of DNA for transcription-related proteins to access the promoter region.

11. Control of Combinatorial Gene Expression

  • Multiple regulatory elements.
  • Different combinations of activators target unique genes, resulting in diversified gene expression.

12. Post-transcriptional Regulation (Alternative Splicing)

  • Principle: primary mRNA can undergo different splicing patterns, generating diverse mature mRNA transcripts and proteins.
  • Outcomes: cell-specific protein production from the same gene.

13. mRNA Degradation

  • Mechanisms: Removal of the 3' poly(A) tail and decapping of the 5' cap by enzymes, followed by exosome-mediated mRNA degradation.
    • Deadenylation (CCR4-NOT complex)
    • Decapping (DCP1-2)

14. Regulation of Gene Expression through microRNAs (miRNAs)

  • MiRNAs can regulate gene expression during and after the transcription phase.
  • Examples: Changes in iron levels can affect the stability of an mRNA and hence protein synthesis.

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Contrôle de l'Expression Génique PDF

Description

Ce quiz explore la régulation de l'expression génétique et son importance dans le maintien de l'homéostasie. Vous apprendrez comment les gènes sont activés et exprimés, ainsi que les mécanismes qui influent sur la production des molécules effectrices. Testez vos connaissances sur ce sujet fascinant de la biologie cellulaire.

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