Transcription et modifications post-transcriptionnelles - PDF

**[Transcription et modifications post-transcriptionnelles]** **[Qu'est-ce qu'un promoteur de gène ? Y a-t-il des différences entre celui d'un prok et d'un euk ?]** **Promoteur** : séquence d'ADN (nt) [au début] d'un gène et permet de recruter des enzymes. On peut identifier différentes parties do...

**[Transcription et modifications post-transcriptionnelles]** **[Qu'est-ce qu'un promoteur de gène ? Y a-t-il des différences entre celui d'un prok et d'un euk ?]** **Promoteur** : séquence d'ADN (nt) [au début] d'un gène et permet de recruter des enzymes. On peut identifier différentes parties dont la **boîte TATA** (séquence oligo-nucléotidique). **Boîte TATA ou PRIBNOW (-10** donc 10nt en amont**)** : rôle dans la **reconnaissance** et dans la **fixation** de l'ARN polymérase. Elle est reconnue par une partie de l'ARN polymérase (complexe protéique). Chez les prok, la boîte TATA est reconnue par la **protéine Ϭ^70^** (masse moléculaire de 70 kDa). Chez les euk, pas de protéine sigma mais **protéine TBP** = TATA Binding Protein (même rôle). Donc **TBP (euk) ≈ Ϭ^70^ (prok)** 1 boîte = 1 séquence en position -10 (10 nt en amont) **Opérateur** : séquence oligo-nucléotidique, mais se trouve pas dans tous les gènes. Souvent très proche du promoteur, joue le rôle **d'attirer des activateurs ou inhibiteurs de transcription** **protéines** qui vont [se fixer] soit sur l'opérateur ou promoteur pour [faciliter] la **fixation** de l'ARNpol (activateur) ou de [l'empêcher] (inhibiteur). - **Activateur** de transcription - Permet de **réguler la transcription** d'un gène **[inductible]** (gène qui est transcrit dans certaines cellules et pas d'autres, ne s'exprime pas tout le temps VS gène **[domestique]** = **[housekeeping gene]** = **[constitutif]** toujours exprimé dans la cellule, indispensable à la cellule). - **Inhibiteur** de transcription [Promoteurs chez Escherichia Coli (alignement de séquence)] : chaque ligne horizontale = promoteur de gène (bio mol, séquençage du gène pour le lire) qui vont être comparé les uns avec les autres. Chez les bact, quand on compare la séquence des promoteurs, on retrouve souvent la même chose (TATAAT...). Ce sont des **homologies de séquence** (repérer les points communs). La **fin** de la séquence du promoteur correspond à la **limite** = 1. A droite, on a des nt 1, 2, 3, 4... et à gauche, -1, -2, -3, -4... La Limite entre +/-, c'est la **fin du promoteur**. Tout ce qui est positif est le gène. Tout ce qui est négatif correspond au promoteur. Chez les promoteurs de [bactérie], 2 boîtes intéressantes  **séquences privilégiées** reconnues par la polymérase : - La **région -35** (comporte beaucoup d'homologie) - **Boîte TATA** située en **-10**. Séquence **consensus/conservées** = séquence qui n'ont **pas ou très peu évolué** dans le temps puisque [fonctionnelles]. Dans tous les gènes inductibles des euk, on a des opérateurs mais chez les prok, pas toujours. S'il n'y a pas d'opérateur, c'est le promoteur qui joue le rôle de l'opérateur. Souvent promoteur/opérateur + fréquent chez les bactéries (opérons). **[ARN polymérase prok]** **Complexe protéique** avec des éléments **α(x2), β et β', Ϭ**... Il n'y a pas [un] gène de l'ARNpol mais **+sieurs** : celui de la protéine α, un pour β, etc... Il n'existe [qu'un seul type d'ARNpol] des bactéries. *1 opéron = plusieurs gènes mais [qu'un seul promoteur]* **[ARN polymérase euk]** Constitué de plusieurs protéines (points communs) mais avec un **protéine spécifique** de la boîta TATA (**pas en position -10 chez les euk !).** **Trois types d'ARNpol** : I (nucléole, ribosomes), II (sert à exprimer des gènes protéines ARNm), III (ARNt). On retrouve des **sous-unités TFII** =transcription factor II (facteur de transcription) pour l'ARNpol II. TFI = ARNpol I et TFIII = ARNpol III Les gènes s'expriment ou pas. Les **gènes** sur l'ADN sont tjrs sur le **brin codant 5'-3'**. En face, le brin **matrice** 3'-5' sert à **fabriquer l'ARNT**. La polymérase s'intéresse au brin matrice pour fabriquer l'ARNT donc elle le lit de 3' vers 5'. La **polymérase lit dans l'antisens** pour fabriquer du sens. Lors de la [transcription], tous les gènes ne donnent [pas la même quantité] d'ADN ni de protéines. La **régulation** est permise par les **activateurs** et les **inhibiteurs** en fonction des besoins de protéines. **[Structure d'un opéron]** La plupart des gènes des bactéries sont formés en opéron = train de gènes. L'opéron porte le nom qui correspond à la **fonction/utilité**. - [Opéron lactose] : sert à **digérer le lactose** en fabriquant 3 enzymes [qui travaillent ensemble] (cf cours 1). - [Opéron tryptophane] : sert à **fabriquer le tryptophane** avec 5 enzymes [qui travaillent ensemble]. 1 opéron commence par un promoteur avec à proximité un opérateur, avant ou après (= *promoteur Bis*). Cette région est un **contrôle de l'expression du gène/transcription**. L'ARNT fabriqué peut être appelé ARN polycistronique. 1 cistron = 1 gène/unité génétique. La très grande majorité des gènes euk est monocistronique. A la fin du gène on retrouve un **[terminateur]**. Quand on a un gène polycistronique, on n'a **qu'un seul promoteur** puisque quand on a 1 opéron et 5 gènes, tous ces gènes produisent des protéines [qui travaillent ensemble]. Il est donc obligatoire que la transcription se fasse partout. Chez les bact, on ne retrouve pas d'introns dans le gène, que des exons. On retrouve le codon START du gène 1 puis codon STOP, pour chaque gène. On a qu'un seul promoteur mais **autant de codons START qu'il y a de gènes**. Mais on a souvent plusieurs codons STOP à la fin de chaque gène. **Après le promoteur** des bact ou **avant le codon START**, on retrouve une séquence oligo-nucléotidique = **séquence Shine Dalgarno** (Kozak chez euk). Elle sert à **fixer la petite sous unité** ribosomale, 16S. Le répresseur (français) correspond aux inhibiteurs (inhibition, anglais) de transcription. Quand la transcription se lance, on retrouve la **bulle de transcription** = **déplacement** de l'ensemble du gène. **[Le mécanisme de la fourche de réplication y ressemble mais différent !]** [Différence fourche de réplication et bulle de transcription : ] Dans la [fourche], **tout l'ADN est dupliqué** alors que dans la [bulle], **seul 1 des 2 brins** donne l'ARNT. La réplication concerne tout l'ADN alors que la transcription, ce n'est que les gènes. L'ARNT commence toujours par **AUG = codon START** qui donne le premier AA toujours en position **N-terminale** (NH~2~). Le dernier AA est en position **C-terminale**. - Sens ARN : 5' 3' - Sens protéine : N-terminale C-terminale (séquence **primaire**). **[Particularités de la ou les protéines Ϭ]** Toutes les **ARNpol** des bactéries ont ces protéines. Généralement, [en condition normale] (bon environnement, pH...) , quand une polymérase se fabrique, elle a une protéine **Ϭ^70^**. Si la bactérie subit un **choc thermique** (=stress), elle va devoir fabriquer d'autres protéines **HSP** (Heat Shock Protein) pour **résister au choc**. Elle va devoir exprimer des gènes [particuliers] en utilisant une **protéine Ϭ^32^** dans des ARNpol. Une ARNpol qui contient Ϭ^32^ va aller sur des promoteurs de gènes de protéines **de choc thermique**. Dès qu'une bactérie utilise Ϭ^32^, ça lui permet de transcrire des gènes synthèse de protéines de choc thermique **protection**. **Ϭ^60^** sert lors des **chocs métaboliques** (privation d'azote). Quand le milieu environnemental bouge, certaines seront capables de se protéger en produisant des protéines et d'autres mourront. Le gène de la prot α, β,... Ϭ^70^ sont **domestiques**, il y en a partout mais Ϭ^32^ et Ϭ^60^ sont [moins courantes]. Elles apparaîtront en cas de **mécanisme de résistance** (choc thermique ou métabolique). Chacune des sous unités a un rôle particulier, comme la **Ϭ** qui reconnait les **séquences des promoteurs** (-35 et TATA -10). La transcription comporte [3 phases] : - **Initiation** : toutes les enz viennent se fixer sur le **promoteur** formation de la **bulle de transcription**. L'ARNpol est complète (tout son complexe) mais au [moment de l'élongation], la protéine **Ϭ disparaît**. L'ARNpol a une **activité enzymatique d'hélicase**, de dénaturation puis une **activité de polymérisation** de l'ARNT. - **Elongation** : **déplacement** de la bulle - **Terminaison** : au niveau du terminateur, il faut **arrêter la transcription**. Le **[terminateur]**, c'est une séquence oligo-nucléotidique qui **permet le détachement**. Elle fait en sorte que [tout se disloque]. Quand la polymérase arrive au terminateur, on observe beaucoup [plus de CG que d'AT]. - **A=T** sont reliés par **2** ponts hydrogènes - **C≡G** sont reliés par **3** ponts hydrogènes. Il faut casser 3 ponts + difficile donc la polymérase est [ralentie] et va mettre + de temps pour les casser. Dans la [séquence du terminateur], on retrouve des séquences **palyndromiques** (peut se lire dans les deux sens (ex Kayak) = **palyndrome**). Quand on a la [même séquence] dans les 2 sens, un ARNT est fabriqué et une **auto-hybridation** est possible formation de **boucle** **perturbation** du mouvement de l'ARNpol **dislocation**. [Chez les bactéries], on a 2 systèmes pour **arrêter la transcription** : - **RHO indépendant** : ralentissement par C≡G + boucle ARNT - **RHO dépendant** : fait intervenir la protéine RHO **hexamèrique** dans le cytoplasme (6 ss unités protéiques). Elle a une **affinité pour des séquences d'ARN (monocaténaire).** Elle se fixe [sur la boucle] d'ARNT **perturbe l'encombrement**. Système + efficace [Chez les eucaryotes], on a d'autres mécanismes qui favorisent ou pas la fin de transcription.