Régulation de l'Expression Génique chez les Eucaryotes

Flashcards de vocabulaire couvrant les mécanismes de régulation de l'expression génique chez les eucaryotes (niveaux chromatinien, transcriptionnel, post-transcriptionnel, traductionnel et post-traductionnel).

Épigénétique

Étude de la régulation au niveau de la chromatine incluant l'organisation de la chromatine, les modifications des histones et la méthylation de l'ADN sans changement de la séquence nucléotidique.

Nucléosome

Élément structural de base de la chromatine composé d'ADN enroulé autour d'un octamère d'histones ($2 \times H2A$, $2 \times H2B$, $2 \times H3$, $2 \times H4$).

Histone H1

Histone de liaison de $23\,kDa$, très riche en lysine, responsable de l'espacement des unités nucléosomales et de la compaction de l'ADN.

Motif histone fold

Structure composée de $3$ hélices $\alpha$ séparées par $2$ boucles, cruciale pour l'organisation de la chromatine, la stabilité du nucléosome et la régulation de l'accessibilité de l'ADN.

Protéines non histones (HMG)

Groupe de protéines neutres ou acides ($High\,Mobility\,Group$) qui se lient à l'ADN nucléosomal pour altérer l'interaction ADN-histones et faciliter le remodelage ou la transcription.

Fibre de $11\,nm$ (Collier de perles)

Premier niveau d'organisation de la chromatine sous forme décondensée (euchromatine), permettant l'accès à l'ADN pour la transcription et la réplication.

Fibre de $30\,nm$ (Solénoïde)

Structure compacte formée par l'empilement des nucléosomes grâce à l'histone H1, caractérisant l'hétérochromatine facultative où l'accès à la machinerie de transcription est restreint.

MAR / SAR

Séquences d'ancrage de l'ADN ($Matrix\,Attachment\,Regions$ / $Scaffold\,Attachment\,Regions$) à l'armature protéique du chromosome pour former des boucles de chromatine.

HAT (Histone Acétyltransférase)

Enzyme qui ajoute un groupement acétyle sur les lysines, neutralisant leur charge positive pour affaiblir les interactions histone-ADN et induire la décondensation (euchromatine).

HDAC (Histone Désacétylase)

Enzyme qui retire les groupements acétyle des histones, favorisant la condensation de la chromatine et la répression génique.

SWI/SNF

Complexe de remodelage de la chromatine ATP-dépendant capable de déplacer (glissement en cis ou transfert en trans) les nucléosomes pour réguler l'accessibilité de l'ADN.

Hétérochromatine constitutive

Régions chromosomiques (télomères, centromères) riches en séquences répétées satellites, très méthylées, répliquées tardivement et stables durant tout le développement.

Hétérochromatine facultative

Régions contenant des gènes potentiellement actifs mais compactés et inactifs selon le stade de développement (ex: corpuscule de Barr).

Îlots CpG

Régions d'ADN entourant le promoteur des gènes domestiques ou spécifiques de tissus, dont la méthylation des cytosines régule négativement la transcription.

DNMT1

ADN-méthyltransférase responsable du maintien du profil de méthylation en ciblant l'ADN hémi-méthylé lors de la réplication.

DNMT3a et DNMT3b

Enzymes responsables de la méthylation $de\,novo$, essentielles pour établir l'identité cellulaire et inhiber l'expression de certains promoteurs.

Gène Xist

Transcrit spécifique de l'inactivation du chromosome X ($X\,inactivation\,specific\,transcript$), s'exprimant à partir du locus XIC non méthylé sur le chromosome à inactiver.

Enhancers

Éléments ADN distaux activateurs de la transcription.

Silencers

Éléments ADN distaux inhibiteurs de la transcription.

Insulateur (Isolateur)

Séquence régulatrice qui délimite des compartiments chromosomiques, séparant l'influence des régulateurs ou de l'état chromatinien entre gènes adjacents.

Médiateur

Complexe protéique faisant le pont entre les facteurs régulateurs (activateurs/répresseurs) et la machinerie de transcription (ARN Pol II).

EMSA ($Electrophoretic\,Mobility\,Shift\,Assay$)

Méthode de retard sur gel utilisée pour mettre en évidence la fixation d'un facteur trans sur un fragment d'ADN.

Épissage alternatif

Mécanisme post-transcriptionnel permettant de produire différents ARNm matures et protéines à partir d'un même pré-ARN par inclusion ou exclusion d'exons.

Édition de l'ARNm (RNA Editing)

Modification chimique des bases d'un transcrit (ex: $C \rightarrow U$ ou $A \rightarrow I$) après la transcription, pouvant changer le cadre de lecture ou créer un codon stop.

ARE ($A/U\,rich\,element$)

Séquences riches en AU situées dans les régions $3'UTR$ ou $5'UTR$ qui servent de cibles pour la dégradation rapide de l'ARNm.

IRE ($Iron\,Responsive\,Element$)

Séquence structurée sur l'ARNm reconnue par les protéines IRP. En $3'UTR$, elle stabilise l'ARNm du récepteur de la transferrine en absence de fer.

miARN (micro-ARN)

Petits ARN endogènes de $18-24\,nt$ qui s'hybrident avec l'ARNm cible (souvent imparfaitement) pour inhiber sa traduction ou induire sa déadénylation.

siARN (Small interfering RNA)

Petits ARN interférants présentant une complémentarité parfaite avec l'ARNm cible, entraînant son clivage direct par le complexe RISC.

HRI ($Heme\,Regulated\,Inhibitor$)

Kinase activée par l'absence d'hème qui phosphoryle le facteur $eIF2\alpha$, inhibant ainsi l'initiation de la traduction de la $\beta$-globine.

IRES ($Internal\,Ribosome\,Entry\,Site$)

Région structurée de l'ARNm permettant le recrutement direct du ribosome pour initier la traduction indépendamment de la coiffe $5'$ (Cap).

Lnc ARN (ARN long non codant)

Transcrits de plus de $200$ nucléotides, munis d'une coiffe et d'une queue polyA, qui ne codent pas de protéines mais régulent l'expression génique via des interactions épigénétiques ou transcriptionnelles.