UE7 : transcription et traduction 1.0

Qu’est-ce que la transcription ?

La synthèse d’un ARN simple brin à partir d’un ADN double brin.

Quel est le sens normal de l’expression du génome ?

ADN → ARN → protéine.

Qu’est-ce que le génome ?

L’ensemble du matériel génétique porté par l’ADN ; il comprend un génome nucléaire et un génome mitochondrial.

Qu’est-ce qu’un gène ?

Une séquence de nucléotides contenant l’information minimale nécessaire à la production d’un ARN.

Qu’est-ce qu’un locus ?

L’adresse physique d’un gène sur un chromosome, toujours située au même endroit.

Qu’est-ce qu’un allèle ?

Une des différentes versions possibles d’un même gène.

Quelle enzyme réalise la transcription ?

L’ARN polymérase ADN-dépendante.

De quoi l’ARN polymérase a-t-elle besoin pour transcrire ?

D’une matrice d’ADN.

Dans quel sens l’ARN polymérase synthétise-t-elle l’ARN ?

5’ → 3’.

Quel est le brin matrice ?

Le brin d’ADN réellement lu par l’ARN polymérase, aussi appelé brin antisens ou brin − ; il est lu dans le sens 3’ → 5’.

Quel est le brin codant ?

Le brin sens ou brin +, dont la séquence correspond à celle de l’ARN produit à la différence T/U près.

Que représente le site +1 ?

Le premier nucléotide transcrit, correspondant au site d’initiation de la transcription.

Quel est le rôle du promoteur proximal ?

Situé juste en amont du +1 sur environ une centaine de nucléotides, il fixe les facteurs généraux de transcription et recrute la machinerie transcriptionnelle.

Quel est le rôle du promoteur distal ?

Il peut être situé à des milliers de bases, voire en aval du gène, et fixe des facteurs de transcription spécifiques.

Que délimitent ATG et STOP ?

La région réellement traduite, et non l’ensemble de la région transcrite.

Que transcrit l’ARN polymérase I ?

Dans le nucléole, les gènes de classe I à l’origine des ARN pré-ribosomiques.

Que transcrit l’ARN polymérase II ?

Le pré-ARNm donnant l’ARNm, ainsi que des petits ARN nucléaires, certains ARN nucléolaires et des microARN.

Que transcrit l’ARN polymérase III ?

Les ARNt et l’ARNr 5S.

Quel facteur reconnaît la TATA box ?

TFIID, via sa sous-unité TBP.

Quel facteur se fixe après TFIID lors de l’initiation ?

TFIIB.

Quel est le rôle de TFIIF ?

Il accompagne l’ARN polymérase II, reconnaît le brin matrice et stabilise le complexe.

Quel est le rôle de TFIIE ?

Il recrute et régule TFIIH.

Qu’est-ce que le PIC ?

Le complexe de pré-initiation, constitué notamment des facteurs généraux de transcription et de l’ARN polymérase II.

Quels sont les deux rôles majeurs de TFIIH dans l’initiation ?

Une activité hélicase dépendante de l’ATP qui ouvre l’ADN et une activité kinase qui phosphoryle le domaine C-terminal de l’ARN polymérase II.

Quel est l’effet de la phosphorylation du domaine C-terminal de l’ARN polymérase II ?

Elle modifie sa conformation et déclenche le démarrage de la transcription.

Combien d’ions Mg²⁺ participent à la catalyse de l’ARN polymérase ?

Deux ions Mg²⁺.

Comment se déroule la polymérisation de l’ARN ?

Le OH libre du dernier nucléotide de l’ARN attaque le phosphate α du nouveau NTP, formant une liaison phosphodiester et libérant un pyrophosphate.

Pourquoi la transcription devient-elle irréversible ?

Le pyrophosphate libéré est ensuite dégradé, ce qui rend la réaction irréversible.

Quelle est la longueur approximative de l’hybride ADN/ARN transitoire ?

Environ 9 nucléotides.

Quel est le rôle des facteurs d’élongation de la transcription ?

Ils empêchent l’ARN polymérase de se détacher prématurément et participent au relâchement des tensions de surenroulement de l’ADN.

Ils ont une activité topoisomérase permettant de relâcher les contraintes physiques liées au surenroulement d’ADN.

À quels niveaux l’expression génique peut-elle être régulée ?

Au niveau de la transcription, de la maturation du pré-ARNm, de la stabilité/dégradation de l’ARNm, de la traduction et des modifications post-traductionnelles.

Quelle est la différence entre facteurs généraux et spécifiques de transcription ?

Les facteurs généraux assurent une transcription basale minimale ; les facteurs spécifiques modulent la transcription à la hausse ou à la baisse et peuvent être tissu-spécifiques.

Vers quel complexe convergent les signaux des facteurs spécifiques ?

Le médiateur.

Qu’est-ce que la chromatine ?

L’association d’ADN et de protéines.

Qu’est-ce qu’un nucléosome ?

L’unité de base de la chromatine, constituée d’un octamère d’histones autour duquel s’enroule l’ADN.

Quelles histones constituent l’octamère du nucléosome ?

Deux exemplaires de H2A, H2B, H3 et H4.

H1 fait-elle partie de l’octamère du nucléosome ?

Non. H1 est associée aux nucléosomes et contribue à leur rapprochement.

Qu’est-ce que l’euchromatine ?

Une forme de chromatine décondensée et active.

Qu’est-ce que l’hétérochromatine ?

Une forme de chromatine condensée et globalement inactive.

Comment un facteur d’activation peut-il décondenser la chromatine ?

En recrutant un complexe de remodelage de la chromatine ou directement des enzymes modifiant les histones.

Quel est l’effet de l’acétylation des histones ?

Elle favorise la décondensation de la chromatine et l’activation transcriptionnelle.

Quelle enzyme réalise l’acétylation des histones ?

Les histones acétyltransférases.

Quel est l’effet de la phosphorylation des histones dans le cours ?

Elle favorise la décondensation de la chromatine.

Quel est l’effet de la désacétylation des histones ?

Elle favorise la condensation de la chromatine et l’inhibition transcriptionnelle.

Quelle modification de l’ADN est associée à la condensation de la chromatine ?

La méthylation de l’ADN, notamment des cytosines.

Quelle enzyme réalise la méthylation de l’ADN ?

Les ADN-méthyltransférases.

Quelle modification globale de l’ADN observe-t-on dans les cellules tumorales ?

Une hypométhylation globale de l’ADN.

Qu’est-ce que l’épigénétique ?

La transmission réversible et adaptative de profils d’expression génique au cours du développement et des divisions cellulaires, sans modification de la séquence nucléotidique.

À quoi servent les séquences isolatrices ?

Elles protègent un gène de l’influence des gènes voisins.

À quoi servent les séquences barrières ?

Elles empêchent l’extension de l’hétérochromatine vers des régions qui doivent rester actives.

Quels sont les quatre grands types de maturation du pré-ARNm ?

La coiffe 5’, la polyadénylation 3’, l’épissage et parfois l’édition génique.

Quand la coiffe 5’ est-elle ajoutée ?

Très tôt et de manière co-transcriptionnelle.

De quoi est constituée la coiffe 5’ ?

D’une guanine méthylée en position 7, ajoutée en orientation inversée avec une liaison 5’-5’ phospho-anhydride.

Quelles sont les trois étapes de formation de la coiffe 5’ ?

Une ARN triphosphatase retire un phosphate ; une guanylyltransférase ajoute un GMP en orientation inversée ; une méthyltransférase méthyle la guanine.

Quels sont les rôles de la coiffe 5’ ?

Protéger l’extrémité 5’ contre les phosphatases et exonucléases et participer à l’initiation de la traduction.

Qu’est-ce que la queue polyA ?

Une succession de plusieurs centaines de nucléotides A ajoutés à l’extrémité 3’ de l’ARNm.

Les nucléotides de la queue polyA sont-ils codés par l’ADN ?

Non, ils sont ajoutés enzymatiquement après le clivage du pré-ARNm.

Quelle enzyme ajoute la queue polyA ?

La PolyA polymérase (PAP).

Quelle exception importante concerne la queue polyA ?

Les ARNm codant les histones n’ont pas de queue polyA.

Quel est le rôle des PABP ?

Elles se fixent à la queue polyA et participent notamment à la stabilisation de l’ARNm.

Quels sont les rôles de la queue polyA ?

Elle augmente la stabilité de l’ARNm et participe à l’initiation de la traduction.

Qu’est-ce que l’épissage ?

L’élimination des introns et la jonction des exons pour former l’ARNm mature.

Quel complexe réalise l’épissage ?

Le spliceosome, composé d’environ 200 protéines et 5 petits ARN nucléaires.

Quels sont les trois sites clés d’un intron ?

Le site donneur GU en 5’, le site de branchement contenant un A et le site accepteur AG en 3’.

Combien de trans-estérifications sont nécessaires à l’épissage ?

Deux.

Que se passe-t-il lors de la première trans-estérification ?

Le 2’-OH de l’adénosine du site de branchement attaque le site donneur GU, formant une boucle/lasso avec l’intron.

Que se passe-t-il lors de la deuxième trans-estérification ?

Le 3’-OH libre de l’exon amont attaque le premier nucléotide de l’exon suivant, reliant les deux exons et libérant l’intron en lasso.

Que devient l’intron après l’épissage ?

Il est dégradé par des nucléases.

Qu’est-ce que l’édition de l’ARN ?

Une modification directe de la séquence nucléotidique de l’ARN par des enzymes désaminases.

Quelles modifications de bases peuvent être réalisées lors de l’édition ?

Adénosine → inosine ou, plus rarement, cytosine → uracile.

Quelles peuvent être les conséquences de l’édition d’un ARNm ?

Modifier un acide aminé ou créer un codon STOP prématuré.

Quels sont les trois mécanismes principaux de diversité des transcrits ?

Les promoteurs alternatifs, l’épissage alternatif et la polyadénylation alternative.

Quelle est la conséquence d’un promoteur alternatif ?

Le premier nucléotide transcrit et le premier exon peuvent changer.

Qu’est-ce que l’épissage alternatif ?

La production de différents ARNm matures à partir d’un même pré-ARNm par différentes combinaisons d’exons conservés.

Que signifient ESE, ESS, ISE et ISS ?

ESE : enhancer exonique ; ESS : silencer exonique ; ISE : enhancer intronique ; ISS : silencer intronique.

Que peut provoquer la non-reconnaissance du site donneur GU ?

La conservation de l’intron dans l’ARNm final.

Que peut provoquer la non-reconnaissance du site accepteur AG ?

L’élimination de l’exon suivant avec les deux introns qui l’encadrent.

Qu’est-ce qu’un site d’épissage cryptique ?

Un site d’épissage alternatif, notamment situé dans un intron, pouvant être utilisé à la place d’un site normal.

L’utilisation d’un site d’épissage cryptique est-elle toujours pathologique ?

Non. Elle peut être physiologique ou pathologique, notamment à la suite d’une mutation.

Qu’est-ce que la polyadénylation alternative ?

L’utilisation de différents signaux de polyadénylation, produisant des extrémités 3’ différentes.

Que se passe-t-il si un signal de polyadénylation situé dans un intron est utilisé ?

Le pré-ARNm peut être clivé dans cet intron, modifiant le dernier exon et l’extrémité 3’ du transcrit mature.

Quels ARNm sont exportés vers le cytoplasme ?

Seuls les ARNm matures ayant passé le contrôle qualité.

Quels éléments participent au contrôle qualité de l’ARNm ?

CBP reconnaît la coiffe, PABP reconnaît la queue polyA et EJC se fixe aux jonctions exon-exon.

Où se fixe le récepteur d’export nucléaire de l’ARNm ?

Dans la région 3’ non traduite, entre le codon STOP et le signal de polyadénylation.

Comment reconnaître le mécanisme responsable de la différence entre deux transcrits ?

Extrémités 5’ différentes → promoteur alternatif ; extrémités 3’ différentes → polyadénylation alternative ; seule la partie centrale différente → épissage alternatif.

Deux transcrits dont seules les régions centrales diffèrent proviennent-ils du même transcrit primaire ?

Oui, dans le cas de l’épissage alternatif.

Deux transcrits dont les extrémités 5’ diffèrent ont-ils le même transcrit primaire ?

Non, dans le cas d’un promoteur alternatif.

Deux transcrits dont les extrémités 3’ diffèrent ont-ils le même transcrit primaire ?

Non, dans le cas d’une polyadénylation alternative.

Quel est le rôle général de la traduction ?

Former une séquence protéique à partir de l’information portée par l’ARNm, puis permettre sa maturation.

Où se déroule la traduction chez les eucaryotes ?

Dans le cytosol, sauf pour les protéines codées par le génome mitochondrial qui sont traduites dans la mitochondrie.

Qu’est-ce qu’un ARNt ?

Un petit ARN simple brin servant d’adaptateur entre l’ARNm et l’acide aminé.

Où l’ARNt fixe-t-il son acide aminé ?

À son extrémité 3’.

Où se trouve l’anticodon de l’ARNt ?

Dans sa boucle anticodon, où il s’apparie avec le codon de l’ARNm.

Quelle enzyme charge un acide aminé sur son ARNt ?

L’aminoacyl-ARNt synthétase.

En combien d’étapes se fait l’aminoacylation ?

En deux : activation de l’acide aminé par l’AMP puis transfert sur le 3’-OH de l’ARNt.

Combien existe-t-il d’aminoacyl-ARNt synthétases ?

20, une par acide aminé.

Quel mécanisme assure le contrôle qualité du chargement des ARNt ?

Le site d’édition de l’aminoacyl-ARNt synthétase ; le mauvais acide aminé y est hydrolysé.

Quelles sont les deux sous-unités du ribosome eucaryote ?

Une petite sous-unité 40S et une grande sous-unité 60S.

Quels sont les trois sites du ribosome ?

A : entrée de l’aminoacyl-ARNt ; P : ARNt portant le polypeptide ; E : sortie de l’ARNt vide.