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Gene-Synthese ARN messager

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mndyass's version from 2017-05-03 15:11

Transcription

ARN Généralité

 

Question Answer
ARN messagers+/- 20000 gènes = 1% de l'ensemble des ARNs
codant pour une protéine
ARN ribosomiaux5S, 5.8S, 18S, 28S => Sont les 4 grandes familles d'ARNribosomiaux
ARN de transfert450 gènes
Ce sont les plus abondants
Micro-ARN / miR ( régulateurs )1500+ gènes
Petits ARN nucléaires ( snoRNA )qui se baladent dans le nucléole
ARN longs non codants ( lncRNA )+/- 10000 gènes
Comment sont fabriqué les ARN?Par le principe de transcription du génome
Ou commence un gène ?
Ou se termine un gène ?
Par principe de différenciation cellulaireToutes les cellules ne coderont pas tout le temps tous.
Ou coderont des ARNs différents
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Mécanisme de la transcription

 

Question Answer
Comment fabrique-t-on l'ARN ?•Transcription du génome
•Synthétisé par ARN polymérase
Où commence la transcription ?
Où se termine la transcription ?
Quels gènes sont transcrits ?
Quelle quantité d'un ARN donné faut-il produire ?
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Question Answer
Brin matrice =Brin complémentaire
Brin complémentaire au brin matrice est synthétisé par?ARN polymèrase
Si on donne un brin c'est lequel ?Le brin matrice
Attention, si on nous donne brin matrice faut donc prendre le complémentaire
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Types d'ARNs polymérases

 

Question Answer
Propriété de l'ARN polymérase•Fabrique de l’ARN à partir des brin d’ADN ( = brin matrice ) en respectant la complémentarité des bases.
•L’ARN polymérase travaille uniquement dans le sens 5’ vers 3’
•Pas besoin d’amorce d’ARN.
•Utilise des nucléotides triphosphatés (NTP), qui fournissent le substrat et l’énergie. ➜ATP, UTP, GTP et CTP
•Utilise l’énergie fournie par l’hydrolyse des phosphates inorganiques (PPi) libérés par le transfert de NMP.
Types chez les bactéries1 seul ARN polymérase pour ARNm, ARNt & ARNr
Types chez les eucaryotes3 types
•ARN Polymérase I
•ARN Polymérase II
•ARN Polymérase III
ARN Polymérase IPour les ARN ribosomiaux;
5.8S, 18S et 28S. Ces 3 gènes sont abondants
ARN Polymérase IIPour les ARN messagers et les micro-ARN;
La plus importante
ARN Polymérase IIIPour les ARNt, l’ARNr 5S et des petits ARN nucléaires.
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Facteurs de Transcription

 

Question Answer
Transcription/Traduction commencementLa transcription commence avant la traduction
Boite TATA•Mécanisme principal pour les ARNm eucaryotes
•Séquence généralement TATAAA
Proteine TBPParcourt l'ADN & repéré une boite TATA pour s'y fixer
Elle s'articule aussi avec des facteurs généraux de transcription.
Facteurs généraux de transcription (TATA box)Protéines qui se fixent à l'ARN polymérase
Elle lui donnent le signal pour commencer la transcription.
En quoi influx les facteurs généraux de transcription?A cause de cette déportation spatiale, l'ARN polymérase commence à synthétiser que +/-30 paires de bases après la boite TATA
Le plus souvent, ARN commence par un A
Inr=Initiateur
Alternative a la boite TATA ⚠️C'est soit TATA soit Inr jamais les 2
Il consiste en une séquence moins clairement définie
Facteurs généraux de transcription (Inr)Lié a ARN polymérase
Reconnaissent & se fixent sur une séquence YYAN(A/C)YYY
Avec Y = base pyrimidique = C, T ou U
& N = A, T, U, G, C
Avec Inr quand commence la transcription?Sur la localisation de l’initiateur.
Le plus souvent sur le premier A
Chez les Procaryotes2 séquences consensus qui servent d'initiation
Boîte de Pribnow
La séquence TTGACA
Boîte de PribnowEquivalent à la boîte TATA.
La transcription commence cette fois 10 nucléotides après la boîte
Séquence TTGACAPositionné 35 nucléotides avant le lieu de synthèse.
Séquences consensusCàd les séquences retrouvées ne sont pas strictement identiques au modèle théorique.
Il peut exister des variations majeures de plus de la moitié des bases.
L’expression des gènes est variableOn distingue deux principes d’expression
•L’expression ubiquitaire
•L’expression spécifique
L’expression ubiquitaire•Dans toutes les cellules
•Enzymes, cytosquelette, cycle de Krebs...
•Surnommés « house keeping genes »
•Assure la fonction propre de toutes les cellules
L’expression spécifique•Propre à la fonction de la cellule; dépend
•Du type de cellule ou de tissu
•Des besoins occurrents de la cellule
•Du cycle cellulaire
•De la réponse à certains signaux ponctuels
Quels mécanisme régulent la transcription des gènes?->Liaison de facteurs de transcription
•Promoteur du gène
•Enhancers
•Silencers
->Epigénétiques
•Modifications chromatine & histones
Modification ADN
Morceaux d'ADN CIS= Morceau d'ADN concerné ->contrôlent eux-mêmes l’expression
Fixent les facteurs de transcription dits facteurs TRANS à l’ADN
Morceaux d'ADN TRANS= Facteur de transcription qui s’y fixe
Enhancers/SilencersPeuvent se situer avant ou après le promoteur
Parfois à grande distance de lui ( jusqu’à 1000+ de paires de bases ).
Agissent avec le promoteur.
Les promoteurs•Séquence de qlq centaines de paires de bases
•Situé a proximité du départ de la transcription •Se finissent par TATA/Inr
A quoi servent les facteurs dd transcription spécifique & généraux ?Indiquent s'il faut transcrire le gène et en quelle quantité
Qu'est ce qu'un facteur de transcription?Ce sont des protéines lobulaires
Constitué de plusieurs domaines différents (2 ou plus)
Domaine de fixationSert à reconnaître la séquence consensus.
Domaine transactivateur/répresseurTransmet, respectivement, un signal positif ou négatif de transcription à l’ARN polymérase.
P53 =Exemple de facteur de transcription
Groupement de 4 peptides
reconnaît et s’accouple avec les séquences d’ADN correspondantes
Responsable de la mort cellulaire programmée, en cas d’altération génomique.
Le promoteur se lie à des facteurs de transcription étant soitActivateurs ou Répresseurs
Facteurs de transcription activateursStimulent la transcription
Par exemple FT-activateur ou l’histone- acétyl- transférase détendent les nucléosomes permettant la transcription de l’ADN.
Facteurs de transcription répresseursRépriment la transcription
Compactent très fort la chromatine pour la rendre inutilisable par l’ARN polymérase
Les enzymes FT activateur & Histone Acétyl-Transférase ( HAT ) permettentune acétylation des histones.
Ca a pour effet de les relâcher, et de permettre la transcription.
Les FT répresseur & l’Histone Déacétylase ( HDAC ) permettentdéacétyler les histones.
Ca a pour effet la compacter, et d’empêcher la transcription.
Comment peut être l'activité des facteurs de transcription?•Constitutive ou Inductible
& Ubiquitiste ou Histo-spécifique
ConstitutiveS’ils sont actifs en toute circonstance, de manière inchangée
Inductible S’ils sont actifs en réponse à un stress, un stimulus, une hormone, ... ET
UbiquitisteS’ils sont exprimés dans tous les types cellulaires OU
Histo-spécifiqueS’ils sont exprimés spécifiquement dans certains tissus/cellules
F. de transcription spécifiquesdéterminent si le gène va être transcrit et en quelle quantité.
F. de transcription générauxdécident uniquement du lieu où commence la transcription.
Facteurs qui augmentent/favorisent l’expression d’un gène•Fixation de facteurs de transcription sur le promoteur/les enhancers
•Méthylation des ilôts CpG
Facteurs qui diminuent/répriment l’expression d’un gène•Fixation de répresseurs transcriptionnels sur le promoteur/les silencers
•Méthylation des ilôts CpG
•Autres modifications des histones
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Maturation

 

Question Answer
Ou?Dans noyau eucaryote
Que désigne la maturation=La transformation de l'ARN prémessager en ARN messager
Quand commence la maturation?Avant même que la transcription soit terminée
Définir les processus en quoi elle consiste (3)•Ajout d'une coiffe en 5'
•Ajout d'une queue poly-A en 3'
•Elimination des introns au cours de l'épissage
Coiffe en 5'7-méthyl-guanosine
1 guanosine monophosphate est ajoutée à l’extrémité 5’ de l’ARN.
Le nucléotide lié, est ensuite méthylé ( -CH3 ) en son carbone 7
A quoi est lié la guanosine ?Directement liée à 2 phosphates
A quoi sert la coiffe en 5' ?•Protéger l’extrémité de l’ARN de la dégradation
•Permet exportation des ARNm hors du noyau (passage du pore)
Rôle dans l'initiation de la traduction
Qu'est ce qui peut dégrader l'ARN en son bord?Des enzymes telles que les exonucléases
La polyadénylation=Queue poly-A
•Formé a l'extrémité 3' de l'ARN, après le codon STOP
•Séquence de debut de polyaldénylation est une séquence consensus de forme [AAUAAA]
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Epissage

 

Question Answer
ÉpissageLes gens sont composée d'exons & d'introns
Seuls les Exons sont nécessaires à la traduction
•Les Introns sont donc éliminer lors de l'épissage
•Un gènes se termine et commence toujours par un exon, donc s'il y a un Intron ça sera toujours entre 2 exons
Chez les eucaryotes qu'est ce qui catalyse l'épissageMassif complexe quaternaire ARN + Protéine = SPLICEOSOME
Epissage alternatifPlusieurs épissages sont possibles selon le principe d’épissage alternatif.
-Exclusion d’un exon
- Exons mutuellement exclusifs
- Site donneur alternatif
- Site accepteur alternatif
- Maintien d’un intro
Exclusion d’un exon=>Donne les ARN messagers
Pour un même gène, le spliceosome épisse en même temps
deux introns + l’exon qui se situe en leur centre.
Exons mutuellement exclusifsL'expression de l’exon 2 interdit celle de l’exon 3 et inversement.
C’est soit l’un soit l’autre.
->Les protéines dépendront du cadre de lecture
Sites donneur et receveurs alternatifsIl existe plusieurs sites donneurs ou receveurs pour l’épissage.
=>Autant de lassos.
L’intron en tant que tel y est toujours retiré, avec ou non une partie d’exon
Epissage et promoteurs alternatifs•Affecte 95% des gènes possédant plusieurs Exons
•Un gène -> Plusieurs ARNm different (avec partie commune)
•En fonction de la position des l'ATG/du stop - Un gène -> Plusieurs protéines
•Modification des séquences 5'/3' non traduites
•Des variations de sequences associées a des maladies peuvent changer l'epissage (maladie héréditaire, cancer)
•Mécanisme régulateur de l'epissage; épiage en fonction du tissu, de signaux extérieurs...
Les introns sont…-Rares chez les procaryotes (qlq exceptions)
-Absents des gènes mitochondriaux
-Nombre variable d’une espèce à l’autre d’eucaryot
-Fréquents chez les vertébrés supérieurs-> Donc chez l’homme
-Sur des séquences et positions partiellement conservées (! -que les Exons)
-Responsable diversification des protéines modulaires au cours de l’évolution
-Parfois très longs ( jusqu’à 100.000 paires bases )
-Grands consommateurs d’énergie et de ressources
Avantages des introns-Production de plusieurs variants de la même protéine -> épissage alternatif
-Influence de l’expression de certains gènes
-Rôle présumé dans l’évolution ( ? ), du fait de leur persistance.
Inconvénients des introns-Dépense énergétique considérable ( Autant de NTPs que de paires de bases ! )
-Complexité du système ( Nécessité de l’épissage, fardeaux lors de la réplication, ... )
-Taille énorme de certains introns
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