1.4 : régulation de la traduction Flashcards

1
Q

Avantage de contrôler l’expression génétique (régulation) au niveau de la traduction par rapport à la transcription?

A

Rapidité d’action → ARNm prêt lors de la traduction donc production rapide d’une protéine.

Si régulation au niveau de la transcription, délai car on doit produire ARNm et +

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Q

À quel niveau se situe le contrôle de la traduction (régulation)?

A

Au niveau de l’initiation

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3
Q

Quels sont les 2 mécanismes de régulation de la traduction chez les bactéries?

A
  1. Fixation de protéines près du site de liaison du ribosome (RBS)
  2. ARNm forme des appariements de bases avec lui-même
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4
Q

Comment agit le mécanisme de régulation qui fixe des protéines près du RBS?

A
  • Régule négativement l’initiation de la traduction

- Liaison empêche l’ARN 16S (petite SU) d’accéder au RBS → l’ARNm lie son propre RBS

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Q

Comment fonctionne le mécanisme de régulation de la traduction lorsqu’un ARNm forme des appariements de bases avec lui-même?

A
  • Cela masque un/plusieurs RBS
  • Appariements interfèrent avec l’appariement de l’ARNr 16S

*** Souvent, cette inhibition est régulée par la traduction d’autres gènes du même opéron

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6
Q

Avec quoi doit être coordonnée la synthèse de chaque protéine r?

A

Avec la quantité d’ARNr libre dans la cellule

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7
Q

À quoi sont liés la vitesse de synthèse protéique et le nombre de ribosomes requis?

A

À la vitesse de croissance dans la cellule

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8
Q

Les protéines r agissent comme répresseur de? De quoi cela dépend-t’il?

A

Leur propre synthèse, mais dépend de la quantité d’ARN 16S présente dans la cellule

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9
Q

Comment sont regroupés les gènes codant pour les protéines r?

A

Sous forme d’opérons

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10
Q

Pour chaque opéron, où se lie la ou les 2 protéines r ? Conséquence?

A
  • Se lie au site de l’ARNm où débute la traduction de l’un des premiers gènes de l’opéron
  • Empêche les ribosomes de se lier et d’initier la traduction
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11
Q

Comment l’expression des protéines r est-elle couplée à la quantité d’ARNr?

A

Présence d’ARNm libre :

  • protéines ont une grande affinité pour les sites de liaison de l’ARNr
  • Une fois liées à l’ARNr, les protéines facilitent le repliement correct de sa structure

PAS d’ARNr libre :

  • pas d’ARNr a lier pour les protéines
  • Prévient initiation de la traduction de l’ARNm → pas de traduction de la protéine
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12
Q

Comment se nomme la protéine r régulatrice? Où se lie-t-elle et comment?

A

S8 → se lie également à un site de forte affinité sur l’ARNr (+++ 16S au lieu de l’ARNm), elle s’y fixe de manière préférentielle

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13
Q

Comment une protéine r peut-elle fonctionner à la fois comme composante du ribosome et comme régulateur de sa propre traduction?

A
  1. S8 : Structures très similaires des sites de liaison sur l’ARNr 16S et sur l’ARNm (beaucoup de correspondance)
  2. Site de liaison de S8 sur l’ARNm inclut le codon d’initiation AUG → liaison d’un excès de S8 sur l’ARNm inhibe l’initiation de la traduction (donc régule)
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14
Q

Qu’implique le fait que S8, une protéine r régulatrice, se lie plus fortement à l’ARNr qu’à l’ARNm?

A

La traduction est réprimée (en raison du codon AUG sur le site de liaison de l’ARNm) seulement lorsque la cellule a satisfait ses besoins en protéines pour l’assemblage des ribosomes.

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15
Q

Quelles sont d’autres cas d’inhibition de l’initiation de la traduction chez les bactéries (autre que les protéines r)?

A
  1. Quelques aaRS régulent leur expression en se fixant sur leur propre ARNm
  2. L’ARNm peut former différentes structures favorisant ou inhibant la traduction en fonction des conditions de température/concentrations métabolites.
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16
Q

Que font les ribocommutateurs? Nomme un exemple

A

Régulent l’initiation de la traduction

- Ribocommutateur de la S-adénosyl méthionine (SAM) → position ouverte = RBS accessible, contraire = RBS pas accessible

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17
Q

Pourquoi tous les ARNm bactériens ne sont-ils pas traduits à la même vitesse?

A
  1. Vitesse d’initiation peut varier d’un facteur 100 en fonction de la séquence Shine-Dalgarno (donc différentes vitesses de traduction)
  2. Vitesse d’élongation de la chaîne dépend de la fréquence des codons préférés et donc de l’abondance des ARNt correspondants
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18
Q

Comment le ribosome procaryotique s’associe-t-il à l’ARNm et comment reconnaît-il le codon initiateur?

A

Par appariements de bases entre la séquence de Shine-Dalgarno de l’ARNm et l’extrémité 3’ de l’ARNr 16S

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19
Q

Chez les procaryotes, comment se passe la régulation vs les chez les eucaryotes?

A
  • Procaryotes : Seulement certains gènes sont régulés

- Eucaryotes : régulation au niveau global ou au niveau d’ARNm spécifique (mais initiation est la cible)

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20
Q

Eucaryotes : comment fonctionne la phosphorylation de la SU alpha de eIF2?

A
  • Mécanisme d’inhibition largement répandu
  • Inhibe l’activité d’eIF2B (ne peut plus effectuer sa fonction, soit lier le GTP) → abaisse le niveau de eIF2 lié au GTP (diminution du complexe tertiaire)
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21
Q

Eucaryotes : la régulation a lieu au niveau global. À quelles étapes de l’initiation cela se produit-il? Dans chaque cas, par quoi est contrôlé le mécanisme d’inhibition?

A
  1. À la reconnaissance de l’ARNm
  2. Lors de la liaison de l’ARNt initiateur à la SU 40S

Mécanisme d’inhibition est contrôlé par la phosphorylation (par des kinases)

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22
Q

Qu’impliquent des niveaux réduits d’eIF2-GTP?

A

Puisqu’eIF2-GTP est nécessaire pour acheminer l’ARNt initiateur vers la SU 40S, cela se traduit par une faible initiation de la traduction

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23
Q

Les cellules humaines possèdent 4 kinases qui phosphorylent eIF2. Sur quel résidu? Nomme les 4.

A

Sur le résidu Ser-51

  1. HRI
  2. PKR
  3. GCN2
  4. PEK
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24
Q

Comment est activé la kinase HRI?

A

Activée dans les réticulocytes lorsque l’hème est en quantité insuffisante suite à un stress oxydatif/hautes températures → kinase stop la production d’hémoglobine dans les globules rouges.

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25
Q

Comment est activé la kinase PKR?

A

Activée par un ARN double brin plus grand que 30 pb (souvent pendant infection virale, stop la traduction dans les cellules infectés par les virus)

26
Q

Comment est activé la kinase GCN2?

A

Activée lors d’une carence en a.a, par la liaison avec des ARNt non chargés.

27
Q

Comment est activé la kinase PEK?

A

Activée en présence de concentrations anormalement élevées en sucre, lorsque le réticulum endo. contient un excès de protéines non repliées en raison de stress divers.

28
Q

Que prévient la phosphorylation d’eIF2? Comment?

A

Prévient l’initiation de la traduction de l’ARNm de la globine

  • Absence d’hème = accumulation de la forme active d’HRI (kinase phosphorylant eIF2)
  • Forme phosphorylée d’eIF2 se lie fortement avec eIF2B (empêche le changement du GTP en GDP)
  • eIF2 ne peut plus se lier au GTP → ARNm de la globine ne peut être traduit
29
Q

Que sont les inhibiteurs de mTor, une protéine kinase?

A

Des agents de chimiothérapie efficaces

30
Q

À l’exception de la phosphorylation de la SU alpha d’eIF2, quel autre mécanisme inhibe globalement la traduction? Comment?

A

Un mécanisme ciblant la protéine eIF4E (liant la coiffe 5’)
- Les protéines 4E-BP, non-phosphorylées, sont en compétition avec eIF4G pour la liaison à eIF4E → agissent comme des inhibiteurs généraux de l’initiation de la traduction

31
Q

À l’exception de la phosphorylation de la SU alpha d’eIF2, quel autre mécanisme inhibe globalement la traduction? Comment?

A

Un mécanisme ciblant la protéine eIF4E (liant la coiffe 5’)
- Les protéines 4E-BP, non-phosphorylées, sont en compétition avec eIF4G pour la liaison à eIF4E → agissent comme des inhibiteurs généraux de l’initiation de la traduction

32
Q

La liaison des 4E-BP à eIF4E est régulée par..?

A

Par la phosphorylation

33
Q

Que se passe-t-il suite à la phosphorylation des protéines 4E-BP par la protéine kinase mTor?

A

les 4E-BP ne peuvent se lier à eIF4E et n’interfèrent donc pas avec la traduction (seule la forme non-phosphorylée de ces protéines inhibe)

34
Q

Que se passe-t-il lorsque mTor est inhibée?

A

Pas de prolifération des cellules

35
Q

Qu’est-ce qui active mTor, une kinase?

A

Facteurs de croissance, cellules qui se divisent rapidement

36
Q

Qu’utilise la régulation de la traduction d’ARNm spécifique chez les eucaryotes?

A

La liaison à eIF4E (impliquée dans la localisation précise de plusieurs protéines → expliquée par la traduction restreinte à des zones cellulaires)

37
Q

Quand la traduction des ARNm Oskar (drosophile) doit-elle être inhibée? De quoi dépend l’inhibition?

A
  • Pendant leur transport du pôle antérieur vers la région postérieure dans l’ovocyte avant la fécondation.
  • L’inhibition dépend de 2 protéines : Cup (se lie à Bruno) et Bruno (3’)
38
Q

Qu’est-ce que la protéine Cup chez la drosophile?

A
  • Une protéine 4E-BP qui se lie à Bruno (et à eIF4E) sur ARNm, inhibe spécifiquement la traduction de l’ARNm Oskar en prévenant la fixation d’eIF4G.
  • Besoin de Bruno pour inhibée car elle n’a pas assez d’affinité pour eIF4E (ne peut pas se lier directement)
39
Q

VRAI OU FAUX : chez la drosophile, l’ARNm Oskar est active pendant le transport vers l’œuf mature

A

Faux, pas fonctionnelle pendant le transport : juste quand elle est rendue dans l’œuf.

40
Q

Que fait la protéine Maskin chez les vertébrés?

A

Lie eIF4E et inhibe la traduction de plusieurs ARNm pendant le développement de l’ovocyte (œuf non fécondé)

  • Possède un domaine 4E-BP
41
Q

Que fait la protéine CPEB chez les vertébrés?

A

Se lie spécifiquement à des séquences dans la région 3’ non traduite de plusieurs ARNm à, puis recrute la Maskin, inhibant ainsi la traduction.

42
Q

Quel est le principal régulateur des niveaux de fer chez l’Homme? Par quoi est régulée sa synthèse?

A

La ferritine, une protéine liant le fer (senseur de la concentration de fer).
- Sa synthèse est régulée par l’IRP, une protéine liant le fer et l’ARNm de la ferritine

43
Q

Que reconnaît l’IRP, la protéine régulant la synthèse de la ferritine?

A

Peut reconnaître une structure en tige-boucle (IRE) dans la région 5’ non traduite de son propre ARNm

44
Q

Par quoi est contrôlé le taux de traduction de l’ARNm ferritine?

A

Par l’affinité des IRP pour le fer libre et leur liaison à l’IRE

45
Q

Chez la levure, par quoi est contrôlé la traduction de l’activateur transcriptionnel Gcn4?
Rôle de Gcn4?

A
  • Par de court ORF en amont et l’abondance d’un complexe ternaire.
  • Gcn4 régule l’expression des enzymes impliquées dans la synthèse des acides aminés.
46
Q

Que se passe-t-il en cas de mutation ponctuelle ne modifiant qu’un a.a?

A

Aucun mécanisme permettant d’éliminer l’ARNm mutant ou son produit protéique

47
Q

Qu’est-ce qui assure le sauvetage des ribosomes qui traduisent des ARNm brisés?

A

L’ARN SsrA

48
Q

Vrai ou faux :
La traduction d’un ARNm dépourvu de codon stop dans le cadre de lecture approprié peut être initiée normalement et se poursuivre jusqu’à l’extrémité 3’ de l’ARNm.

A

Vrai, mais à ce point le ribosome est bloqué.

49
Q

Chez les procaryotes, comment les ribosome bloqués (pas de codons de terminaison) sont-ils secourus?

A

Par l’ARNtm, une molécule qui est en partie un ARNt (ressemblant à l’ARNt Ala) et en partie un ARNm

50
Q

Qu’est-ce que SsrA?

A

Une ARNtm (457 nt) qui peut être chargé par l’alanine et se lier à EF-Tu-GTP

51
Q

Que se passe-t-il lorsqu’un ribosome bloque à l’extrémité 3’ d’un ARNm?

A

Le complexe SsrA Ala-EF-Tu-GTP se lie au site A et participe à la réaction de peptidyl-transférase → pour poursuivre la synthèse au niveau de la synthèse du produit protéique.

52
Q

Rôle de l’ARNtm SsrA?

A

Libère les ribosomes bloqués sur un ARNm complet.

53
Q

En l’absence de traduction, comment sont les ARNm endommagés?

A

Présentent une stabilité normale (pas de traduction = pas de destruction = ARNm intactes)

54
Q

Comment les cellules eucaryotes vérifient l’intégrité de leurs ARNm en cours de traduction grâce à deux mécanismes?

A
  1. Le processus de dégradation de l’ARNm induite par un codon non-sens (codon stop prématuré) → protéine tronquée
  2. Le processus de dégradation de l’ARNm induite par l’absence de codon stop → ARNm cassé
55
Q

Chez les eucaryotes, la traduction est étroitement liée à…?

A

Liée au processus de dégradation de l’ARNm

56
Q

Chez les eucaryotes, comment fonctionne le processus de dégradation de l’ARNm induite par un codon stop prématuré?

A
  • La traduction d’un ARNm possédant un codon stop prématuré ne déplace pas les complexes d’une ou plusieurs jonctions d’exons
  • Recrutement des protéines d’Upf1, Upf2 et Upf3 sur le ribosome
  • Protéines Upf activent une endonucléase qui hydrolyse la coiffe de l’ARNm → sans coiffe en 5’, l’ARNm est rapidement dégradé par des exonucléases
57
Q

Chez les eucaryotes, comment fonctionne le processus de dégradation de l’ARNm induite par un codon stop prématuré

A
  • La traduction d’un ARNm possédant un codon stop prématuré ne déplace pas les complexes d’une ou plusieurs jonctions d’exons
  • Recrutement des protéines d’Upf1, Upf2 et Upf3 sur le ribosome
  • Protéines Upf activent une endonucléase qui hydrolyse la coiffe de l’ARNm → sans coiffe en 5’, l’ARNm est rapidement dégradé par des exonucléases
58
Q

Vrai ou faux :

Chez les mammifères, la traduction d’un ARNm normal déplace tous les complexes des jonctions des exons

A

Vrai

59
Q

Qu’est-ce que l’exosome? À quoi se lie-t-il?

A
  • Complexe incluant Ski7 et une exonucléase 3’-5’

- Se lie à tout ribosome bloqué à l’extrémité 3’ de la queue poly(A)

59
Q

Qu’est-ce que l’exosome? À quoi se lie-t-il?

A
  • Complexe incluant Ski7 et une exonucléase 3’-5’

- Se lie à tout ribosome bloqué à l’extrémité 3’ de la queue poly(A)

60
Q

Qu’est-ce que la protéine Ski7 chez les eucaryotes?

A

Protéine apparentée au facteur de terminaison de classe II eRF3

61
Q

Décrit le processus de dégradation de l’ARNm induite par l’absence de codon stop.

A
  • Sans codon stop, le ribosome traduit la queue poly(A), ce qui entraîne l’ajout de lysines à la fin de la protéine → rend la protéine instable et entraîne le blocage du ribosome
  • L’exosome se lie au ribosome bloqué
  • Ski& stimule la dissociation du ribosome, alors que l’activité exonucléase de l’exosome dégrade l’ARNm
  • La protéine contenant la suite de lysines est dégradée