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Génétique > 1C - Contrôle de l'expression génique des procaryotes > Flashcards

1C - Contrôle de l'expression génique des procaryotes Flashcards

(100 cards)

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1
Q

Quel est le rôle du répresseur dans le contrôle de la transcription chez les prokaryotes?

A

Le répresseur se lie à l’opérateur pour inhiber la transcription des gènes en empêchant l’ARN polymérase de se fixer au promoteur.

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2
Q

Comment le gène régulateur module la fonction de la protéine dans le modèle de l’opéron?

A

Le gène régulateur code pour une protéine qui peut se lier à l’opérateur ou à un autre site régulateur pour activer ou réprimer la transcription des gènes de l’opéron.

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3
Q

Quels est le modèle répressible d’opérons alternatifs?

A

Modèle répressible : La protéine régulatrice se lie au promoteur en présence d’un co-répresseur, inhibant la transcription.

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4
Q

Quels est le modèle inductible d’opérons alternatifs?

A

Modèle inductible : La protéine régulatrice se lie au promoteur en absence d’un inducteur, et la liaison de l’inducteur au répresseur libère l’opérateur, permettant la transcription.

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5
Q

Quel phénomène décrit la croissance diauxique chez E. coli?

A

La croissance diauxique est la croissance en deux phases où E. coli utilise d’abord le glucose, puis, après son épuisement, commence à utiliser le lactose avec une période de latence.

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6
Q

Que se passe-t-il avec la croissance des cellules de E. coli lorsque le glucose est épuisé dans un milieu contenant du glucose et du lactose?

A

La croissance ralentit car les cellules doivent induire les enzymes nécessaires pour métaboliser le lactose avant de reprendre la croissance.

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7
Q

Quel est le rôle de l’opéron lactose chez E. coli?

A

L’opéron lactose régule l’expression des gènes nécessaires pour métaboliser le lactose lorsque le glucose est épuisé.

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8
Q

Quel gène de l’opéron lactose encode l’enzyme nécessaire pour la dégradation du lactose?

A

L’opéron lactose encode le gène de la β-galactosidase, qui hydrolyse le lactose en glucose et galactose.

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9
Q

Pourquoi la croissance de E. coli reprend-elle après une période de latence lorsqu’il y a du lactose dans le milieu?

A

La croissance reprend après que les enzymes nécessaires pour métaboliser le lactose, produites grâce à l’opéron lactose, ont été induites.

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10
Q

Comment l’opéron lactose est-il régulé en présence de glucose et de lactose?

A

En présence de glucose, l’opéron lactose est réprimé, mais lorsque le glucose est épuisé, l’opéron est activé pour induire la production d’enzymes nécessaires au métabolisme du lactose.

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11
Q

Quel est le rôle du gène Lac I dans l’opéron lactose chez E. coli?

A

Le gène Lac I encode la protéine répresseur lac, qui bloque la transcription de l’opéron en se liant à la séquence opérateur (O).

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12
Q

Quel est le rôle du promoteur (P) dans l’opéron lactose?

A

Le promoteur (P) est la séquence d’ADN où l’ARN polymérase se lie pour initier la transcription des gènes de l’opéron lactose.

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13
Q

Quelle est la fonction de l’opérateur (O) dans l’opéron lactose?

A

L’opérateur (O) est la séquence d’ADN reconnue par le répresseur lac, qui régule l’accès à la région promotrice.

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14
Q

Quel gène de l’opéron lac code pour la β-galactosidase?

A

Le gène de structure Z encode pour la β-galactosidase.

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15
Q

Quel gène de l’opéron lac encode la galactoside perméase?

A

Le gène de structure Y encode pour la galactoside perméase.

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16
Q

Quel gène de l’opéron lac est responsable de la production de la thiogalactoside transacétylase?

A

Le gène de structure A encode pour la thiogalactoside transacétylase.

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17
Q

Quel est le rôle du répresseur dans la régulation de l’opéron lac?

A

Le répresseur empêche le recrutement de l’ARN polymérase, bloquant ainsi la transcription de l’opéron lac.

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18
Q

Comment un inducteur affecte-t-il le répresseur de l’opéron lac?

A

L’inducteur change la conformation du répresseur, réduisant sa liaison à l’opérateur et permettant la transcription de l’opéron lac.

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19
Q

Quel est l’effet de l’induction sur l’opéron lac?

A

L’induction de l’opéron lac peut augmenter la transcription de l’opéron jusqu’à 1000 fois.

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20
Q

Quels éléments de l’opéron lac sont considérés comme des éléments en ‘cis’?

A

Le promoteur (P) et l’opérateur (O) sont des éléments en ‘cis’ qui font partie de la molécule d’ADN.

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21
Q

Quel est le rôle de l’allolactose dans la régulation de l’opéron lac?

A

L’allolactose est un inducteur naturel (sous produit de la B-gal) qui se lie au répresseur, entraînant sa dissociation de l’opérateur et permettant ainsi la transcription.

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22
Q

Quel est l’effet de l’Isopropylthiogalactoside (IPTG) sur l’opéron lac?

A

L’IPTG est un inducteur synthétique qui se lie au répresseur, inhibant sa liaison à l’opérateur et permettant la transcription de l’opéron lac.

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23
Q

En absence d’inducteur, que se passe-t-il avec le répresseur et l’opéron lac?

A

En absence d’inducteur, le répresseur se lie à l’opérateur, empêchant ainsi la transcription des gènes de l’opéron lac.

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24
Q

Quel est l’effet de la présence de lactose dans l’environnement sur le répresseur de l’opéron lac ?

A

La présence de lactose dans l’environnement conduit à la formation d’allolactose, qui se lie au répresseur et permet sa dissociation de l’opérateur, facilitant ainsi la transcription.

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25
Comment le tétramère entre l'ARN polymérase et le répresseur influence-t-il la régulation de l'opéron lac ?
La formation d'un tétramère entre l'ARN polymérase et le répresseur est un facteur clé qui permet la reconnaissance et la régulation de l'opéron lac.
26
Que se passe-t-il après la liaison de l'inducteur au répresseur de l'opéron lac?
Après la liaison de l'inducteur, le répresseur se dissocie de l'opérateur, permettant ainsi la transcription et la traduction des gènes structurels de l'opéron lac.
27
Que se passe-t-il dans une souche E. coli avec une mutation I-?
La mutation I- est un allèle mutant qui ne produit plus de répresseur, empêchant la régulation normale de l'opéron lac.
28
Quel est l'effet d'une mutation OC sur l'opéron lac?
La mutation OC modifie la séquence de l'opérateur, bloquant la liaison du répresseur et empêchant la répression de l'opéron, même en l'absence de lactose.
29
Comment les souches mérodiploïdes sont-elles utilisées pour étudier les mutations de l'opéron lac?
Les souches mérodiploïdes, rendues partiellement diploïdes par conjugaison, permettent d'observer les effets des mutations en comparant les opérons mutés et sauvages dans la même cellule.
30
Quel est l'effet de l'absence de répresseur dans une souche I- couplée avec une souche sauvage?
En l'absence de répresseur, une souche I- couplée avec une souche sauvage produira des enzymes pour le lactose même en l'absence de lactose, car le répresseur sauvage régule l'opéron.
31
Que produit une souche mérodiploïde avec un opéron sauvage et une mutation I-?
La souche mérodiploïde produira des enzymes pour le lactose même en l'absence de lactose, car la mutation I- ne permet pas la production de répresseur fonctionnel.
32
Comment une mutation dans le gène du répresseur (l-) affecte-t-elle la régulation de l'opéron lac?
La mutation l- rend le répresseur non fonctionnel, ce qui empêche la répression de l'opéron lac, entraînant une production continue d'enzymes même en l'absence de lactose.
33
Quel est l'impact d'une mutation OC sur l'opéron lac en termes de répression?
L'opéron avec une mutation OC ne peut pas être réprimé par le répresseur, produisant des enzymes même en l'absence de lactose, car le répresseur ne peut pas se lier à l'opérateur mutant.
34
Pourquoi la mutation OC est-elle considérée comme cis-dominante?
La mutation OC est cis-dominante car elle affecte uniquement l'opéron adjacent contenant la mutation, sans influencer la répression de l'opéron sauvage dans la même cellule.
35
Que révèlent les résultats des souches mérodiploïdes concernant la récessivité de la mutation l-?
Les résultats montrent que la mutation l- est récessive car le gène répresseur sauvage (l+) peut réguler les deux opérons, réprimant l'opéron mutant.
36
Quels sont les produits de l'opéron lac en présence et en absence de lactose pour une souche mérodiploïde avec une mutation dans l'opérateur (OC)?
Pour une souche avec une mutation OC, l'opéron mutant produit des enzymes même en absence de lactose, tandis que l'opéron sauvage reste répressible.
37
Que se passe-t-il lorsque le niveau de glucose est élevé dans la cellule?
L'adénylyl cyclase est inhibée, ce qui diminue les niveaux d'AMPc.
38
Quel est l'effet de la diminution du glucose sur l'AMPc?
La diminution du glucose entraîne une augmentation des niveaux d'AMPc.
39
Quel rôle joue l'AMPc dans l'activation de l'opéron lac?
L'AMPc se lie à la protéine CAP, formant un complexe qui active l'opéron lac.
40
Que fait le complexe CAP-AMPc sur le promoteur de l'opéron lac?
Il se lie au promoteur et augmente le recrutement de l'ARN polymérase.
41
Est-il possible d'induire l'opéron lac en présence de glucose?
Oui, l'ajout d'AMPc peut induire l'opéron même en présence de glucose.
42
Comment le glucose affecte-t-il l'expression de l'adénylyl cyclase?
Le glucose inhibe l'expression de l'adénylyl cyclase.
43
Quelle est la forme active de la protéine CAP?
La protéine CAP est active lorsqu'elle est complexée avec l'AMPc.
44
Comment l'AMPc influence-t-il l'ARN polymérase?
L'AMPc permet au complexe CAP-AMPc de lier le promoteur, ce qui augmente le recrutement de l'ARN polymérase.
45
Quel est le rôle du site de liaison du complexe AMPc-CAP dans l’opéron lac?
Il aide à mieux recruter l’ARN polymérase.
45
Où se situe le site de liaison du complexe AMPc-CAP sur l’opéron lac ?
Au début de la séquence de nucléotides du promoteur.
46
Où se trouve la séquence de l'opérateur lac dans l'opéron?
La séquence de l'opéron lac chevauche la fin de la séquence de nucléotide du promoteur.
47
Quel est le rôle de la séquence de l’opérateur lac?
Elle recrute le répresseur lac et empêche l’ajout des ARN polymérases et enzymes.
48
Quelle est la structure du complexe répresseur lac lié à l’ADN?
Un tétramère du répresseur est lié à l’ADN.
49
Comment chaque monomère du répresseur lac se lie-t-il à l’ADN?
Via un domaine HTH (hélice-tour-hélice) créant une petite courbure de l’ADN.
50
Où l’inducteur se lie-t-il dans l’ADN lors de la régulation de l’opéron lac?
Dans le sillon majeur de l’ADN.
51
Quelle est la structure du complexe CAP-cAMP lorsqu’il est lié à l’ADN?
Un dimère de protéines CAP-cAMP est associé à l’ADN.
52
Comment le complexe CAP-cAMP interagit-il avec l’ADN?
Il se lie à des motifs sur deux tours successifs du sillon majeur de l’ADN via le domaine HTH.
53
Quelle est la différence entre les courbures de l’ADN induites par le répresseur lac et par CAP-cAMP?
Le répresseur lac induit une petite courbure, tandis que CAP-cAMP induit une grande courbure de l’ADN.
54
Quelles sont les caractéristiques des interactions non spécifiques entre protéines et ADN?
Les résidus basiques chargés positivement (Lys, Arg, His) interagissent avec le squelette phosphate-sucre chargé négativement.
55
Quel est un exemple d'interaction non spécifique protéine-ADN?
Les histones, qui organisent l'ADN sous forme de chromatine via des liaisons non spécifiques.
56
Dans quel contexte les protéines interagissent-elles de manière spécifique avec l'ADN?
Lorsqu'elles reconnaissent les séquences spécifiques des bases azotées de l'ADN, généralement dans le sillon majeur.
57
Quel est un exemple d'interaction spécifique entre une protéine et une séquence d'ADN?
Le dimère du facteur bHLH USF1 lié à la séquence palindromique CANNTG.
58
Quelle partie de l'ADN est généralement ciblée par les interactions spécifiques?
Le sillon majeur de l'ADN, car il est plus accessible.
59
Quelles protéines reconnaissent des séquences spécifiques sur l'ADN dans l'opéron lac?
Le répresseur lac et la protéine CAP.
60
Pourquoi les résidus basiques sont-ils impliqués dans les interactions non spécifiques avec l'ADN?
Parce que leurs charges positives interagissent avec le squelette phosphate-sucre chargé négativement de l'ADN.
61
Comment les interactions spécifiques diffèrent-elles des interactions non spécifiques avec l'ADN?
Les interactions spécifiques reconnaissent les bases azotées, tandis que les interactions non spécifiques se lient au squelette phosphate-sucre de l'ADN.
62
Que se passe-t-il lorsqu'on utilise seulement la sonde dans un essai de retard de mobilité sur gel?
On observe une grande bande correspondant à la sonde seule.
63
Que montre le gel lorsqu'on ajoute à la sonde un extrait de protéine dans un essai de retard de mobilité sur gel?
On observe un ralentissement de la migration de la sonde, produisant une bande plus haute et une petite bande à la même hauteur que la sonde seule.
64
Que se passe-t-il sur le gel lorsque la sonde, l'extrait de protéine et un anticorps sont présents dans un essai de retard de mobilité sur gel?
Il y a un plus grand ralentissement de la migration, avec une bande plus haute pour le complexe plus gros et une petite bande à la même hauteur que la sonde seule.
65
Que se passe-t-il sur le gel lorsqu’on ajoute de l’ARN non marqué à la sonde et l’extrait de protéine dans un essai de retard de mobilité sur gel?
L’ARN non marqué entre en compétition avec la sonde, réduisant la formation du complexe et produisant une petite bande à la même hauteur que celle de la sonde seule, avec une plus grosse bande par rapport à la sonde seule.
66
Quel est l'effet d'un ADN compétiteur muté dans un essai de retard de mobilité sur gel ?
Il n'y a aucun effet sur la bande formée avec l'ADN et l'extrait de protéine.
67
Que reflète la présence d'une bande plus haute dans un essai de retard de mobilité sur gel?
La présence d'un complexe plus lourd formé entre la sonde et les protéines.
68
Que signifie une petite bande à la même hauteur que celle de la sonde seule?
Cela indique la présence d'une petite quantité de sonde non liée ou du complexe moins lourd.
69
Que démontre un plus grand ralentissement de migration dans un essai de retard de mobilité sur gel?
La formation d'un complexe plus grand ou plus lourd avec l'ADN, l'extrait de protéine et les anticorps.
70
Quel est le principe de régulation de l’opéron arabinose comparé à l’opéron lac?
Le principe est similaire ; les deux utilisent des répresseurs et des activateurs pour réguler la transcription en réponse à des molécules spécifiques.
71
Quel est le rôle du répresseur AraC dans l’opéron arabinose?
AraC change de conformation en se liant à l’arabinose, ce qui affecte sa capacité à réguler l’opéron.
72
Que se passe-t-il lorsque l’arabinose se lie au répresseur AraC?
AraC change de conformation et agit comme un activateur de l’opéron en présence d’arabinose.
73
Quelle est la fonction d’AraC lorsqu'il est seul, sans arabinose?
AraC agit comme un répresseur, inhibant la transcription de l’opéron arabinose.
74
Combien d’opérateurs sont présents dans l’opéron arabinose?
L’opéron arabinose contient 2 opérateurs.
75
Quel est l'effet des gènes de structure de l'opéron arabinose ?
Ils permettent la production d'enzymes nécessaires à la voie de métabolisme de l’arabinose.
76
Quel est le rôle des gènes araBAD dans l’opéron ara?
Les gènes araBAD sont responsables de la production des enzymes nécessaires à la métabolisation de l’arabinose.
77
Que se passe-t-il lorsque AraC se lie à l’arabinose?
AraC-arabinose ne se lie plus à l’opérateur 2, permettant ainsi la transcription de l’opéron araBAD.
78
Que se passe-t-il en l'absence de l’arabinose?
AraC est transcrit et araBAD est exprimé à un niveau de base, c'est-à-dire faible.
79
Quel est l’effet de faibles concentrations d’AMPc et d’arabinose sur la transcription de araBAD?
AraC réprime la transcription de araBAD en formant une boucle d’ADN grâce au complexe AraC et les opérateurs araO1 et araO2.
80
Que se passe-t-il lorsque les concentrations d’AMPc et d’arabinose sont élevées?
La transcription de araBAD est activée, car le complexe AraC-arabinose se dissocie de l’araO2, mais AraC reste réprimé.
80
Quel est le mécanisme par lequel AraC réprime la transcription de araBAD en faible concentration d’arabinose?
AraC réprime la transcription en formant une boucle d’ADN avec les opérateurs araO1 et araO2.
81
Qu'est-ce qu'un feedback négatif dans le contexte des opérons?
Un feedback négatif est un mécanisme où un produit final de la voie de biosynthèse inhibe l'expression des gènes responsables de sa propre production.
82
Quel est le rôle du tryptophane dans la régulation de l'opéron trp?
Le tryptophane agit comme co-répresseur en se liant au répresseur pour inhiber l'expression de l'opéron trp.
83
Que fait l'atténuateur dans la régulation de l'opéron trp?
L'atténuateur cause l'arrêt prématuré de la transcription de l'opéron trp.
84
Comment la structure de l'ARNm du trp influence la formation du substrat?
La longueur et la structure de l'ARNm du trp déterminent si la transcription se poursuit ou s'arrête prématurément.
85
Que se passe-t-il lorsque le niveau de tryptophane est bas dans la régulation de l'opéron trp?
Avec un faible niveau de tryptophane, le répresseur n'est pas activé, donc l'ARN polymérase se lie au promoteur et la transcription a lieu.
86
Quel est l'effet du niveau élevé de tryptophane sur l'opéron trp?
Avec un niveau élevé de tryptophane, le répresseur est activé et se lie à l'ADN, ce qui bloque la liaison de l'ARN polymérase au promoteur.
87
Quel est le rôle du dimère de répresseur dans la régulation de l’opéron trp?
Le dimère de répresseur, activé par une grande concentration de tryptophane, se lie à l'ADN pour bloquer la liaison de l'ARN polymérase.
88
Comment la superposition de l'opérateur et du promoteur affecte-t-elle la transcription de l'opéron trp?
La superposition de l'opérateur et du promoteur permet au répresseur de bloquer la liaison de l'ARN polymérase au promoteur, inhibant ainsi la transcription lorsque le tryptophane est abondant.
89
Que forment les séquences de l'ARNm dans la région trpL?
Les séquences forment des structures tige-boucle mutuellement exclusives.
90
Que se passe-t-il lorsque la concentration de tryptophane est faible?
Avec une faible concentration de tryptophane, le ribosome bloque la formation de la tige-boucle 1-2, favorisant ainsi la formation de la tige-boucle 2-3, et la transcription continue.
91
Que se passe-t-il lorsque la concentration de tryptophane est élevée?
Avec une haute concentration de tryptophane, le ribosome traduit les codons Trp sans problème, favorisant la formation de la tige-boucle 3-4, ce qui bloque la transcription.
92
Quel rôle jouent les codons Trp dans la région trpL?
Les codons Trp (positions 10-11) influencent la formation des structures tige-boucle et, par conséquent, régulent la transcription du locus.
93
Quel est le mécanisme d'atténuation de la transcription de l'opéron trp? À quels opérons est-il similaire?
Le mécanisme d'atténuation de la transcription de l'opéron trp est similaire à celui utilisé pour la biosynthèse d'autres acides aminés, comme les opérons his (histidine) et ilv (isoleucine, leucine et valine).
94
Que se passe-t-il lorsque le niveau de tryptophane est élevé?
Avec un niveau élevé de tryptophane, un ARN de 140 nucléotides se forme, avec les structures ribosine 1-2 et la boucle terminatrice 3-4, ce qui arrête la transcription.
95
Que se passe-t-il lorsque le niveau de tryptophane est faible?
Avec un faible niveau de tryptophane, un long ARN se forme car il n'y a pas de signal d'arrêt pour terminer la transcription. Une boucle 2-3 se forme, permettant à l'ARN polymérase de rester attachée à l'opéron trp.
96
Quelle est la conséquence de la formation de la boucle 3-4 dans la transcription de l'opéron trp?
La formation de la boucle 3-4 agit comme un terminator, ce qui bloque la transcription.
97
Pourquoi la formation de la boucle 2-3 est-elle importante lorsque le tryptophane est faible?
La formation de la boucle 2-3 permet à l'ARN polymérase de rester attachée à l'opéron trp et de continuer la transcription, car il n'y a pas de signal d'arrêt.
98
Quels effets peuvent avoir les circuits de régulation génique sur un gène ou un opéron ciblé? (4)
- Inactivation d’un répresseur constitutif (ex. opéron lac avec lactose) - Activation d’un activateur (ex. opéron lac avec AMPc et CAP) - Activation d’un répresseur (ex. répresseur du tryptophane) - Inactivation d’un activateur constitutif

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