Régulation de l'expression génique, application à la pathologie

Question 1

combien de gènes le génome humain comporte-t-il ; quelle portion representenet-ils du génome entier

Answer 1

22-23 000, 10% du génome , 1-5% du génome code pour des protéines

Question 2

Quelle sont les modifications entre ARN pré-m et m puis mature

Answer 2

coiffe et queue poly A puis epissage

Question 3

quelle est le nom de la structure effectuant l’épissage

Answer 3

spliceosome

Question 4

Quels sont les 7 phénomènes de régulation de l’expression génique et lesquels sont épigénétiques

Answer 4

épigénétique : modifications post trad des histones, remodelage de la chromatine, méthylation des cytosines, ARN interference

non épigénétiques : facteurs de transcription ( CIS et TRANS ), modification post transcriptionnelle des ARNm, surveillance de l’intégrité des RANm au moment de la traduction

Question 5

de quoi est constité le nucléosome

Answer 5

octamère d’histone

Question 6

combien de bases s’enroulent autour d’un nucléosome ? que constitue cette combinaison ?

Answer 6

146 pb

cela constitue de la chromatine

Question 7

quelles sont les deux formes de chromatine et laquelle est active ou non ?

Answer 7

l’hétérochromatine et inactive, se condense à l’interface, sa transcription est tardive et est peu sensible au DNAase contrairement à l’euchromatine

Question 8

sur quels AA/nucléotides s’effectuent l’acétylation et la méthylation et quels sont leurs effets ?

Answer 8

acétylation des lysines des histones active la Xine et méthylation des lysines/arginine des histones ou cytosine de l’ADN inactive la Xine

Question 9

Quelle enzyme effectue la méthylation sur l’ADN ?

Answer 9

DNA methyl-transférase (DNMT)

Question 10

Quels effets différnts ont la méthylation de doublets CpG sur des ilots CpG ou dans des CpG dispersés

Answer 10

îlots : inactivation du gène

dispersés : stabilité de l’ADN

Question 11

comment la méthylation de l’ADN et la desacétylation des histones sont elles liées

Answer 11

la méthylation de l’ADN recrute des histone dsacétylase par deux voies :
la DNA méthyl transférase ; les methyl binding protein

Question 12

qu’observe-t-on chez un androgénotes (2 hémi-génomes masculins ) ou chez un gynogénote

Answer 12

androgénote : hyperdeveloppement des annexes

gynogénote : hyperdeveloppement de l’embryon

Question 13

en quoi consiste l’empreinte parentale

Answer 13

une methylation diferentielle ( aussi au niveau des histones car les deux phénomènes sont liés ) dans une region spécifique ( DMR ) de l’un des deux allèles parentaux : seul un des allèles s’exprime

Question 14

Si l’empreinte est paternelle ou maternelle, est-ce lallele paternel ou maternel qui est inactivé

Answer 14

lorsque l’empreinte est paternelle, l’allèle paternel ne s’exprime pas

Question 15

quelles sont les caractéristiques des gènes soumis à empreinte parentale ?

Answer 15

120 chez homme ou souris 
en clusters plutot que dispersés 
surtout sur Xome 6, 7, 11, 14, 15
dans des régions riches en CpG
dans des régions avec de nombreuses séquences répétées

Question 16

Quel phénomène/structure régule les empreintes parentales ?

Answer 16

ces structures sont les ICR ( Imprinting control region )

Question 17

à quel moment est établie l’empreinte ?

Answer 17

dans les gamètes, l’empreinte est constitutive mais au niveau des gamètes on a un effacement de l’empreinte rétablie en fonction du sexe de l’embryon

Question 18

Quelles sont les différents types de pathologie de l’empreinte ?

Answer 18

délétion d’ICR, délétion de la région, disomie monoparentale, modifications épigénétques idiopathiques

Question 19

caracterisez le syndrome d’angelmann ( étiologie, causes,

Answer 19

absence de contribution maternelle dans la région 15q11-12 ( région comportant des gènes à empreintes maternelles et paternelles )
cela peut être du à microdélétion, disomie monparentale, anomalie de l’empreinte isolée, mutation de UBE3A chez le père (gène à empreinte paternelle mais absence de contribution maternelle)

Question 20

caracterisez le syndrome de prader willi ( étiologie, causes,

Answer 20

absence de contribution paternelle dans la région 15q11-12

peut etre du à (micro)délétion, disomie uniparentale, anomalie du centre d’empreinte

Question 21

comment diagnostiquer les syndromes d’angelmann et de prader-willi ?

Answer 21

Western blot avec enzyme de restriction sensible à la méthylation ( coupe si cytosine non méthylée )
on aura une absence de fragment du parent dont la contribution est absente

Question 22

quelles anomalies la méthylation observe-t-on en cancérologie ?

Answer 22

hyperméthylation de régions des gènes supprésseurs de tumeurs et/ou hypométhylation globale ( dé-répression de séquences transposables créant des anomalies chromosomiques ; hypométhylation de séquences oncogènes )

Question 23

Quels sont les deux principaux types de traitements modifiant l’épigénome ?

Answer 23

inhibiteur de DNAMT et de HDAC

Question 24

donnez un exemple ou la méthylation de l’ADN est utilisée pour predire une reponse thérapeutique

Answer 24

on regarde le promoteur de MGMT ( code pour méthyltransférase : enlève des méthyl sur des guanines dus au stress oxydatif )
dans les cellules cancereuses, ce promoteur est méthylé
dans le glioblastome, chimiothérapie par TMZ, MGMT retire les methyl que TMZ met : innefficacité

Question 25

Quelles sont les effets et le mécanisme des Micro-ARN

Answer 25

• transcription par polymérase II
• clivé par Drosha ( + microcomplexe DGCR8 ) –> précurseur : pré mi-ARN de 70pb
• clivé par DICER –> miARN mature 22pb
• miARN mature compléxé avec RISC : reconnait partie 3’UTR et stim déradation ou réprime transcription

Question 26

pourquoi l’action des mir est dite en réseau

Answer 26

plusieurs mir régulent u même gène et un même gène est régulé par plusieurs mir
1/3 du génome et régulé par des mir

Question 27

qu’estce que les ARN fonctionnels ? differents types ? roles ?

Answer 27

ARN non traduit en protéines :

• petits ARN nucléolaires : 400 gènes qui modifient les ARNribosomiques en post traduction forment small ribonuclear protein ( snoRNP )
• mi ARN
• ARN de transfert

Question 28

que cause une hypométhylation globale du génome ?

Answer 28

favorise réarrangements chromosomiques

Question 29

que sont les facteurs généraux de la transcription

Answer 29

des protéines qui vont se lier au box ( TATA, la plus commune, CG ubiquitaire aux gènes de ménage, CCAAT )

Question 30

qu’est ce que le TBP

Answer 30

c’est le premier facteur à se fixer, c’est la protéine qui lie la TATA box. La TBP est une protéine (monomérique) en forme de fer à cheval qui va se fixer dans le petit sillon de l’ADN. Quand elle se fixe, elle va entraîner une ouverture et une courbure de la molécule d’ADN.

Question 31

qu’est ce que TAF

Answer 31

facteurs associés au TBP va venir se fixer sur le TBP afin de former un complexe : le TFIID

Les TAF peuvent avoir un rôle structurel ou des activités enzymatiques (ex : acétyler les histones qui est une marque d’activation d’expression génique ou phosphorylerdes facteurs pour les activer…).

Question 32

quels signaux de terminaison de la transcription connait on ?

Answer 32

ils sont mal connus :

• Les facteurs intrinsèques sont présents dans la séquence même de l’ADN qui est en train d’être lu : la séquence consensus poly-U, où il y a un enchaînement de U, forme une épingle à cheveux qui bloquerait l’ADN polymérase.
• Les facteurs extrinsèques (une endonucléase interviendrait également pour couper l’ARN messager et mettre fin à la transcription).

Question 33

Quels sont les bloquants spécifiques de la transcription

Answer 33

• La Rifampicine est un antibiotique (contre la tuberculose) qui inhibe l’initiation de la transcription en empêchant la formation de la première liaison phosphodiester. Ce sont des bloquants spécifiques des eubactéries.
• La toxine de l’Amanite phalloïde (champignon), présente une forte affinité pour l’ARN polyméraseII qu’elle va bloquer, empêchant l’élongation. C’est un bloquant spécifique des eucaryotes.

Question 34

quels sont deux exemples de facteurs CIS

Answer 34

CRE (éléments de réponse à l’AMPc) ou GRE (éléments de réponse aux glucocorticoïdes)

Question 35

quelle est la difference entre les facters CIS et TRANS

Answer 35

CIS : séqueces géniques de petite taille sur le même brin que le gène en question ( en amont 5’ ) qui régulent la transcription du gène ( elles sont en amont du gène ) sont presentes dans toutes les cellules mais actives de manière tisus spé ; peuvent être silencers ou enhancers

TRANS : protéines qui régulent les régions CIS en se fixant dessus : ce sont eux les réels acteurs ; en général dimères ; ont plusieurs domaines : fixation à l’ADN, activation de la transcription, dimérisation, fixation d’éléments coactivateurs, corépresseurs ou de ligands

Question 36

donnez un exemple de mécanisme d’activation

Answer 36

repliage du brin fait se rapprocher régions enhancer et promoteur : recrute facteur trans formant un complexe ave activité histone-acétyl-transférase

Question 37

donnez un exemple de mécanisme de repression

Answer 37

il y a 2 mécanismes différents :

• Une répression passive : un facteur de transcription spécifique répresseur se fixe sur une séquence en CIS et va empêcher le facteur de transcription activateur de se fixer.
• Une répression active : en recrutant des corépresseurs, lesquels vont inhiber cette transcription et empêchent l’assemblage des facteurs généraux de la transcription.

Question 38

comment classifie-t-on les facteurs spécifiques de la transcription ? = facteurs TRANS

Answer 38

constitutif ou régulatoire

au sein de régulatoire : régulé par dvm embryonnaire ou par un signal

régulé par un signal se fixant à un recepteur nucléaire, membranaire, ou un signal intracytoplasmique

si le signal se lie a un recepteur mb le second messager dont le recepteur pourra etre une navette vers le noyau,, au niveau du noyau ou au niveau du cytoplasme.

Question 39

quels sont les deux types de recepteurs nucleaires

Answer 39

de type I : cible des hormones stéroïdes. retrouvés à l’état basal dans cytoplasme, liés à protéines chaperonnes HSPs, vont se fixer sur leur RE sur ADN une fois activés. forme des homodimères

de type 2 : forment hétérodimères avec le récepteur de l’acide rétinoïque (RXR) . À l’état basal, ils sont dans le noyau, fixés à l’ADN (RE) sous la forme d’hétérodimère avec le RXR. Tout cela est lié à un corépresseur empêchant la transcription.

Question 40

quelles sont les caracteristiques de la voie cre/creb

Answer 40

ubiquitaires, nucléaires qui interviennent dans de nombreuses fonctions cellulaires et qui se fixent sur des cAMP.

Question 41

Quelle est la structure de CREB ?

Answer 41

2 domaines :
➢ Un domaine de liaison à l’ADN de type leucine zipper,
➢ Un domaine activateur de la transcription, avec 2 domaines de liaisons à des facteurs de transcription
spécifique co-activateur et une boîte P avec une sérine.

Question 42

quel voie active le CREB

Answer 42

Suite à un stimulus ( var° [AMPc] ), activation d’une protéine kinase A qui phosphoryle la sérine du domaine activateur du CREB

Question 43

quels sont les 4 mécanismes par lesquel le systeme de facteur CIS/TRANS peut mener a une pathologie

Answer 43

➢ Une dérégulation par interaction promoteur-enhancer anormale.
➢ Un défaut par mutation d’une séquence régulatrice en CIS.
➢ Un défaut mutation du gène codant pour un facteur de transcription spécifique
➢ Un défaut par défaut de recrutement ou d’activation du facteur de transcription spécifique.

Question 44

quel est le role de la coiffe

Answer 44

Une enzyme, la guanine méthyltransférase ajoute une guanine méthylée en 5’. Cela augmente la stabilité de l’ARNm et favorise la traduction. Elle est reconnue par le système d’initiation de la traduction.

Question 45

quel est le role de la queue poly a

Answer 45

Elle protège l’ARNm de la dégradation dans le cytoplasme. Un même ARNm peut posséder plusieurs sites de polyadénylation ce qui permet d’aboutir à des transcrits alternatifs. Ils sont différents, mais transcrits à partir d’un même gène.

Question 46

dans les mecanismes de regulation post transcriptionels questce que l’edition

Answer 46

c’est une mutation controlée ( mecanisme ) qui fait varier la longueur du transcrit

Question 47

donnez trois exemples de pathologies de regulation post transcriptionnelle

Answer 47

saut dexon
epissage anormal
retention d’intron

Question 48

qu’est ce que le système NMD

Answer 48

Le système NMD (Nonsense Mediated Decay) est un système de surveillance qui se passe au moment de la traduction.

lors de la premiere lecture le spliceosome laisse des EJC ( exon jonction complex ) et aux passages suivants si la traduction s’arrete alors quil reste des EJC alors il est degrade

Question 49

quels sont les circonstances d’echappement au système NMD

Answer 49

c’est le cas de la 𝛃-thalassémie
➢ Si le codon stop se situe dans le dernier exon mais pas au bon endroit (pas redit).
➢ Si le codon stop se situe dans les 50-55 nucléotides avant les jonctions exons-exons.