ARNs Régulateurs Flashcards
(60 cards)
Qui propose le modèle pour étudier les détails mécanistiques de la régulation génique ?
François Jacob et Jaques Monod : L’expression d’un gène peut être contrôlée par le produit d’un autre. Il ne pouvait dire si le répresseur était une protéine ou ARN. Il pensait ARN mais c’est réellement une protéine.
ARNs régulateurs agissent sur ?
La transcription et la traduction.
ARN court qui régule la transcription chez les procaryotes ? Comment ?
ARN 6S
Il se lit à sigma70 de la polymérase et réduit transcription à nombreux promoteurs contrôlés par sigma70.
ARN 6S est présente en quantité élevée durant quel phase ? Quelle est cette phase ?
Phase stationnaire où il produit un facteur alternatif sigma(S).
Croissance stoppée : le nombre de bactéries qui naissent ≈ le nombre qui meurent.
Pourquoi ? Les nutriments s’épuisent, les déchets s’accumulent.
Les bactéries activent des gènes de survie, de stress et changent de métabolisme.
C’est ici que l’ARN 6S entre en jeu pour aider à adapter l’expression génique
Mécanisme d’action de sigma(s) ?
Entre en compétition avec sigma70 pour liaison à la polymérase. Grâce à cette compétition : l’ARN 6S réduit l’activité des promoteurs dépendants de σ⁷⁰, ce qui favorise l’expression des gènes dépendants de σˢ, adaptés aux conditions de stress ou de limitation des ressources.
Autre groupe d’ARN court bactériens qui régule la traduction et la dégradation de l’ARNm ?
sARN (80 à 110 nucléotides)
Codés par des petits gènes
Rôle des sARN ?
S’apparient avec séquences complémentaires ARNm cibles et entrainent la dégradation et/ou l’inhibition de la traduction de l’ARNm.
Rôle de Hfq : Protéine bactérienne exercant le rôle de chaperone de l’ARN ?
Protéine chaperone : fonction est d’Assister d’autre protéines dans leur maturation en leur assurant un repliement tridimensionnel adéquat.
Se lie avec sARN avant leur appariement avec ARNm et augmente leur stabilité.
Exemple 1 : sARN RybB (81 nucléotides) ?
Il entraine la destruction de ses ARNm cibles codent pour protéine de mis en réserve du fer. C’est RNaseE qui reconnaît hétéroduplexes sARN-ARNm comme substrat et le dégrade. RybB régule ainsi le niveau de fer (trop élevé = toxique pour la cellule).
Exemple 2 : gène rpoS ?
Code pour la sous-unité sigma S de l’ARN polymérase bactérienne.
Traduction ARN rpoS est réprimée par sARN OxyS qui bloque le RBS préalablement libre. La traduction est activée par sARN DsrA et RprA qui libère le RBS préalablement masqué par une tige-boucle.
(régulateurs qui agissent en trans)
Ribocommutateur ?
Les ribocommutateurs sont des éléments régulateurs d’ARN situés en cis (c’est-à-dire sur la même molécule d’ARN qu’ils régulent).
Ils contrôlent l’expression des gènes en réponse à des petites molécules (ligands), sans avoir besoin de protéines.
📍 Localisation :
Présents dans les régions 5’ non traduites (5’ UTR) des ARNm.
Rôle :
Les ribocommutateurs régulent l’expression au niveau de la transcription ou de la traduction, en modifiant la structure secondaire de l’ARN.
Ils sont composés de deux parties principales :
Aptamère : Domaine capable de lier spécifiquement une petite molécule (le ligand) avec plusieurs tiges-boucles.
Plateforme d’expression : Domaine qui réagit à la liaison du ligand en changeant de conformation
Mécanisme d’action ribocommutateur ?
Liaison du ligand à l’aptamère provoque un changement de conformation de l’ARN modifiant la structure secondaire de la plateforme d’expression = altère la terminaison de la transcription.
Exemple de ribocommutateur chez Bacilius subtilius avec gène impliqués dans l’utilisation de la méthionine (AA) ?
Régulation de la terminaison de la transcription:
Le gène possèdent une région 5’ non traduite de 200 nucléotides contenant ribocommutateur de réponse au SAM.
En absence de SAM : tige boucle 2-3 permet la liaison de la polymérase à RBS.
En présence de SAM : induction de la tige boucle 1-2 et 3-4 = terminateur rho-indépendant de la transcription par la polymérase par processus d’atténuation = tige boucle 3-4 masque RBS et inhibe traduction.
Vrai ou Faux : Les ribocommutateurs sont contrôlés par différents ligands ?
VRAI
Ils répondent à une grande diversité de petites molécules, existent chez d’autre organismes et chez les eucaryotes, ils sont capable de contrôler l’épissage alternatif.
Comment fonctionne l’opéron trp ?
Contient des gènes responsables de la biosynthèse du tryptophane. Leur expression est contrôlée par la quantité cellulaire disponible de tryptophane, mesurée par le niveau d’ARNt(trp) dans la cellule. C’est un mécanisme d’atténuation provoqué par formation de structures secondaires d’ARN.
Mécanisme d’action de la région leader de l’opéron trp ?
Contrairement aux ribocommutateurs, qui sont régulés par liaison directe d’un ligand à l’ARN, la région leader de l’opéron trp utilise un mécanisme différent basé sur le couplage transcription-traduction, spécifique aux bactéries.
La région leader peut former plusieurs structures secondaires (épingle à cheveux), qui influencent :
1 . Soit la terminaison précoce de la transcription (atténuation).
2 . Soit la poursuite de la transcription jusqu’aux gènes codants.
Le signal ne vient pas d’un ligand, mais de l’état de traduction de trpL (gène qui code pour un peptide de 14 AA qui se trouve dans la région leader) :
1 . Tryptophane ABONDANT :
Le ribosome commence la traduction de trpL pendant que la transcription continue (transcription et traduction sont couplées chez les bactéries). Il ne bloque pas sur les codons trp (du peptide leader) car le tryptophane est disponible. Il couvre la région 2 de l’ARN pendant qu’elle est transcrite. Résultat : la région 3 s’apparie avec 4 → formation d’une structure de terminaison. La transcription s’arrête avant les gènes structuraux → pas besoin de produire encore plus de tryptophane.
- Tryptophane FAIBLE :
Le ribosome commence la traduction, mais stalle sur les codons trp car il manque de tryptophane. Il bloque sur la région 1, ce qui laisse les régions 2 et 3 libres pour s’apparier. Résultat : formation d’une structure anti-terminateur (2-3). L’ARN polymérase continue la transcription des gènes trp → la bactérie peut produire du tryptophane.
Qu’est-ce que l’interférence à l’ARN (ARNi) ?
Processus d’extinction d’expression de gènes par ARN courts (21-23 nucléotides) par 3 mécanismes : inhibition de la traduction de ARNm, dégradation de l’ARNm ou modifications de chromatine qui entraine répression de transcription.
3 types d’ARN courts qui participent à ARNi ?
- siSRN : ARNs courts interférents
Produits artificiellement ou synthétisés in vivo à partir de précurseurs.
2 . shSRN : ARN ‘courte tige boucle’ produits artificiellement.
3 . miARN : micros ARNs dérivés d’ARN encodés par des gènes codant ou non pour des protéines (possèdent leur propre promoteur).
Comment sont formé les siSRN, shSRN et miARN ?
Formés à partir de molécules d’ARN plus longues par une enzyme à activité RNaseIII : Dicer. Elle reconnaît et clive ARN longs double-brin ou strcutures formées par précurseurs de miARN.
Machinerie impliquée dans ARNi ?
Complexe RISC qui comprend ARNs courts et protéine Argonaute.
Mécanisme d’action de ARNi ?
ADN db entre dans le cellule et est clivé par Dicer en : siSRN, shSRN et miARN qui sont ensuite dénaturés pour engendrer un ARN guide (intégré et spécifique à RISC) et un ARN support (détruit). RISC mature est dirigé sur ses cibles par complémentarité de séquence entre ARN guide + cible. Si complémentarité est très forte, ARNm cible est dégradé. Cela indique à Argonaute qui possède sous-unité catalytique de cliver l’ARNm (exciseur).
Taille miARN ?
21 ou 22 nucléotides
Généré par 2 réactions successives de clivage à partir d’un ARN plus long transcrit du génome.
2 réaction de clivage qui mènent à la formation du miARN à partir du pri-ARN?
1ère réaction libère région ARN structurée en tige-boucle formant le pré-ARN.
2ème réaction génère le miARN à partir du pré-ARN.
*les deux côtés de la tige peuvent générer des miARN fonctionnels.
Les pré-miARN peuvent être ?
Dans la région codante, non codante, exonique ou intronique
