Cours 04 Flashcards

1
Q

Régulation globale.

A

Régulation de plusieurs gènes et opérons afin de répondre à un signal de l’environnement

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Q

Régulon.

A

Ensemble de gènes et opérons qui répondent à un régulateur commun.
Les gènes et les opérons peuvent faire partie de plus qu’un régulon.

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3
Q

Stimulon.

A

Souvent, les régulons se chevauchent dans leurs réponses aux conditions variables de l’environnement.
L’ensemble des régulons qui sont induits par un signal de l’environnement particulier est un STIMULON.

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4
Q

Donnez des exemples de régulateurs globaux.

A
  • Facteurs sigma.
  • Petits ARNs.
  • Systèmes à 2 composantes.
  • Activateurs ou répresseurs.
  • Petites molécules effectrices.
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5
Q

Régulation catabolique chez E.coli : CAP et cAMP.

A
  • Un des + grands systèmes de régulation global chez les bactéries.
  • Coordonne l’expression des gènes impliqués dans l’utilisation des sources de carbone et d’É.
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6
Q

Catabolites.

A

Petites molécules générées par la dégradation de molécules plus larges.

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7
Q

Qu’est-ce que permet la régulation catabolique aux cellules?

A

D’utiliser la meilleure source de carbone disponible.

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8
Q

Effet glucose.

A

Le glucose va normalement réprimer fortement les opérons pour d’autres sources de carbone.

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9
Q

La cellule a besoin de quoi pour utiliser le glucose?

A

De convertir le glucose-6P qui peut entrer dans la voie de la glycolyse.

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10
Q

Qu’est-ce que génère l’effet glucose?

A
  • Une croissance diauxique des bactéries lorsqu’une autre source de carbone est également présente dans le milieu.
  • Cellule va utiliser le glucose en premier.
  • Quand glucose ÉPUISÉ : délai de croissance pendant laquelle les cellules vont générer les enzymes requises pour l’utilisation du galactose.
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11
Q

Quel est le système de régulation catabolique chez E.coli et les bactéries entériques?

A

Le système cAMP-dépendant (AMP cyclique).

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12
Q

Régulation de la synthèse de cAMP.

A
  • S’effectue en fonction de la [ cAMP].
  • [cAMP] est inversement proportionnelle à la [ ] d’une source de Carbone facilement métabolisable, comme le glucose.
  • La [ cAMP ] est élevée quand les bactéries sont dans un milieu contenant une source de carbone relativement pauvre telle que le lactose ou le maltose.
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13
Q

Trouver l’énoncé qui est faux concernant la régulation catabolique chez E.coli.

A

a) L’effet glucose se caractérise par une croissance diauxique lorsque le glucose et une autre source de carbone sont présents dans le milieu de culture.
b) Le glucose est la meilleure source de carbone.
c) La [ cAMP ] est inversement proportionnelle à la [ glucose].
d) La première étape de la dégradation de tous les sucres est leur transformation en glucose-6-P.
e) Aucune de ces réponses.

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14
Q

Via quel intermédiaire la synthèse de cAMP est régulée?

A

La régulation de l’adénylate cyclase.

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15
Q

Adénylate cyclase.

A

Enzyme qui synthétise le cAMP à partir d’ATP.
- Plus active quand la qté de glucose est FAIBLE.
- Associée à la membrane interne.
- Codée par le gène cya.

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16
Q

Quel est le système qui joue un rôle clé dans la régulation du niveau d’activité de l’adénylate cyclase (AC)?

A

Le système PTS .

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17
Q

Système PTS.

A
  • Responsable du transport de certains sucres dans la cellule (glucose).
  • Protéine IIAglc.
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18
Q

Protéine IIA Glc.

A

Peut exister sous une forme non phosphorylée (IIA Glc) ou sous une forme phosphorylée (IIA Glc-P).

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19
Q

C’est la forme phosphorylée ou non phosphorylée de la protéine IIA Glc qui active l’AC?

A

La forme phosphorylée (IIA Glc-P).
–> Pour qu’elle synthétise le cAMP.

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20
Q

Quand le niveau cellulaire de glucose (ou autre sucre) est élevé dans le milieu de culture, les protéines IIA Glc sont sous la forme…

A

Non phosphorylée car IIA Glc-P donne son phosphate au glucose durant son transport.

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21
Q

Par quoi est déterminé le ratio IIA Glc-P/ IIA Glc?

A

Par le ration PEP/pyruvate dans la cellule.

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22
Q

Quand un sucre rapidement métabolisable est présent dans le milieu de culture, le ratio PEP/pyruvate est haut ou bas?

A

Bas.

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23
Q

Que se passe-t-il quand la source de carbone est élevée dans le milieu?

A

Le PEP transfert son phosphate à la protéine Hpr pour générer Hrp-P du pyruvate.

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24
Q

Qu’est-ce qui arrive quand le taux de glucose est élevé et que le ration PEP/pyruvate est bas?

A

PEP donne pyruvate et ATP. IIA Glc non phosphorylée bloque les perméases pour les autres sucres.

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25
Q

Qu’est-ce qui arrive quand le taux de glucose est bas et que le ration PEP/pyruvate est élevé?

A

PEP donne son pyruvate et HRP-P.
HRP-P phosphoryle IIA Glc.
IIA Glc-P active l’adénylate cyclase.
cAMP est synthétisé.

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26
Q

Qu’est-ce qu’inhibe la protéine IIA Glc?

A

Des perméases spécifiques de sucres tels que le lactose.

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27
Q

Trouver l’énoncé qui est faux à propos de la régulation de la synthèse de cAMP.

A

a) L’adénylate cyclase est activée par la protéine IIA Glc phosphorylée pour synthétiser le cAMP.
b) La protéine Hrp-P est hautement phosphorylée via le PEP lorsque le glucose est abondant.
c) La protéine IIA Glc non-phosphorylée est responsable de l’inducteur.
d) Le cAMP est synthétisé à partir de l’ATP.
e) Aucune de ces réponses.

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28
Q

Quels promoteurs peut activer la cAMP? et de quelle manière?

A
  • Les promoteurs catabolites-sensibles.
  • Via son interaction avec le produit du gène crp qui est un activateur de la transcription de ces promoteurs.
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29
Q

Activateur CAP-cAMP.

A

Interagit avec l’ARN pol pour activer les promoteurs d’opérons sous son contrôle.

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30
Q

Opérons membres du CAP.

A

lac, gal, ara et mal.

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31
Q

Vrai ou Faux?
Les mécanismes de régulation CAP-cAMP peuvent agir comme activateur mais aussi comme répresseur.

A

Vrai.
Tout dépend de l’endroit ou il interagit par rapport au promoteur.

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32
Q

À quel moment CAP peut interagir avec son site d’attachement?

A

Seulement lorsqu’elle est liée à la cAMP.

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33
Q

Régulation par CAP-cAMP pour les promoteurs de classe I.

A
  • Un dimère de CAP interagit en amont du promoteur et contacte le domaine C-terminal de la sous-unité alpha de l’ARN pol.
  • Ce contact permet la formation du complexe fermé, puisqu’il renforce l’interaction ARN pol - promoteur.
34
Q

Régulation par CAP-cAMP pour les promoteurs de classe II.

A
  • Le site d’attachement du dimère de CAP avec cAMP chevauche légèrement le site d’attachement de l’ARN pol.
  • CAP interagit en amont du promoteur et contacte le domaine N-terminale de la sous-unité alpha de l’ARN pol.
  • CAP stimule la formation du complexe OUVERT.
35
Q

Ou se trouve le site d’attachement pour l’opéron ara?

A

Entre le site CAP et le site d’attachement de l’ARN pol.

36
Q

Ou se trouve le site d’attachement de CAP?

A

Sur la même face de la double-hélice que le promoteur.
- Permet l’interaction alpha-CTD-CAP pour la formation du complexe fermé.

37
Q

Trouver l’énoncé qui est vrai concernant l’activation par CAP.

A

a) Complexe CAP-cAMP active les promoteurs de classe I en facilitant la formation du complexe ouvert.
b) Le complexe CAP-cAMP active le promoteur gal pG1 en facilitant la formation du complexe ouvert.
c) Le promoteur de l’opéron lac est un promoteur de classe II.
d) Le complexe CAP-cAMP active les promoteurs de classe II en facilitant la formation du complexe fermé.
e) Aucune de ces réponses.

38
Q

Quelles sont les 2 conditions qui doivent être rencontrées avant que les opérons carbolite-sensibles soient activés?

A

1) Une meilleure source de carbone telle que le glucose doit être absente.
2) L’inducteur de l’opéron doit être présent.

39
Q

Quels sont les liens entre la régulation catabolique et l’induction de l’opéron lac?

A

a) Absence d’une source de Carbone optimale permet un niveau élevé de cAMP.
–> La présence de l’inducteur permet l’expression de l’opéron puisque LacI ne peut interagir avec le promoteur.
b) Le glucose étant présent, le niveau de CAP-cAMP est trop bas pour activer le promoteur malgré l’absence de LacI (lactose présent).
c) Répression maximale : présence de glucose et absence de lactose.
d) Glucose absent : le niveau de CAP-cAMP est élevé ce qui permet l’attachement de CAP-cAMP au site d’activation de l’opéron lac.

40
Q

Que font les mutations cya et crp?

A

Font en sorte que les opérons sujets à la régulation catabolitique ne sont pas exprimés que l’inducteur soit présent ou non.

41
Q

Mutations pléiotropiques.

A

Affectent plusieurs opérons.
–> Mutations cya et crp.

42
Q

Mutations de classe I de la région promotrice de l’opéron lac qui affectent l’activation par CAP-cAMP.

A

La mutation L8 inactive le site d’interaction de CAP et le promoteur ne peut pas être activé malgré l’absence de glucose et la présence de lactose.

43
Q

Mutations de classe II de la région promotrice de l’opéron lac qui affectent l’activation par CAP-cAMP

A

Mutation dans la région -35 qui affaiblit la force du promoteur et sa réponse à l’activation par CAP-cAMP.

44
Q

Mutations de classe III de la région promotrice de l’opéron lac qui affectent l’activation par CAP-cAMP

A

Mutation UV5 change 2 paires de base dans la région -10 ce qui fait en sorte que le promoteur est maintenant plus fort et n’a plus besoin de CAP-cAMP pour son fonctionnement.

45
Q

Trouver l’énoncé qui est faux à propos des mutations affectant la régulation catabolite.

A

a) Les mutants cya et crp peuvent être isolés sur un milieu tétrazolium avec 2 sources autres que le glucose.
b) Une mutation empêchant une cellule d’utiliser le lactose et le galactose a de bonnes chances de se retrouver dans cya et ou crp.
c) Une mutation dans la région -10 du promoteur lac et augmentant la force de ce dernier peut le rendre indépendant de CAP-cAMP.
d) La mutation L8 inactive le site d’interaction de CAP et le promoteur peut fonctionner en présence de glucose.
e) Aucune de ces réponses.

46
Q

Système de régulation catabolique chez B.substilis.

A

Système indépendant du cAMP : B.subtilise n’a pas d’enzymes pour la synthèse de cAMP.

47
Q

Comment se fait la répression catabolique dans le système de régulation catabolique chez B.subtilis?

A

Par un vrai mécanisme de répression.

48
Q
A
49
Q

Comment s’appelle la protéine répresseur dans le système de régulation catabolique chez B.subtilis?

A

CcpA.
S’attache à des sites opérateurs : cre.
Ces sites sont situés dans le promoteur de plusieurs gènes impliqués dans l’utilisation de sources de carbone.

50
Q

Dans quelles conditions CcpA agit comme activateur?

A

Lorsqu’une source de carbone est disponible en grande quantité.

51
Q

Que fait B.subtilise durant la croissance en quantité élevée de glucose?

A

Produit une forte quantité d’acétate qui est excrétée dans le milieu environnant.
Cause une baisse de pH.

52
Q

Les gènes activés par CcpA ont leur site cre…

A

En amont du promoteur.

53
Q

Les gènes réprimés par CcpA ont leur site cre…

A

Qui chevauche le promoteur.

54
Q

Que se passe-t-il lorsque les bactéries poussent dans un milieu riche en glucose?

A

Des niveaux élevés des intermédiaires du cycle de la glycolyse, comme le FBP, s’accumulent.

55
Q

Que font les niveaux élevés de FBP?

A

Stimulent la phosphorylation de Hpr pour donner la protéine Hpr-S-P.

56
Q

Avec quelle protéine Hrp-S-P interagit?

A

Avec le CcpA.
Le complexe CcpA-Hpr-P interagit avec les sites cre des gènes et opérons pour les activer ou les réprimer.

57
Q

Trouver l’énoncé qui et vrai concernant la régulation catabolique chez B.subtilis.

A

a) B.subtilis n’a pas d’adénylate cyclase et l’activateur des opérons de sucres n’est pas CAP mais CcpA.
b) Le complexe CcpA-Hpr-P interagit avec les sites cre des opérons de sucres pour les réprimer.
c) Les gènes pour la production d’acétoine contiennent des sites cre pour une répression par CcpA.
d) Les faibles niveaux de FBP stimulent la phosphorylation de Hrp.
e) Aucune de ces réponses.

57
Q

Les systèmes à 2 composantes.

A

Permettent d’exprimer une réponse adaptative aux stimulis de l’environnement, principalement via des changements d’expression génique.

58
Q

Qu’est-ce que l’azote?

A

Composé de plusieurs molécules biologiques incluant les nucléotides, les acides aminés et les viamines.

58
Q

Quelles sont les 2 composantes présentes dans les systèmes à 2 composantes?

A

1) Un senseur localisé dans la membrane qui possède une activité histidine kinase.
2) Un régulateur transcriptionnel cytoplasmique qui peut être phosphorylé à un résidu aspartate.

59
Q

Quelles sont les sources possibles d’azote?

A
  • Ammoniaque.
  • Nitrate.
60
Q

De quelle manière sont synthétisés le glutamate et la glutamine?

A

En ajoutant directement le NH3 à l’alpha-cétoglutarate et au glutamate, respectivement.

61
Q

Régulation de l’assimilation de l’azote en faible concentration de NH3.

A
  • Acides aminés doivent être dégradés pour obtenir leur NH3.
  • La glutamine synthétase ajoute le NH3 directement à la glutamate pour donner de la glutamate.
  • Glutamine est converti en glutamate par la glutamate synthase qui enlève un groupe NH2 de la glutamine et l’ajoute à l’alpha-cétoglutarate pour faire 2 glutamates.
62
Q

Régulation de l’assimilation de l’azote en forte concentration de NH3.

A

L’enzyme glutamate déshydrogénase ajoute le NH3 directement à l’alpha-cétoglutarate pour faire de la glutamate.
- Réaction efficace qui permet une croissance rapide des micro-organismes.

63
Q

Le système Ntr.

A
  • Contrôle les gènes impliqués dans l’assimilation de l’azote pour faire en sorte que la bactérie ne gaspille pas son énergie à synthétiser inutilement des enzymes.
64
Q

Opéron gnlA-ntrB-ntrC chez bactéries Gram (-).

A
  • Responsable de la synthèse de la glutamine synthétase en fonction du NH3 disponible dans le milieu.
  • NtrB et NtrC régulent l’opéron.
65
Q

NtrB et NtrC.

A

Avec GlnD et PII font partie d’une même voie de transduction de signaux qui contrôle la synthèse de glutamine synthétase en fonction de la disponibilité en zote.

66
Q

NtrB.

A

Senseur membranaire qui possède une activité histidine kinase.N

67
Q

NtrC.

A

Régulateur transcriptionnel cytoplasmique avec un résidu aspartate qui peut être phosphorylé.

68
Q

Que se passe-t-il lorsque l’azote est limitant?

A

La protéine PII existe sous forme PII-UMP.

69
Q

Qu’arrive-t-il lorsque l’azote est en excès?

A

Glutamine va stimuler l’enzyme GlnD pour qu’il enlève, plutôt que d’ajouter, le groupement UMP à la protéine PII.

70
Q

Que fait la protéine PII libre?

A

Interagit avec NtrB et inhibe son activité autokinase au niveau de l’histidine.

71
Q

Lorsque l’histidine n’est pas phosphorylée….

A

La phosphorylation de NtrC au résidu aspartate ne pourra avoir lieu et il n’y aura pas d’activation de l’opéron glnA-ntrB-ntr-C.

72
Q

Trouver l’énoncé qui est faux à propos de l’assimilation de l’azote.

A

a) NH3 est la source d’azote préférée d’E.coli.
b) La glutamine synthétase doit être synthétisée en grande quantité lorsque la quantité de NH3 est très faible dans l’environnement.
c) La quantité de PII-UMP augmente lorsque la quantité de NH3 est élevée dans l’environnement.
d) Lorsque la quantité de NH3 est élevée dans le milieu, la glutamine stimule GlnD pour qu’il enlève le UMP sur PII.
e) Aucune de ces réponses.

73
Q

Quels sont les 3 promoteurs qui contrôle l’opéron glnA-ntrB-ntrC?

A

P1, P2 et P3.

74
Q

P1 et P3 sont contrôlés par quoi?

A
  • Sigma 70.
75
Q

P2 est contrôlé par quoi?

A

Le plus fort des promoteurs.
Sous le contrôle de sigma 54 et répond à l’activation par NtrC-P.

76
Q

Quels sont les domaines qui constitue l’activateur NtrC?

A

1) Domaine N-terminal régulé via la phosphorylation au résidu aspartate.
2) Domaine central possède une activité ATPase qui est masquée par le domaine N-terminal lorsque celui-ci n’est pas phosphorylé.
3) Domaine C-terminal permet l’interaction de NtrC avec la séquence UAS environ 100pb en amont du promoteur P2.

77
Q

Nommez les gènes pour l’assimilation de l’azote.

A
  • glnB.
  • gnlL.
78
Q

Trouver l’énoncé qui est faux concernant les mutants de biosynthèse de la glutamine.

A

a) Il y a un nombre anormalement élevé de mutations qui affectent la biosynthèse de la glutamine.
c) Un des premiers mutants gln- dans le gène glnB (PII), rendait la protéine PII résistante à l’uridylation.
c) Un suppresseur de la mutation glnB se retrouve dans glnL et rend NtrB indépendante de PII.
d) Une mutation inactivant complètement PII n’est PAS gln-.
e) Aucune de ces réponses.

79
Q
A