Régulation de la transcriptionnelle chez les eucaryotes Flashcards
(50 cards)
Comment fonctionne la transcription de la polarité II
La transcription par pol ll est régulée par des activateurs et des répresseurs.
Les protéines qui se lient à l’ADN vont faciliter ou empêcher l’initiation de la transcriptions de gènes spécifiques en réponse à des signaux appropriés.
Quelles caractéristiques additionnelles complexifient l’actions des activateurs et des répresseurs?
- Les nucléosomes et leurs modifications, car :
Leurs machineries transcriptionnelles présentée à un substrat est partiellement masqué.
Ils réduisent l’expression de nombreux gènes en abscence de protéines régulatrices.
- Lorsqu’il y a plus de régulateurs et plus de grandes séquences régulatrices.
Quelles sont les éléments de régulation chez les eucaryotes?
Les sites sont plus nombreux et plus éloignées. Il faut donc intervenir plusieurs éléments :
- Des promoteurs
- Des sites de liaisons régulateur individuel
-Des séquences régulatrices
plusieurs sites
-ils peuvent s’étendre sur 1000 nucléotides en amont ou en aval
-Sous forme d’enhancers : plusieurs sites activateurs regroupés en une unité
-ils peuvent faire intervenir des “boucles d’ADN” qui facilitent l’intéraction entre protéines
Quel est le problème que l’action à distance soulève?
L’activateur coupler à un enhancer peut contrôler plusieurs gènes à sa porté
il est donc nécessaire de recourir à d’autres séquences régulatrices : isolateur ou des éléments de frontière qui empêche l’enhancer d’aller trop loin.
-ils sont situés entre l’enhancer et les promoteurs
-ils bloquent l’activation de promoteur
-ils empêchent que l’activateur fonctionnent de manière aveugle
Pourquoi la plupart des caractéristiques de la régulation géniques sont les mêmes chez tous les eucaryotes ?
ils ont tous:
-des machineries transcriptionnelles élaborées
-nucléosomes
-modificateurs
Pourquoi la levure est un organisme qui a beaucoup été utilisé pour étudier la génétique des eucaryotes?
L’organisme qui est le plus accessible à des combinaisons de dissection génétiques et biochimiques.
Une grande partie des informations sur le fonctionnement des activateurs et des répresseurs vient de la levure.
Qu’est-ce que l’activateur Gal4 ?
Il est présent chez les bactéries et chez les eucaryotes.
Il possède des fonctions de liaison à l’ADN distinctes.
Son domaine de liaison à l’ADN est le DLA.
C’est l’activateur le plus étudié.
Il active la transcription de gènes galactose chez S. cerevisiae.
Il lie 4 sites situés à 275 pb en amont de GAL1.
En présence de Galactose, il active la transcription de GAL1 d’un facteur 1000.
Comment a été prouvé que le domaine de liaison de l’ADN et celui d’activation du Gal4 sont distinct?
Ça été relevée par deux expériences complémentaires:
- L’expression d’un fragment du gène Gal4 qui code pour les premiers 1/3 N-terminal de l’activateur produit une protéine (DLA) qui lie l’ADN , mais n’active pas la transcription.
- Il a formation d’un gène hybride (procaryote/eucaryote) avec les 3/4 C-terminaux de Gal4 qui sont fusionnés au DLA. Cette fusion permet d’activer la transcription de lacZ (b-galactosidase) portant les sites LexA et activer le domaine d’activation.
Que peut-on conclure au sujet des DLA bactérien et des DLA eucaryotes?
Un DLA bactérien (LexA) peut remplacer un DLA eucaryote (GAL4), il n’y a pas de différence fondamentale dans la façon dont les DLA lient l’ADN et reconnaissent leurs sites.
Comment la plupart des régulateurs bactériens et eucaryotes lient l’ADN?
Sous forme de dimère.
Chaque monomère est lié par l’insertion d’une hélice a dans le grand sillon ADN sur la moitié du site et détecte les arêtes des pb.
La grande majorité des protéines régulatrices bactériennes utilisent le motif hélice-coude-hélice comme DLA.
Quelle est l’historique du motif hélice-coude-hélice? (HCH)
C’est le premier DLA à être caractérisé.
Sa structure cristalline à été établie par Mckay et Steitz (1981, Nature 290:744)
Pabo et Lewis (1982, Nature 298:443)
La première hélice : hélice de reconnaissance qui s’insère dans le grand sillon et reconnaît le pb spécifiques.
La deuxième hélice : crée le contact avec le squelette de l’ADN.
Chez les eucaryotes on peut aussi retrouver plusieurs régulateurs sous la forme d’hétérodimères (AP-1) et parfois sous forme de monomère (NF-1).
Qu’est-ce qu’une protéine à homéodomaine?
Fait partie de la classe de DLA : HCH
Similaire au HCH bactérien, mais ils sont identifié chez les eucaryotes drosophiles.
Identifié dans les protéines qui ont des fonction dans l’embryogénèse de la drosophile.
Il contient une région de 60 AA très conservée.
La séquence concensus : TAATNN
Les protéines à homéodomaine sont soit des activateur ou des régulateurs. Sa fonction est dictée par l’homéodomaine.
Qu’est-ce qu’un domaine à doigts de Zn ?
C’est le plus commun des DLA.
Il a initialement été identifié chez TFIIA.
Il est constitué d’environ 30 AA parmi lesquels se trouvent 2 résidus cystéine + 2 résidus histidine.
Dans la région constituée d’environ 12 AA entre les paires cystéine-histidine, il y a des résidus basiques et quelques résidus hydrophobes.
La structure de 30 AA se replie pour former 2 barreaux B antiparallèles suivis d’une hélice a.
L’activateur Sp1 est formé par 3 structures en doigts de Zn consécutives.
Quels sont les autres domaines de liaison qui utilisent du Zn?
Le Zn est coordonné par 4 résidus de cystéines qui stabilisent le DLA de façon différente, mais ressemblant au motif HCH.
Le récepteur glucocorticoides qui contient 8 cystéines pouvant lier 2 atomes de zn.
Qu’est-ce qu’une fermeture à glissière de leucines qui lie l’ADN?
Ça permet de combiner les surfaces de dimérisation et de liaison à l’ADN dans une même unité structurale.
Ça été identifié initialement par Steven L. Mcknight.
Ça possède une région conservée d’environ 30 AA avec une charge globale nettement (+). C’est suivie d’une région contenant leucine (4-6) séparées par intervalles de 7 résidus.
Cette composition est essentiel pour permettre la dimérisation et la liaison à l’ADN.
- Un segment d’hélice a s’insère dans un grand sillon.
-Dimérisation est induite par l’autre segment de cette hélice.
L’hélice est sous forme d’homo- ou d’hétéro-dimère.
Quel est le motif de fermeture à glissière à leucine?
L’arrangement particulier des leucines crée hélice a avec une interface très hydrophobe.
Lorsqu’il y a deux protéines avec ce motif : ça forme une structure de type coiled-coil.
Exemple : fermeture leucine du FT GCN4 (leucine et valine)
Quelles sont les caractéristiques du motifs hélice-boucle-hélice?
C’est un motif formé de 2 régions en hélice :
- Hélice de reconnaissance ADN
- Hélice a plus courte
Les deux hélices sont séparées par une boucle flexible.
C’est un motif qui a une forte similarité avec le motif fermeture-leucine, car :
- Il possède une région basique essentielle à la liaison de l’ADN et aux régions permettant la dimérisation.
Le site de reconnaissance de l’ADN possède 12 pb inversées et répétées qui forme une région conservée la “boite E” : CAXXGT.
Quelle protéines sont contenues dans le motif HBH?
Des protéines impliquées dans diverses fonctions cellulaires:
- Différentiation cellulaire (MyoD)
-Stabilité chromosomes (CBF1/CPF1)
-Régulation expression (CUTE, E12, E46, PHO4), prolifération cellulaire (myc)
Qu’est-ce que le domaine d’activation ?
Contrairement aux DLA, ce sont des régions activatrice qui n’ont pas de structure définies.
À l’occasion, ils peuvent former des structures en forment hélice (probablement induites pas liaison ADN)
Il absence de certaines structure, car les régions activatrices sont formées de la surface adhérentes capable d’intéragir avec plusieurs surfaces protéiques.
La région activatrice Gal 4 est appelée région activatrice acide en raison de sa prépondérance en AA acides.
Quelles sont les autres types de régions activatrices sont structure définies?
Régions riches en glutamine : activateur Sp1
Régions riches en proline : activateur CTF1
Les régions activatrices acides = fortes et fonctionnent dans organismes eucaryotes.
Autres régions activatrices = + faible et fonctionnent de façon moins universelle.
Comment les activateurs recrutent la machinerie transcriptionnelle sur le gène?
Chez les bactéries : l’activateur stimule la transcription en liant l’ADN par une surface et intéragit avec l’ARN pol par une autre surface.
Chez les eucaryotes : un activateur établie rarement des intéraction directe avec ARN pol donc ils recrutent l’ARN pol de manière indirecte:
-Ils recrutent des modificateurs du nucléosome qui aident à l’initiation.
- Ils peuvent recruter des facteurs nécessaire à l’initiation ou l’élongation de la polymérase.
L’activateur est donc simplement un recruteur de protéine sur le promoteur. Ces protéines appartiennent à des complexes préformées : Médiateurs et TFIID
Comment fonctionne l’activation de l’initiation de la transcription chez les eucaryotes par recrutement de la machinerie transcriptionnelle?
Les activateurs intéragissent avec un ou plusieurs de ces complexes et les recrutent sur les gènes.
Ils peuvent intéragir à distance exemple :
Une région acide typique d’un activateur peut intéragir avec des composantes du médiateur et/ou avec des sous-unités TFIID
Comment fonctionne les perturbations locales de la structure de la chormatine provoquée par les activateurs?
Le recrutement de modificateurs de nucléosomes peut aider à activer un gène empaqueté dans la chromatine.
Il y a deux types de modificateurs:
- Un qui ajoute des groupements chimiques sur les queues d’histones : acétyltransférases des histones (HAT)
- Déplacent (“remodèlent”) les nucléosomes : SWI/SNF permet d’activé ATP-indépendant.
Dans les deux cas: l’ADN se déserre pour laisser à découverte certains sites des nucléosomes qui sont habituellement inaccessible.
Quels sont les effets des modifications sur les queues d’histones ?
Il y a acétylation qui aide aussi la liaison de la machinerie transcriptionnelle:
- Création de sites de liaison spécifiques sur les nucléosomes pour les protéines contenant des bromodomaines.
- Un des composants de TFIID (TAF1/TAF-250) contient des bomodomaines
- Les bromodomaines se fixent mieux aux nucléosomes acétylés.
