5.5 Chez les eucaryotes

Question 1

ca signifie quoi que tous les genes d’un eucaryote sont monocistroniques?

Answer 1

un promoteur par gene et 1 gene par ARNm

Question 2

transcription se fait par quoi?

Answer 2

3 ARN polymerases:
- ARN pol I et III : produisent les ARNr et d’autres petits ARN stables comme
les ARNt. Ces transcrits doivent être très abondants (>100 000 copies par cellule)
pour satisfaire aux besoins de la traduction.

• L’ARN pol II : produit environ 20 000 transcrits ARNm différents/cellule.
  L’abondance relative de ces transcrits varie de quelques copies à >10 000. Doit reconnaitre des milliers de promoteurs et les transcrire avec une efficacite variable

Question 3

forme de l’ARN pol II

Answer 3

-pince en crabe
-similaire a l’ARN pol des procaryotes mais possede plus de sous-unites en peripherie ce qui lui permet d’interagir avec diff facteurs de transcription
- a 12 sous-unites (RPB1-2-3…12
- sous-unite RPB1 a une extension C terminale (CTD) qui accomplie plusieurs
fonctions nouvelles comparativement à
l’ARN pol procaryote.

Question 4

cest quoi le domaine CTD?

Answer 4

-domaine carboxy-terminal
-une structure spécialisée retrouvée sur
le grand protomère (RPB I) de l’ARN pol II
-répétitions en tandem de
l’heptapeptide Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser (26 copies chez la levure, 52 chez
les mammifères)

Question 5

fonctions du domaine CTD

Answer 5

• Le CTD est contrôlé par la phosphorylation sur ses a.a. et le
  CTD-P est responsable pour le passage de l’étape d’initiation
  à celle d’élongation en recrutant les facteurs d’élongation (il
  permet d’échapper au promoteur).
• Le CTD est impliqué dans le recrutement des facteurs de
  maturation des pré-ARNm. Il est impliqué dans le couplage
  de la transcription à la maturation.

Question 6

la phosphorylation de CTD varie selon quoi?

Answer 6

la phase de la transcription: a chaque etape (initiation, elongation, terminaison): on va associer proteines differentes sur CTD dependemment de la phosphorylation

Question 7

CTD cest plusieurs repetitions de quel heptapeptide?

Answer 7

Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser

Question 8

durant l’initiation, CTD est phosphoryle comment?

Answer 8

1er heptapeptide +P sur la Ser en position 2
Les heptapeptides #2 a 6: +P sur la Ser en position 5

6/7 repetitions phosphorylees

Question 9

durant l’elongation, CTD est phosphoryle comment?

Answer 9

heptapeptide #1 a 3: +P sur la Ser en position 2

heptapeptide #4 a 6: +P sur la Ser en position 5

Question 10

durant la terminaison, CTD est phosphoryle comment?

Answer 10

heptapeptides #1 a 5: +P sur Ser en 2e position

heptapeptide #6: +P sur Ser en 5e position

Question 11

le numero dans Ser 2 indique quoi?

Answer 11

la position de la serine dans un heptapeptide

Question 12

cest quoi PAS?

Answer 12

site poly A sur le gène (la fin du gène)

Question 13

cest quoi ChIP?

Answer 13

chromatine immunoprecipitation

Question 14

cest quoi? Pcf11 et Rtt103?

Answer 14

complexes nécessaires pour

détacher l’ARNm et la maturation de ce dernier

Question 15

qu’est qui se passe lorsqu’on s’approche du PAS?

Answer 15

plus qu’on avance vers proteine PAS, plus que les phophorylations vont changer: on enelve les P de la Tyr1, et on les mets sur tous les Ser2 presentes et Thr4: si on met ces 2 phosphorylations, on va recruter les Pcf11 et Rtt103: plus qu’on attache des P sur chacun des heptpeptides, plus qu’on a des chances d’accueillir les complexes necessaires a la terminaison.

Question 16

qu’est qui se passe rendu au PAS?

Answer 16

PAS: fin du gene: signal sur le gene lui meme qui indique que cest la fin: a partir de ce moment, il faudrait commencer a detacher l’ARNm: PAS= poly adenilation signal

Question 17

homosapiens ont cb de heptapeptide CTD?

Answer 17

52 heptapeptides

Question 18

etapes de la transcription et la phosphorylation sur CTD

Answer 18

1. positionnement: region CTD n’a aucune phosphorylation
2. echappement du promoteur: phosphorylation necessaire pour que l’enzyme se detache du promoteur
3. elongation: je vais changer les profiles de phosphorylation pour permettre l’attachement de facteurs d’elongation qui vont stimuler l’avance de mon enzyme, donc pour faire transcription plus rapide et pour eviter des pauses pcq defois enzyme se fatigue et s’arrete
4. on va changer profile de phosphorylation pour permettre l’attachement de complexe qui vont couper ARNm et vont detacher enzyme

Question 19

cest quoi le complexe mediateur?

Answer 19

un gros complexe de proteines qui va aider a derouler les promoteurs de la chromatine pour permettre positionnement de different facteur de transcription et de l’enzyme

Le complexe médiateur est un énorme
complexe protéique (plus de 20 sous-unités) qui
contient des modificateurs de nucléosomes et
des remodeleurs de la chromatine. Il s’associe
avec l’ARN pol II et les différents facteurs de
transcription, activateurs et inhibiteurs

L’élimination d’une sous-unité particulière
n’affecte généralement l’expression que
d’un sous-ensemble de gènes (selon
l’activateur/inhibiteur avec lequel elle
faisait l’interaction).

Question 20

cest quoi les 4 sequences conservees dans les promoteurs utilisees par l’ARN pol II?

Answer 20

• BRE (TFIIB recognition element)
• TATA
• Inr (initiator)
• DPE (downstream promoter element).

Typiquement, un promoteur est constitué de 2 ou 3 de ces 4 éléments

Question 21

typiquement un promoteur est constitue de quoi?

Answer 21

2 ou 3 ou 4 de ces elements

• BRE (TFIIB recognition element)
• TATA
• Inr (initiator)
• DPE (downstream promoter element).

Question 22

quels sont les facteurs de transcription generaux?

Answer 22

TFIIB, TBP et TFIID

Question 23

les facteur de transcription generaux font quoi?

Answer 23

reconnaissent sequences:
-BRE (TFIIB recognition element)
-TATA
-Inr (initiator)
-DPE (downstream promoter element)
et ont le meme role que la sous-unite sigma de E. coli

Question 24

la formation du complexe de pre-initiation survient ou?

Answer 24

a la boite TATA lorsqu’elle est presente

Question 25

quel sequence est le plus frequent chez tous les promoteurs?

Answer 25

Inr (initiator)

Question 26

vrai ou faux? Une seule mutation à l’intérieur de la boîte TATA ne diminue pas dramatiquement la transcription

Answer 26

FAUX: Une seule mutation à l’intérieur de la boîte TATA diminue dramatiquement la transcription: mais la séquence entre la boîte TATA et le site d’initiation peut varier sans conséquence.

Question 27

les facteurs de transcription generaux (GTF) permettent quoi?

Answer 27

l’association de l’ARN polymérase au promoteur et l’initiation de la transcription (ouverture de l’ADN + échappement au promoteur).

Question 28

la plupart des facteurs de transcription generaux sont quoi?

Answer 28

La plupart sont des complexes protéiques multimériques (composés de plusieurs sous-unités ou protomères), et ils sont désignés TFIIA, TFIIB, TFIIC... (T= transcription F= factor + numéro de la polymérase + une lettre spécifique à chaque facteur).

Question 29

cest quoi TFIID?

Answer 29

le complexe proteique multimerique le plus grand et le premier a agir

Question 30

TFIID est constitue de quoi?

Answer 30

TBP (TATA binding protein) + 13 TAF (TBP associated factor). Les TAF reconnaissent d’autres éléments du promoteur basal (Inr ou DPE), mais l’intéraction TBP-TATA est la plus forte. Les TAF peuvent aussi réguler l’association TBP-TATA en cachant le site sur le TBP.

Question 31

etapes de l'assemblage du complexe d'initiation de la transcription

Answer 31

1. Le premier facteur de transcription à lier le promoteur est TFIID. In vitro, le TBP suffit pour initier la transcription. Le domaine C-terminal de TBP se replie comme une selle autour de l’ADN dans la région de la boîte TATA. Il établit un contact direct avec le sillon mineur de cette région et induit un repliement local de l’ADN. Interaction ‘kind of’ séquence spécifique: TBP parcourt l’ADN et lorsqu’il rencontre TATA, cette région se plie (la seule séquence qui peut plier sous effet de TBP). Il n’y a pas de reconnaissance de paires de bases. Le rôle du domaine N-terminal de TBP est moins connu, mais ce domaine est impliqué dans la transcription des snARN (participent dans l’épissage de l’ARNm). l'association TBP-TATA est une plateforme necessaire pour recruter les autres GTF 2. TFIIB est un facteur monomérique. Son domaine C-terminal établit un contact à la fois avec TBP, l’élément BRE et l’ADN situé après TATA. Son domaine N-terminal s’étend vers le site d’initiation et fait contact avec Pol II lorsqu’elle arrive. Il s’insère dans le cannal de sortie d’ARN (comme la région 3.2 chez σ proca). 3. Un complexe formé de TFIIF et de Pol II peut ensuite se lier au promoteur, positionnant la polymérase au site d’initiation. Cette liaison stabilise l’agrégat ADN-TBP-TFIIB. 4. Deux autres facteurs de transcription généraux doivent se lier avant que les 2 brins d’ADN ne soient séparés pour permettre la transcription: - Le tétramère (4 protomères) TFIIE se lie au complexe, ce qui créé un site de liaison pour le facteur TFIIH. - La liaison de TFIIH complète le complexe d’initiation. C’est un très gros facteur, avec une masse similaire à celle de l’ARN polymérase! Il a 3 activités: hydrolyse de l’ATP, hélicase, phosphorylation de CTD.

Question 32

etapes du complexe ferme en complexe ouvert et elongation

Answer 32

Une des sous-unité de TFIIH possède une activité hélicase qui lui permet de dérouler l’ADN en utilisant l’énergie obtenue par hydrolyse de l’ATP. Le tout forme alors l’équivalent d’un complexe ouvert chez les bactéries et l’ADN du brin matrice au site d’initiation se lie au site actif de la polymérase. Si les nucléotides sont présents, la polymérase commence à synthétiser l’ARN.

Question 33

qu'est ce qui se passe lorsque l'ARNpol s'eloigne du site d'initiation?

Answer 33

``` 1) une autre sous-unité de TFIIH phosphoryle le CTD de l’ARN pol 2) TBP demeure liée à la boîte TATA, mais les autres facteurs se dissocient 3) ARNpol échappe au promoteur ```

Question 34

pourquoi se produit l'echappement?

Answer 34

La transcriptase doit échapper au promoteur afin de commencer l’élongation, une fois que le CTD a été phosphorylé par TFIIH selon le patron permettant son détachement. Ce détachement permet d’augmenter la processivité de la transcriptase. L’échappement de l’ARN pol II se fait après que l’hybride ARNm-ADN ait atteint une longueur de 8 à 11 pb. En effet, à ce moment, l’encombrement de l’ADN accumulé au site catalytique entraîne le détachement de l’ARN pol II du promoteur

Question 35

pourquoi le TBP demeure attache?

Answer 35

Le TBP est une sous-unité de TFIID qui lie spécifiquement certaines séquences d'ADN (boîte TATA), liaison protéine-ADN. Le TBP lie l'ADN afin de former la plateforme à la formation du complexe de transcription de préinitiation de l'ARN pol. Après que l'ARN pol s'échappe du promoteur, le TBP reste lier à la boite TATA tandis que les autres facteurs de transcription généraux se dissocient du complexe d'initiation de transcription. Le TBP qui demeure attaché au promoteur, recrute à nouveau les facteurs de transcription et la formation du complexe d'initiation de transcription de l'ARN pol. En fait, le TBP lié initie la transcription de plusieurs ARN pol une à la suite de l'autre afin de générer plusieurs transcrits du même gène. On a une économie de temps, puisqu'on peut attirer plus rapidement les GTFs et une économie d'énergie

Question 36

debut en resumer

Answer 36

1) TBP: lie TATA + site pour TFIIB 2) TFIIB: donne de l’ancrage aux autres 3) Un complexe Pol II/TFIIF embarque 4) TFIIE: permet de recruter TFIIH 5) TFIIH (hélicase): séparation db ADN et phosphorylation du CTD de pol 6) TBP demeure liee a la boite TATA, mais les autres facteurs se dissocient 7) ARNpol echappe au promoteur

Question 37

acces a ADN: le complexe mediateur

Answer 37

- on suppose que le promoteur est cache: on va attacher au depart les facteurs transcriptions activateurs: ceux-ci vont aller chercher les complexes de modifications post-traductionel des queues d'histones(writers): eux ils vont modifier des nucleosomes situes a cote - groupement acetyl ajoute sur queue n d;histone: ca permi de derouler la chromatine assez pour mettre les complexes mediateurs - complexe mediateur contient enzyme qui peut modifier queue n et peut enlever ou deplacer un nucleosome - promoteur est disponible plusieurs facteurs de transcription generaux en violet il y a arrive de pol II - echappement au promoteur

Question 38

la phosphorylation de CTD permet quoi?

Answer 38

le recrutement des facteurs d'elongation: Ces facteurs stimulent la polymérase et permettent une synthèse plus rapide de l’ARN. D’autres facteurs recrutés par CTD-P agiront pendant la maturation de l’ARN une phosphorylation des aa particuliers est necessaire pour chaque facteur different

Question 39

les facteurs d'elongation font quoi?

Answer 39

- Ces facteurs stimulent la polymérase et permettent une synthèse plus rapide de l’ARN. - Certains d’entre eux aident à la correction (similaire à la correction hydrolytique chez les procaryotes).

Question 40

le complexe mediateur permet de faire quoi au promoteur?

Answer 40

de derouler le promoteur

Question 41

cest quand que le ocmplexe mediateur se detache?

Answer 41

Une fois que le | CTD est phosphorylé et la pol échappe au promoteur

Question 42

durant l'elongation, les nucleosomes sont modifies par quoi?

Answer 42

le FACT (facilitates chromaitn transcription)

Question 43

la proteine FACT est capable de faire quoi?

Answer 43

- d’enlever un dimère H2A-H2B du coeur du nucléosome qui se trouve devant l’ARN pol. Cela donne assez d’espace à l’enzyme pour transcrire l’ADN enroulé. - Derrière l’ARN pol, la même protéine FACT replace H2A-H2B dans les nucléosomes déjà transcrits

Question 44

la polymerisation de l'ARN par l'ARN Pol II se poursuit jusqu'a quand?

Answer 44

jusqu’à ce que la séquence | dictant le clivage et la polyadénylation (poly-A signal: PAS) soit dépassée

Question 45

le complexe proteique responsable du clivage et de la polyadenylation du pre-ARNm s'attache ou?

Answer 45

au CTD-P

Question 46

Lorsque le signal poly-A est transcrit, le | complexe proteique responsable du clivage et de la polyadenylation du pre-ARNm fait quoi?

Answer 46

transfère du CTD vers cette séquence signale: Il coupe l’ARNm et ajoute 200 adénines sur son bout 3’

Question 47

la terminaison de la transcription survient ou?

Answer 47

n’importe où sur une région de 0,5 à 2 kb dépassé le site de poly-A. Le second ARN ainsi produit n’a pas de coiffe ni de queue poly-A (dégradation rapide par les exonucléases).

Question 48

lorsque le signal poly-A est transcrit, qu'est se qui se passe a l'ARN naissant?

Answer 48

l’ARN | naissant est clivé pour libérer l’ARNm

Question 49

lorsque le signal poly-A est transcrit, la proteine Rtt103 fait quoi?

Answer 49

Rtt103 lie le CTD et recrute l'exonuclease Rat1: Rat1 peut alors se lier au bout restant du transcrit toujours attaché à la polymérase. L’activité exonucléique de Rat1 dégrade alors l’ARN très rapidement. Lorsque Rat1 rattrappe la polymérase, la transcription se termine (modele torpille) Un 2ième modèle allostérique: le transfert des protéines du CTD vers l’ARNm provoque un changement de la conformation de l’ARNpol et elle se détache

Question 50

resume de la transcription

Answer 50

Initiation • Le médiateur permet de dérouler le promoteur • Reconnaissance du promoteur par les facteurs de transcription généraux • Recrutement de l’ARN polymerase • Ouverture de l’ADN • Échappement au promoteur Élongation • Le patron de phosphorylation du domaine carboxy-terminal de la polymérase (CTD) assure le passage de l’initiation vers l’élongation • Le FACT permet de passer à travers les nucléosomes • Polymérisation de l’ARN jusqu’au signal de clivage et de polyadénylation. Terminaison • Dissociation de l’ARN polymérase selon le modèle torpedo