Quels sont les deux types de protéines régulatrices qui lient l’ADN pour contrôler l’expression génique?
Les activateurs, qui augmentent le taux d’expression, et les répresseurs, qui diminuent ou bloquent la transcription.
Comment un répresseur empêche-t-il typiquement la transcription dans le mécanisme d’action standard?
Il se lie au site opérateur, qui est à l’intérieur ou chevauche le promoteur, empêchant physiquement la liaison de l’ARN polymérase.
Quel est le rôle d’un activateur dans le mécanisme de recrutement par activation?
L’activateur se lie à l’ADN et à l’ARN polymérase, augmentant l’affinité de cette dernière pour le promoteur et facilitant ainsi l’initiation de la transcription.
En génétique procaryote, qu’est-ce qu’un opéron?
Un ensemble de gènes structurels sous le contrôle d’un seul promoteur, produisant un ARN polycistronique.
Qu’est-ce qu’un site opérateur dans un opéron?
Un segment d’ADN sur lequel une protéine régulatrice (généralement un répresseur) se lie pour contrôler la transcription des gènes de l’opéron.
Le taux de base de la transcription d’un gène dépend de sa proximité avec la séquence _____.
consensus
Quel est le mécanisme par lequel l’activateur NtrC active la transcription du gène glnA?
Par allostérie; NtrC-P interagit avec l’ARNpol-$\sigma^{54}$ et induit un changement de conformation qui permet la transition vers le complexe ouvert.
Comment les protéines régulatrices peuvent-elles agir à distance sur un promoteur?
En repliant l’ADN, souvent à l’aide d’une protéine architecte, pour rapprocher physiquement le site de liaison de la protéine régulatrice et l’ARN polymérase.
Dans le cas de l’opéron gal, quel est le mécanisme de régulation par rétention de la polymérase en absence de galactose?
Le répresseur se lie à l’ADN, interagit avec l’ARN polymérase déjà présente et l’empêche de faire la transition vers le complexe ouvert, inhibant la transcription.
Dans le mécanisme d’antiactivation de l’opéron arabinose, comment la protéine AraC agit-elle en absence d’arabinose?
Elle change de conformation, se lie simultanément au site I1 et à un site distant (araO2), formant une boucle de répression qui bloque la transcription.
Quels sont les trois gènes structuraux de l’opéron lactose et leurs fonctions principales?
lacZ ($\beta$-galactosidase: hydrolyse du lactose), lacY (perméase: transport du lactose), et lacA (transacétylase: détoxification).
Quel est le rôle de la $\beta$-galactosidase (codée par lacZ) en plus de l’hydrolyse du lactose?
Elle produit l’allolactose par transgalactosylation, qui agit comme inducteur de l’opéron.
Comment la présence de lactose lève-t-elle la répression de l’opéron lac?
L’allolactose (dérivé du lactose) se lie au répresseur LacI, ce qui diminue son affinité pour l’opérateur et libère le promoteur pour l’ARN polymérase.
Quel est le lien entre la concentration de glucose et le niveau d’expression de l’opéron lac?
Une faible concentration de glucose entraîne une augmentation de l’AMPc, qui active la protéine CAP, un activateur nécessaire à une forte expression de l’opéron.
La protéine _____ se lie à l’AMPc lorsque la concentration de glucose est faible pour activer la transcription de l’opéron lac.
CAP (catabolite gene activator protein)
Quelle condition est nécessaire pour une expression maximale de l’opéron lac?
La présence de lactose (pour inactiver le répresseur LacI) ET l’absence de glucose (pour activer l’activateur CAP-AMPc).
Que se passe-t-il si du lactose et du glucose sont tous deux présents dans le milieu?
L’expression de l’opéron lac reste très faible car l’absence d’activation par CAP-AMPc (due à la présence de glucose) prévaut.
Comment le complexe CAP-AMPc active-t-il la transcription de l’opéron lac?
Il se lie au site CAP sur l’ADN, induit une courbure du promoteur et interagit avec le domaine C-terminal (CTD) de la sous-unité $\alpha$ de l’ARN polymérase, stabilisant sa liaison.
Concept: Contrôle combinatoire
Définition: Plusieurs gènes ou opérons sont sous le contrôle d’un même facteur de transcription. Exemple: CAP active les opérons Lac et Gal en absence de glucose.
Concept: Intégration du signal
Définition: Deux ou plusieurs conditions (signaux) sont nécessaires pour obtenir la pleine expression d’un gène. Exemple: l’opéron Lac nécessite la présence de lactose ET l’absence de glucose.
Dans les expériences de Jacob et Monod, quel est le phénotype d’une bactérie avec une mutation I- (répresseur inactif)?
Elle exprime l’opéron lac de manière constitutive, c’est-à-dire avec ou sans lactose.
Dans les expériences de Jacob et Monod, quel est le phénotype d’une bactérie avec une mutation Oc (opérateur défectueux)?
Elle exprime l’opéron lac de manière constitutive car le répresseur ne peut pas se lier à l’opérateur muté.
Pourquoi dit-on que le répresseur LacI est un facteur agissant en trans?
Parce que la protéine répresseur, produite par le gène lacI, peut diffuser dans la cellule et agir sur n’importe quel opérateur lac, même celui situé sur un autre morceau d’ADN (comme un plasmide).
Pourquoi dit-on que le site opérateur (O) est un élément agissant en cis?
Parce qu’il s’agit d’une séquence d’ADN qui ne peut influencer que l’expression des gènes situés sur le même brin d’ADN auquel il est physiquement lié.
