La transcription
Explication
La transcription utilise un brin d’ADN comme matrice pour synthétiser un ARN grâce à l’ARN polymérase. La traduction intervient ensuite pour produire une protéine à partir d’un ARN messager.
Les gènes codants produisent principalement des ARNm, tandis que les gènes non codants produisent notamment des ARNr et des ARNt.
Explication
Les gènes codants donnent principalement des ARN messagers, alors que les gènes non codants donnent des ARN fonctionnels comme les ARNr et les ARNt. La production directe d’une protéine ne caractérise pas un gène, car la transcription produit d’abord un ARN.
Environ 1 à 2 % du génome
Explication
Environ 75 % du génome humain est transcrit, mais seule une petite fraction de cette région, correspondant à environ 1 à 2 % du génome total, porte l’information codante traduite. Les 8 % représentent la fraction transcrite correspondant aux ARNm, et non la proportion totale du génome codant.
Par l’expression de groupes de gènes différents dans les cellules.
Explication
La différenciation repose sur l’expression de gènes différents à partir d’un même génome, ce qui conduit à des fonctions et des caractéristiques cellulaires distinctes. La diversité des cellules ne nécessite donc pas l’acquisition d’un génome différent.
Extraire les ARN, les séparer sur gel, les transférer sur une membrane, puis les hybrider avec une sonde d’ADN.
Explication
Le Northern blot analyse les ARN après extraction, séparation électrophorétique, transfert sur membrane et hybridation avec une sonde d’ADN. La détection des protéines par anticorps correspond plutôt au western blot.
L’intensité indique la quantité d’ARN, tandis que la taille des bandes indique la taille des transcrits.
Explication
Un signal plus intense traduit une quantité plus importante de l’ARN détecté, tandis que la migration permet d’estimer la taille des transcrits. La taille d’une bande ne mesure donc pas directement la quantité d’ARN.
Un ensemble associant un gène de structure à ses régulateurs cis et trans, avec des gènes fonctionnels et régulateurs.
Explication
Un régulon comprend un gène de structure ainsi que les éléments régulateurs cis et trans qui contrôlent son expression, avec des gènes fonctionnels et de régulation. Le regroupement de plusieurs gènes sous un même promoteur décrit plutôt un opéron.
Un facteur cis est une séquence d’ADN liée au gène, tandis qu’un facteur trans est une protéine diffusible.
Explication
Un facteur cis est une séquence d’ADN génétiquement liée au gène de structure, alors qu’un facteur trans est une protéine capable de diffuser dans la cellule. La distinction repose donc sur la nature du facteur et son lien génétique avec le gène.
Plusieurs gènes de structure contrôlés par un même promoteur et transcrits en un seul ARN.
Explication
Un opéron regroupe plusieurs gènes de structure placés sous le contrôle d’un même promoteur, ce qui permet leur transcription en un transcrit commun. Un ensemble de gènes possédant des promoteurs distincts ne correspond donc pas à cette organisation.
lacZ code la β-galactosidase, lacY la perméase et lacA l’acétyltransférase.
Explication
Dans l’opéron lactose, lacZ produit la β-galactosidase, lacY la perméase et lacA l’acétyltransférase. La confusion la plus fréquente consiste à attribuer la perméase à lacZ ou à inverser les produits de lacY et lacA.
LacI se fixe à l’opérateur et empêche le recrutement de l’ARN polymérase
Explication
En absence de lactose, LacI actif se fixe à l’opérateur et bloque le recrutement de l’ARN polymérase. La fixation de l’allolactose à LacI correspond au mécanisme observé lorsque le lactose est présent.
L’allolactose se fixe à LacI, modifie sa conformation et l’inactive
Explication
L’allolactose se lie à LacI, provoque un changement de conformation et empêche la répression de l’opéron. LacI libre et actif a au contraire un rôle répresseur en se fixant à l’opérateur.
L’AMPc active CAP, dont le dimère facilite le recrutement de l’ARN polymérase
Explication
En absence de glucose, l’AMPc active CAP, puis le dimère CAP se fixe au promoteur et facilite le recrutement de l’ARN polymérase. Cette interaction rend le promoteur fort et favorise fortement la transcription.
Elle consomme d’abord rapidement le glucose, puis plus lentement le lactose
Explication
La croissance en diauxie se caractérise par une consommation initiale rapide du glucose, suivie de l’utilisation plus lente du lactose après épuisement du glucose. Les deux sucres ne sont donc pas exploités au même rythme.
Une région d’ADN parcourue par l’ARN polymérase du promoteur au terminateur
Explication
L’unité de transcription s’étend continûment du site d’initiation du promoteur jusqu’au site de terminaison parcouru par l’ARN polymérase. Elle peut donc inclure des régions qui ne correspondent pas à la partie traduite.
Elle commence par AUG, se termine par un codon STOP et est traduite en protéine
Explication
La CDS est la portion codante qui débute par AUG, s’achève par un codon STOP et fournit l’information traduite en protéine. Les introns, eux, sont supprimés lors de la maturation de l’ARNm.
Chez les eucaryotes, les exons sont réunis après retrait des introns, tandis que transcription et traduction sont simultanées chez les bactéries
Explication
Chez les eucaryotes, la maturation de l’ARNm assemble les exons après suppression des introns, alors que chez les bactéries transcription et traduction peuvent se dérouler simultanément. Les bactéries ne réalisent pas la maturation nucléaire des exons décrite ici.
Les sous-unités β et β’
Explication
L’ARN polymérase bactérienne possède la structure α2ββ’ω, et les sous-unités β et β’ sont les sous-unités catalytiques. Les sous-unités α et ω jouent principalement un rôle de stabilisation.
L’ARN polymérase II transcrit les ARNm
Explication
L’ARN polymérase II transcrit les ARNm chez les eucaryotes. L’ARN polymérase I transcrit l’ARNr 45S, tandis que l’ARN polymérase III transcrit notamment les ARNt et l’ARNr 5S.
$$\mathrm{(ARN)}_n + \mathrm{NTP} \rightarrow \mathrm{(ARN)}_{n+1} + \mathrm{PP_i}$$
Explication
La transcription allonge l’ARN naissant d’un ribonucléotide triphosphate et libère du pyrophosphate, ce qui correspond à la réaction indiquée. Les autres réactions inversent le sens de l’ajout ou concernent à tort l’allongement de l’ADN.
L’ARN polymérase lit le brin matrice de 3’ vers 5’ et synthétise l’ARN de 5’ vers 3’
Explication
L’ARN polymérase lit le brin matrice dans le sens 3’ vers 5’ afin de synthétiser l’ARN dans le sens 5’ vers 3’. Le brin codant possède la même séquence que l’ARN, avec T à la place de U.
TATAAT en -10 et TTGACA en -35
Explication
La boîte TATA consensus TATAAT se trouve en position -10, tandis que l’élément TTGACA se situe en position -35. La confusion inverse ces deux repères du promoteur procaryote.
Reconnaître les séquences promotrices de l’ADN
Explication
Le facteur sigma reconnaît la boîte TATA et l’élément -35, ce qui dirige l’ARN polymérase vers le promoteur. Les sous-unités β et β’ assurent principalement la catalyse, et non la reconnaissance promotrice.
Elle réduit l’affinité globale pour l’ADN mais accroît la spécificité promotrice
Explication
La liaison du facteur sigma diminue l’affinité globale de l’enzyme pour l’ADN, mais augmente sa spécificité pour les séquences promotrices. Elle favorise donc le ciblage du promoteur plutôt qu’une fixation générale à l’ADN.
Recruter l’ARN polymérase au niveau du promoteur basal
Explication
Le complexe de pré-initiation se forme au promoteur basal avec les facteurs généraux de transcription et sert à recruter l’ARN polymérase. Le médiateur intervient plutôt dans la modulation de la stabilité et de l’activité du complexe.
TFIID comprend TBP et des TAF, avec TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF et TFIIH
Explication
Pour l’ARN polymérase II, TFIID est constitué de TBP et de TAF, et les facteurs généraux comprennent aussi TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF et TFIIH. TBP reconnaît la boîte TATA, tandis que les TAF reconnaissent notamment MTE et DPE.
TBP reconnaît TATA, TFIIA et TFIIB stabilisent, puis Pol II-TFIIF arrive avant TFIIE et TFIIH
Explication
L’assemblage commence par la reconnaissance de la boîte TATA par TBP, suivie de la stabilisation par TFIIA et TFIIB. L’ARN polymérase II associée à TFIIF est ensuite recrutée, puis TFIIE et TFIIH interviennent.
Elle accumule des charges négatives qui constituent le signal d’échappement au promoteur
Explication
La phosphorylation du CTD par TFIIH accumule des charges négatives et fournit le signal permettant l’échappement au promoteur. Elle prépare donc la transition vers l’élongation au lieu de dissocier l’enzyme.
Les éléments proximaux sont proches du gène, tandis que les éléments distaux incluent notamment enhancers et silencers
Explication
Les éléments cis proximaux sont proches du gène et associés au promoteur basal. Les éléments cis distaux sont éloignés et comprennent notamment les enhancers et les silencers, contrairement aux facteurs protéiques de régulation.
Elle stabilise le médiateur et augmente la transcription
Explication
Un enhancer fixe une protéine activatrice qui stabilise le médiateur et favorise ainsi l’augmentation de la transcription. La perturbation du médiateur et la réduction de l’expression caractérisent plutôt l’action d’un silencer associé à une protéine répressive.
Les facteurs de régulation modulent la transcription en interagissant avec les séquences cis et la machinerie transcriptionnelle
Explication
Les facteurs de régulation interagissent avec l’ARN polymérase, le médiateur et les séquences cis afin de moduler la stabilité du complexe de pré-initiation et le recrutement de l’enzyme. Les éléments cis sont des séquences d’ADN, et non les facteurs protéiques eux-mêmes.
Deux cystéines et deux histidines chélatent l’ion Zn2+
Explication
Dans le motif C2H2, l’ion Zn2+ est chélaté par deux cystéines et deux histidines. Le motif C4, souvent confondu avec lui, comprend quatre cystéines et aucune histidine.
La liaison d’un messager secondaire, une phosphorylation ou l’utilisation d’un signal NLS
Explication
Un facteur de régulation transcriptionnelle peut être activé par un messager secondaire, par phosphorylation ou après son entrée nucléaire grâce à un signal NLS. La condensation de la chromatine et la sortie du noyau ne constituent pas ces mécanismes d’activation.
Elle est décondensée et accessible aux facteurs, ce qui permet la formation du PIC
Explication
L’euchromatine décondensée rend l’ADN accessible aux facteurs de régulation transcriptionnelle et permet la formation du complexe de préinitiation. L’hétérochromatine est au contraire condensée et défavorable à la transcription.
Elle devrait la réduire en désacétylant les histones
Explication
Les HDAC désacétylent les histones, ce qui inhibe la transcription. Les HAT ont l’effet opposé : elles acétylent les histones et activent la transcription.
Ils ralentissent la biosynthèse des ribosomes et la traduction
Explication
Le ciblage de l’ARN polymérase I ralentit la biosynthèse des ribosomes, ce qui peut ensuite réduire la traduction. Les inhibiteurs visant l’ARN polymérase II, le PIC ou le médiateur agissent sur d’autres niveaux de la régulation transcriptionnelle.
Initiation, élongation, puis terminaison
Explication
Le cycle transcriptionnel commence par l’initiation, se poursuit par l’élongation et s’achève par la terminaison. Cette succession constitue une organisation commune aux procaryotes et aux eucaryotes.
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Qu'est-ce que la transcription en biologie moléculaire ?
La production d’un ARN à partir d’un ADN lu par l’ARN polymérase.
Quelle différence existe-t-il entre gènes codants et non codants ?
Les gènes codants produisent des ARN codants, les non codants produisent des ARN non codants.
Quels ARN sont principalement produits par les gènes codants ?
Les ARNm sont principalement produits par les gènes codants.
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