Prambulelundi 8 septembre 2008 09:23

Mcanismes de transcription et de traductionProcaryotesChez les procaryotes, les gnes sont souvent regroups sous forme d'oprons. Des squences RBS (Ribosome Binding Site) (ou Shine Dalgarno) permettent aux ribosomes de se fixer sur l'ARN a traduire en protine. Schma de transcription de l'ADN :

Orientation 5' et 3'

EucaryotesLes gnes eucaryotes sont composs de squences introniques et exoniques. L'initiation de la traduction se fait sur une squence ATG. A la suite de la transcription d'un gne, un ARN pr-messager est cr, il comporte encore des squences introniques, une coiffe 5' ainsi qu'une queue poly-Adnyle en 3'. L'pissage permet d'exciser les introns, on obtient un ARN messager mature qui ne comporte que les squences exoniques mises bout bout, la coiffe 5' ainsi que la queue poly-Adnyle sont conserves.

La traduction aboutit la cration d'une protine dcoulant indirectement du codage des squences exoniques.

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Une bactrie doit tre trs conome, la multiplication, la nutrition, l'adaptation doivent tre efficientes.

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Les Procaryoteslundi 8 septembre 2008 20:54

Parties de cours abordes : Initiation Elongation Terminaison

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Chapitre 1 : Initiation de la transcriptionlundi 8 septembre 2008 10:00

Box -35 -10

Squence TGACA TATAAT

Le dbut de la transcription commence au niveau du nuclotide +1. Il est ncessaire de contrler la fixation de l'ARN polymrase sur le promoteur.

1- Cration du complexe ferm par la fixation de l'ARN polymrase sur toute la zone promotrice, englobant le nuclotide +1 et les squences -35 et -10.

2- Cration du complexe ouvert par la dnaturation des deux brins d'ADN pour permettre d'atteindre les bases. Cette ouverture se fait au niveau du nuclotide +1 jusqu' environ la moiti de la squence -10.

3- La synthse de l'ARN peut dbuter.

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4- Phase d'longation : la polymrase quitte le promoteur et progresse vers l'extrmit 5'. La polymrase a une forte affinit au promoteur et une affinit plus faible aux squences suivantes.

5- Terminaison de la traduction : arriv en rgion terminatrice, le site de reconnaissance de Rho qui a t transcrit permet la liaison du facteur Rho impliqu dans le relargage de l'ARN polymrase :

Il y a formation d'une boucle terminative :

Rho progresse le long du brin d'ARN form et jecte in fine l'ARN polymrase :

4 points de contrles : Contrle de la fixation de l'ARN polymrase sur le promoteur.

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Contrle de la fixation de l'ARN polymrase sur le promoteur. Contrle de l'ouverture de l'ADN. Contrle du dbut de la synthse d'ARN. Contrle du dpart de la polymrase du promoteur pour contrler en ralit l'longation.

Nous traiterons en gnral du cas d'E. coli. La structure de la polymrase d'E. coli est de type : 2' Une protine peut acqurir plusieurs conformations spatiales. Par exemple, elle peut se replier de telle sorte que des domaines NTD (N-Terminal Domain) et CTD s'agrgent de leur cts respectifs et restent relis par une squence d'AA sans conformation particulire. La polymrase qui nous intresse ici a juste ses deux sous-units qui comportent des domaines NTD et CTD relis par un bras flexible.

La polymrase a une affinit forte pour une squence particulire qui est promotrice. Elle peut toutefois se fixer autre part sur l'ADN, cependant cette fixation est faible affinit et gnralement l'initiation ne s'y fera pas : l'ARN polymrase va avoir tendance se dtacher successivement pour atteindre enfin la squence promotrice. La sous-unit 70 contient 2 parties impliques dans la reconnaissance des squences promotrices : 2 qui reconnait la squence -10 : TATAAT 4 qui reconnait la squence -35 : TGACA La rgion 2 a un second rle car c'est son niveau (squence -10) que l'ADN doit tre ouvert. 1- Reconnaissance du site -10. 2- Ouverture de l'ADN autour de ce site -10.

Elment UPCertains promoteurs comportent un lment UP responsable d'une meilleure reconnaissance pour la transcription. L'lment UP est reconnu par les domaines CTD des sous units . La stabilit confre par la squence UP permet une meilleure transcription. > Promoteurs dits "efficaces".

Intervention de la rgion 3Certains promoteurs ont une squence -35 qui n'a rien a voir avec la squence normalement reconnue par 4. > Donc 4 ne reconnait pas -35 Si on essaye d'installer la polymrase sur ce promoteur, seul l'interaction 2 - -10 assure la stabilit. > Condition instable, la polymrase aurait tendance se dtacher.

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Mais une rgion 3 est prsente juste ct de 2 implique dans la reconnaissance de la squence -10. > La somme des interactions entre 3 et l'ADN avant -10 ainsi que 2 - -10 confrent une stabilit suffisante.

La prsence de la squence -10 est indispensable tant donne que c'est cette dernire qui est implique dans l'ouverture de l'ADN.

Contrles de la transcriptionPour commencer l'longation., il faut dissocier 70 de l'holoenzyme. Le reste de l'enzyme (') n'a pas une affinit spcifique pour le promoteur, elle peut quitter le promoteur. Des Activateurs/Rpresseurs peuvent assurer une rgulation divers niveaux : > Contrle de la fixation de l'ARN polymrase sur le promoteur. > Contrle de l'ouverture de l'ADN. > Contrle du dbut de la synthse d'ARN. > Contrle du dpart de la polymrase du promoteur pour contrler en ralit l'longation.

Cas de la rgulation de l'expression du gne merT en fonction de la prsence ou absence de mercure (Hg2+)Dans le cas du mercure, la bactrie doit mettre en place un systme de dfense qui ncessite de l'nergie et doit tre finement rgul (en fonction de la prsence ou absence d'un taux dangereux de mercure dans le milieu). > Production de la protine merT capable de capter et "dtoxifier" le mercure. Normalement, la bactrie ne produit pas merT mais lorsqu'un taux trop important de mercure est prsent, la transcription se dclenche.

Les squences -35 et -10 sont prsentes et pourront tre reconnues (par 4 pour -35 et 2 pour -10). L'cart entre la squence -35 et -10 est de 15 17 pb en rgle gnrale. La particularit du promoteur du gne merT est que l'cart entre -35 et -10 est de 19 pb. > 4 et -35 peuvent se lier. > 2 et -10 ne peuvent pas se lier. > Instabilit de la fixation de la polymrase

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En absence de mercure, la polymrase ne peut pas se fixer sur le promoteur du gne. La prsence d'une concentration leve en mercure induit une fixation d'un ion mercure sur une protine activatrice "merR". Cette fixation s'accompagne d'un changement de conformation.

Rpression de la transcription de merT

En absence de mercure, la protine merR peut se fixer sur un site spcifique du promoteur du gne merT. La fixation de merR stabilise la structure tridimensionnelle de l'ADN et interdit toute fixation simultane des rgions -35 et -10 du promoteur par la sous unit de la polymrase.

Activation de la transcription de merT

En prsence de mercure, la protine merR acquiert une nouvelle conformation. Cette nouvelle conformation permet de tordre l'ADN au niveau du site de fixation. > Les sites -35 et -10 se rapprochent. La polymrase peut se fixer sur le promoteur du gne.Bio Mol 2 Page 8

> La polymrase peut se fixer sur le promoteur du gne. > Transcription. Une mme protine peut donc tre un rpresseur ou un activateur en fonction de la concentration du compos qui la contrle.

Les promoteurs qui comportent des squences -35 et -10 de type TTgACA et TATAAT proches ne peuvent tre contrls que par rpression. > Un promoteur fort est principalement contrl par des rpresseurs car augmenter son activit est difficile. Un promoteur plus faible, par exemple avec des squences -35 et -10 respectivement AgCACA et TAgCAT, rendra plus difficile la fixation de la polymrase ainsi que l'ouverture de l'ADN. > L'efficacit de l'initiation de la transcription est plus faible "au dpart". > On peut donc utiliser des activateurs pour augmenter l'efficacit du promoteur. > On peut aussi utiliser des rpresseurs pour diminuer encore plus l'efficacit du promoteur. > La combinaison Rpresseur/Activateur est aussi envisageable.

RpresseurOprateur dans le promoteur

Un rpresseur reconnait une squence spcifique de l'ADN appele Oprateur. Cet oprateur est entre les squences -35 et -10. > Il empche la fixation de la polymrase.

Oprateur aprs le promoteur

D'autres rpresseurs peuvent se fixer plus loin dans l'ADN, aprs le promoteur > Logiquement, ce type de rpresseur ne peut pas bloquer la fixation de la polymrase, par contre il peut bloquer l'ouverture de l'ADN.

ActivateurActivateurs de classe I sur site -61Bio Mol 2 Page 9

Activateurs de classe I sur site -61

Un activateur peut se fixer sur le site -61 en amont de la squence -35. Cette protine activatrice se lie aussi avec les domaines CTD des sous units de la polymrase. L'activateur de classe I peut lier une ou les deux sous units . En partant d'un promoteur faible, la somme des interactions confre une bonne stabilit grce l'activateur.

Activateurs de classe II sur site -41

D'autres promoteurs faibles peuvent avoir un site -41 o se fixera une protine activatrice. L'activateur qui se lie sur le site -41 peut raliser 3 liaisons : > Une avec un domaine CTD d'une sous unit . > Une avec un domaine NTD de la mme sous unit . > La dernire avec la protine 70. > La somme des interactions stabilise la fixation de la polymrase. > Activation de la transcription. L'activateur de Classe II, comme le classe I est susceptible d'avoir des interactions diffrentes (une seule ou deux sous units considres par exemple) tant donn la variabilit des cas qui peuvent se prsenter. Un activateur de classe 2 fait deux choses : > Faciliter la fixation de la polymrase sur le promoteur en multipliant les interactions et donc en renforant la stabilit. > Favoriser l'ouverture de l'ADN l'issue de cette fixation. (Ce qui n'est pas possible pour un activateur de classe I sur -61 tant donn qu'il est trop loin de la protine 70 ) Si on revient sur notre exemple de promoteur faible avec des bases changes, il est plus judicieux d'imaginer un activateur de classe II car : > On cherche augmenter la fixation de la polymrase, fragilise par des bases atypiques. > On cherche aussi aider l'ouverture de l'ADN tant donn que la squence change confre une meilleure liaison entre les deux brins (CG).

Le dimre d'activateur peut se fixer sur l'ADN :

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Chaque monomre se fixe sur un demi site similaire. Activateur de classe I :

Exemple de la protine CRP (ou CAP) :

L'adnylate cyclase ncessite d'tre phosphoryle pour devenir rellement active. Si du glucose est en cours de transport, l'adnylate cyclase ne sera pas phosphoryle. Dans le cas d'une bactrie dans un milieu pauvre en glucose, le phosphate du transporteur passe sur l'adnylate cyclase tant donn que le transporteur n'a pas d'activit. > Activation de l'adnylate cyclase. > Utilisation de l'ATP, rejet d'AMPc. Normalement, la protine CRP n'est active. Lorsqu'elle fixe une molcule d'AMPc, elle devient active.

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Le dimre de CRP form, vient se fixer sur l'ADN et stabilise la liaison entre la polymrase et le promoteur faible.

Exemple du lactose :L'opron lac ne sera exprim que si il y a du lactose disponible et que du glucose n'est pas disponible. La protine CRP est implique pour tester la concentration en glucose. En ce qui concerne la concentration en lactose, elle est contrle par l'opron LacI.

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LacI peut se dimriser, chaque extrmit des deux monomres interagissent avec l'ADN. Chaque monomre se fixe sur peu prs la mme squence d'ADN. Si il y a du lactose de disponible, le lactose va se fixer sur le dimre de LacI et changer sa conformation : les bras forment un angle tel que les ttes s'loignent de l'ADN et ne peuvent plus tre fixes simultanment. > En prsence de lactose, LacI ne se fixe pas sur l'ADN. En ralit, LacI existe sous forme de ttramre car un dimre gnre un site d'interaction pour un autre dimre.

Le ttramre est susceptible de reconnatre 2 squences, pour cela il faut former une boucle avec l'ADN. Quand on introduit une boucle prs d'un promoteur chez la bactrie, on a tendance diminuer l'activit de transcription.

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En absence de lactose, on n'exprime pas l'opron : > LacI est mis en place sur O1 et O2. > Rpression du promoteur. Le promoteur ici tudi est faible. La fixation de LacI sur les deux oprateurs augmente l'affinit de la polymrase pour le promoteur. > Il y a des interactions entre LacI et la polymrase. > L'affinit totale est importante. Cependant, LacI rprime la transcription : > En empchant l'ouverture des brins (dimre du bas). > Met en place une boucle (dimre du haut). En prsence de lactose, on exprime l'opron > LacI capte du lactose, les bras s'loignent. > LacI ne peut plus se fixer sur l'ADN. LacI quitte l'ADN, il n'y a plus de boucle ni de stabilit renforce de l'ADN. > Transcription possible. Le promoteur est faible et pose un problme pour une transcription efficace. Un activateur de classe I va entrer en jeu : activateur CRP. Si la concentration en glucose est forte, CRP ne fixe pas d'AMPc et ne change donc pas de conformation lui permettant de se fixer sur l'operateur. Si il n'y a pas assez de glucose disponible, CRP devient active par liaison de l'AMPc et peut se lier l'ADN pour stabiliser la fixation de la polymrase. Le dimre de CRP se fixe sur le site -61 et stabilise l'association de la polymrase avec le promoteur faible. Si lactose et concentration faible en glucose : > CRP activ > Production de LacZ, LacY et LacA En ralit, LacI ne fixe pas le lactose mais un isomre du lactose : l'allo-lactose. L'allo-lactose est un isomre de lactose form partir de l'enzyme LacZ.

Cependant, le systme ne peut pas tre initi puisqu'il n'y a pas de LacZ pour former de l'allo-lactose en absence de lactose. Bien sr il y a une activit basale du gne. Quant l'opron Gal, il sera exprim lorsque la concentration en galactose est leve et que la concentration en glucose est faible. La protine CRP n'est pas limite l'opron Lac, elle va tre utilise pour contrler une expression en fonction de la concentration en glucose. La protine CRP peut aussi agir en tant qu'activateur de classe II.

Acides gras :Bio Mol 2 Page 14

Acides gras :

La bactrie peut faire la biosynthse et dgradation des acides gras. > Si beaucoup d'AG disponibles : dgradation possible pour fabriquer de l'ATP > Si peu d'AG disponibles : biosynthse possible.

La rgulation des protines Fab se fait avec FabR : > Si beaucoup d'AG : FabR fixe une molcule d'AG et s'inactive en changeant de formation. > Si peu d'AG : FabR reste active et peut se fixer sur une squence de l'ADN.

Si beaucoup d'AG : Promoteur faible Peu de production de FabA Si peu d'AG : Promoteur faible FabR se fixe sur le site -41. Joue un rle d'activateur de classe II On obtient beaucoup de FabA Promoteur fort FabR se fixe sur l'oprateur mais ne peut pas activer. Il joue un rle de rpresseur en empchant la fixation de la polymrase. On obtient peu de FabL FabR peut donc avoir un rle activateur ou rpresseur en fonction de l'endroit o il se fixe. Promoteur fort Beaucoup de production de FabL

Cas de la bactrie V. Fischeri : "Homard m'a tuer"Cette bactrie est capable de dgager de la lumire car un de ses oprons code pour plusieurs protines qui s'agrgent pour former l'enzyme Lucifrase.Bio Mol 2 Page 15

s'agrgent pour former l'enzyme Lucifrase. Cette enzyme est capable de catalyser une raction chimique tout en dgageant de la lumire. L'intrt pour la bactrie repose dans la relation de symbiose qu'elle entretient avec son hte : le homard. > En effet, le Homard a un organe qui sera colonis par la bactrie Vibrio Fischeri. > En retour, le Homard entretient la bactrie en lui fournissant tous les nutriments dont elle a besoin. Prenons le cas d'une bactrie V. Fischeri seule sans son hte, dans la mer. Dans ce cas, elle n'a aucun intrt fournir de la lumire. Lorsque la densit de bactries est importante (dans le homard), V. Fischeri fournit de la lumire. Quorum Sensing : Capacit de dtecter la densit bactrienne environnante. La rgion promotrice ne comporte pas de squence -35 reconnaissable par 4. Cependant, une rgion en amont de -10 permet de stabiliser la polymrase via 3. Bactrie libre :

Le schma 2 montre une bactrie qui ne transcrit pas la lucifrase. Dans cet tat, l'enzyme LuxI produit la molcule Y partir de X. Cette molcule Y est largue dans le milieu et joue le rle de molcule de communication. Groupe de bactries : Lorsque la densit en bactries est importante, la concentration en Y augmente normment. Cette concentration joue un rle dans la transcription de la lucifrase.Bio Mol 2 Page 16

Cette concentration joue un rle dans la transcription de la lucifrase. En effet, des molcules d'Y peuvent rentrer dans la bactrie puis se fixer sur l'activateur LuxR qui changera de conformation. L'activateur devient actif et est susceptible de se lier une zone activatrice -42.

Il y a interaction entre les domaines CTD des sous units et l'activateur qui a pu se fixer : LuxR. LuxR augmente la stabilit de la polymrase qui peut dbuter la transcription : activateur de classe II.

Cas des oprons Mal :Les oprons Mal codent pour les enzymes qui permettent de transformer le maltose en glucose. Bien sr, les oprons Mal seront exprims si : > Il y a du maltose disponible. > Il n'y a pas de glucose. La concentration en glucose sera encore une fois teste l'aide de l'activateur CRP. Pour prendre en compte la disponibilit du maltose, ce n'est pas un rpresseur qui est utilis, mais un activateur : malT Quelquefois il faut plusieurs activateurs qui travaillent ensemble, c'est le cas ici.

Si malT se fixe sur le promoteur en zone -41, on peut activer la transcription. > Rle d'activateur de classe II Mais ce site en -41 est de faible affinit et est en comptition avec le site de fixation de forte affinit, zones oranges. Le site -41 ainsi que le site fort un peu en amont ne peuvent pas tre utiliss conjointement car ils seBio Mol 2 Page 17

Le site -41 ainsi que le site fort un peu en amont ne peuvent pas tre utiliss conjointement car ils se chevauchent. Dans le cas d'une bactrie avec : Beaucoup de maltose : > Activation de malT Beaucoup de glucose : > CRP inactif Seul malT est activ.

Si on cherche fixer 2 molcules de malT : On remplit les deux sites forte affinit. Le site faible affinit n'est pas rempli puisque le site forte affinit adjacent est occup. > Le site -41 n'est pas occup, pas de stabilisation de la polymrase, pas de transcription. Dans le cas d'une bactrie avec : Beaucoup de maltose : > Activation de malT Peu de glucose : > CRP actif

Quand CRP se fixe sur l'ADN, il ralise un pli (sorte de boucle).

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Quand CRP se fixe sur l'ADN, il ralise un pli (sorte de boucle). Ce pli d'ADN provoque un encombrement strique entre les deux molcules malT. > Ejection d'un malT du site d'affinit proche du site faible. Fixation possible d'un malT sur le site de faible affinit -41. Transcription L'jection du malT peut aussi se faire sur le site forte affinit de gauche, dans ce cas la transcription n'est pas possible puisque le malT du site fort de droite est toujours prsent. (le site -41 doit rester accessible). Certains activateurs fonctionnent donc en changeant la conformation de l'ADN, le contact avec la polymrase n'est pas indispensable comme dans le cas des activateurs plus conventionnels.

C'est ici un gne qui ncessite un activateur de Classe I et un activateur de Classe II pour tre activ. > L'activateur de classe II augmente la stabilit de la polymrase. Ces interactions peuvent ne pas tre suffisantes pour permettre une initiation efficace. > l'activateur de classe I augmente la stabilit de la polymrase en faisant des interactions avec les domaines CTD des sous-units . La somme des interactions est suffisante.

Dans ce cas, il y a un site de fixation faible pour une protine X en -41. Seule, la protine X se fixe difficilement sur son site et ne permet pas la stabilisation de la polymrase. Par contre, si Y se fixe sur son site alors la fixation de X est stabilise. > La somme permet la stabilisation in fine de la polymrase.

Accepteurs d'lectrons :

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La bactrie a plusieurs accepteurs possibles : O2 Nitrate Fumarate En prsence des trois accepteurs, les lectrons iront exclusivement sur l'oxygne, c'est l'accepteur le plus fort. Si seulement les deux autres accepteurs sont disponibles, les lectrons iront sur le nitrate. Le fumarate est donc l'accepteur le plus faible. Le rendement en terme d'ATP cr est dans le mme sens que l'acceptation. Passage des lectrons : Vers le Nitrate NO3- : Nitrate rductase. Vers le Fumarate : Fumarate rductase. Chez la bactrie il y a un opron pour les sous units Nitrate rductase et un autre pour les sous units de la Fumarate reductase. La transcription se fera donc slectivement en fonction de la prsence ou absence de la nitrate rductase. Pour contrler cette transcription, on peut utiliser des rpresseurs ou activateurs. Premier test : Pour savoir si il y a oui ou non de l'oxygne disponible, la bactrie utilise la protine FNR.

La protine FNR contient un centre fer-souffre avec 4 atomes de fer et souffre : forme active. Ce centre peut tre oxyd trs facilement en prsence d'oxygne et on aboutira une protine FNR avec seulement 2 atomes de fer et de souffre : forme inactive. Donc si il y a du de l'O2, FNR est inactive. Second test : quantit de nitrate disponible.

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NARX est capable de fixer le nitrate et ainsi de phosphoryler NARL qui passe sous forme active. Troisime test : IHF se fixe sur une squence spcifique d'ADN en avant de la rgion promotrice de l'opron Nitrate reductase et pli l'ADN. Les deux promoteurs sont faibles et ncessitent donc des activateurs. 1) Si O2 disponible > FNR inactif Or FNR est un activateur indispensable pour les deux oprons. > Donc si il y a de l'oxygne, FNR est inactif, pas de transcription des deux oprons. Utilisation de l'oxygne. Optimisation de la production d'ATP. 2) Pas d'oxygne Nitrate prsent Fumarate prsent NARX phosphoryle NARL > NARL-P est active.

FNR se fixe -41 et jouera une rle d'activateur de classe II. Cependant NARL-P peut aussi se fixer sur son site. > Cette fixation empche l'approche de l'ARN polymrase. Pas de transcription de l'opron Fumarase rductase.

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Pour le nitrate, FNR se fixe sur son site -41. Le promoteur ne peut pas tre activ par FNR seul. Vers -200, NARL-P peut se fixer sur son site. > Trop loin de la polymrase pour favoriser sa stabilit. IHF va provoquer le pliage de l'ADN.

Ce pli va permettre de gnrer un grand nombre d'interactions au profit de la polymrase : Avec NARL Avec FNR Transcription de l'opron nitrate 3) Pas d'oxygne Pas de nitrate Fumarate prsent On doit donc transcrire l'opron Fumarate. NARL est inactive tant donn qu'il n'y a pas de nitrate. NARL se dtache de son site Fixation possible de la polymrase Transcription de l'opron Fumarate. En ce qui concerne l'opron Nitrate, le dtachement de NARL limite les interactions avec l'ARN polymrase quiBio Mol 2 Page 22

En ce qui concerne l'opron Nitrate, le dtachement de NARL limite les interactions avec l'ARN polymrase qui ne pourra pas se fixer et y rester.

Systme deux composants :

Le Sensor comporte un rsidu Histidine accessible ncessaire l'auto-phosphorylation. Le Response Regulator comporte un rsidu Aspartate qui portera un phosphate. > Cette structure sera implique dans la rponse au signal. Dans l'exemple du test de la concentration en nitrate, NARX est le Sensor, NARL est le Response Regulator. Par exemple l'osmolarit est teste par un Sensor EMVZ et le Response Regulator est OMPR. La concentration en glutamine est teste par un Sensor NTR B et l'information est transmise un Response Regulator NTR C. Un Sensor qui n'a pas capt de signal peut interagir avec son Response Regulator et lui prendre son phosphate.

La bactrie E. coli comporte d'autres facteurs : > 32 par exemple, n'a pas la mme squence que 70 et reconnait donc d'autres types de promoteurs. > 54 reconnait encore d'autres promoteurs. > E en reconnait encore d'autres, etc

3232 est ncessaire pour contrler la rponse un choc thermique. Le passage d'une temprature de 30c 42c est un choc thermique qui induira la synthse de nouvelles protines de protection vis--vis de la temprature. Avant le choc :Bio Mol 2 Page 23

Avant le choc : La protine n'est pas prsente dans la bactrie avant le choc thermique car : 1. L'ARNm peut se replier et acqurir une bonne stabilit en cachant le codon initiateur dans une structure double brin. 2. Il y a une dgradation des 32 produites via chaperonnes destination des protases.

Un petit nombre d'ARNm 32 ne se replient pas et peuvent tre traduits. > Mais il n'y a qu'une partie infime de 32 du fait du second contrle. Aprs le choc : L'augmentation de la temprature dstabilise la formation secondaire en pingle de l'ARNm de 32. > La proportion d'ARNm susceptibles d'tre traduits est plus importante. > Beaucoup de protines 32 produites. > Logiquement, les protines chaperonnes captent les 32 et les envoient vers la dgradation. > Cependant, les protines chaperonnes doivent rparer toutes les autres protines mal replies Les 32 chappent l'attention des chaperonnes et ne seront pas dtruites. Beaucoup de molcules 32. Transcription des gnes de protection thermique L'augmentation de la temprature induit un plus grande proportion de protines incorrectement replies, c'est ce qui permet 32 de ne pas tre captes puisque les chaperonnes ont d'autres protines contrler.

E :

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E n'est normalement pas accessible 2' car elle est complexe une protine dans la membrane interne. Les porines dans la membrane externe sont impliques dans la dtection du stress. Un stress externe provoque la dnaturation des pores, cela aboutit des protines dnatures dans l'espace intermembranaire. Ensuite, ces protines dnatures peuvent interagir avec la protine ancre dans la membrane interne : changement de conformation et libration de E. > Complexation avec 2' > Transcription possible des gnes.

54 :C'est un facteur particulier :

1) E , 70 et 32 reconnaissent la mme structure globale (-35 puis 18 pb puis -10). Par contre, 54 est atypique car reconnait deux blocs de squences : -24 -12 > Ces deux sites sont plus proches 2) Un promoteur qui utilise 54 a toujours besoin d'un activateur, mais celui-ci se fixe loin dans l'ADN. Un site IHF est prsent entre le site activateur et le bloc -24. > Deux activateurs ncessaires En absence de l'activateur : L'ADN polymrase se fixe efficacement sur le promoteur, mais il n'y a pas d'initiation parce qu'il n'est pasBio Mol 2 Page 25

L'ADN polymrase se fixe efficacement sur le promoteur, mais il n'y a pas d'initiation parce qu'il n'est pas possible d'ouvrir les brins de l'ADN. En prsence de l'activateur : Un multimre de protine activatrice se fixe sur le site -200. IHF se fixe et plie l'ADN.

3) Le multimre d'activateur va interagir avec 54 et favoriser la sparation des brins. Ce phnomne ncessite de l'ATP. > Initiation de la transcription 54 est spcialis dans le mtabolisme et gestion de stock d'azote chez la bactrie.

La bactrie utilise la glutamine comme source de groupement NH2. > Pour fabriquer des AA, Vitamines, Nuclotides, La bactrie va uniquement produire la Glutamine Synthase si le taux en glutamine est faible. > Contrle de l'expression du gne de la Glutamine Synthase qui utilise 54. Pour activer le gne de la Glutamine Synthase, il faudra l'activateur NTRC. La protine NTRC est active uniquement sous forme phosphoryle. > Si le taux de glutamine est faible, NTRC sera phosphoryle. > NTRC-P jouera le rle de protine activatrice. > Activation de la transcription du gne Glutamine Synthase. C'est un systme deux composants pour dclencher la phosphorylation de NTRC.

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Si la concentration en glutamine est faible, le Sensor NTRB capte le signal. > NTRB s'autophosphoryle sur rsidu histidine. > Le Sensor transmet son phosphate au Response Regulator : NTRC. > NTRC est phosphoryle : NTRC-P. Si la concentration en glutamine est forte, le Sensor reste non phosphoryle, in fine NTRC n'est pas phosphoryle. > NTRC reste inactive. > Pas de rle d'activateur. > Pas de transcription. Certaines bactries peuvent fixer l'azote (exemple : Klebsiella Pneumoniae) car elles expriment l'enzyme Nitrognase. > Fixation de N2 et production de NH4+. > Cet azote peut ensuite servir la production de glutamine. L'enzyme Nitrognase est complexe et compose d'un grand nombre de sous units. Chez K. Pneumoniae, il y a 7 oprons distincts qui codent pour l'ensemble des sous units Nitrognase. la transcription de ces oprons dpendra de ces facteurs : > Si la concentration en glutamine est forte, il n'y aura pas transcription. > Si la concentration en glutamine est faible, il y aura transcription. Si la concentration en glutamine est faible : > NTRC est active. > Rle d'activateur. > Transcription des oprons. Cependant, l'enzyme Nitrognase est trs rapidement inactive en prsence d'O2. Fabriquer la Nitrognase si il y a de l'O2 est du gaspillage. Les deux conditions pour la transcription sont donc : Peu de Glutamine. Pas d'O2. Si la concentration en glutamine est faible : Activation du systme 2 composants : > NTRC activ. > Rle activateur. > Activation de la transcription sur certains gnes. NIFL NIFA

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NIFA et NIFL sont regroups dans un opron comportant un site activateur -200 sensible aux multimres de NTRC. Cela aboutit la production de NIFL et NIFA. Ds sa synthse, NIFL capte une molcule de FADH2 : NIFL-FADH2 Ce FADH2 est capable de tester la prsence d'oxygne : > En prsence d'oxygne, NIFL devient NIFL-FAD En prsence d'oxygne : La protine NIFL-FAD n'a pas la mme structure tridimensionnelle qu'avec du FADH2 et acquiert la capacit de se fixer sur la protine NIFA. NIFA seule est activatrice. NIFA complexe NIFL n'est plus activatrice.

En absence d'oxygne : Pour les oprons Nitrognase, l'activateur est la protine NIFA multimrise sur le site -200. Si NIFA est sous forme active (seule), elle forme un multimre qui se fixe sur le site -200. IHF permet de plier l'ADN > NIFA interagit avec 54 de la polymrase. > Ouverture des brins possible > Transcription Enzyme active.Bio Mol 2 Page 28

Enzyme active. Formation de Glutamine

Si [Gln] faible : > NIFA activ. Et si [O2] important : > NIFA inactiv par NIFL. La transcription implique l'absence de Gln et d'O2.

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Chapitre 2 : Terminaison de la transcriptionmardi 23 septembre 2008 12:01

Intrts du contrle de la terminaison : > Dans le cadre d'un terminateur dans la partie codante : pour gnrer ou non un ARNm qui code pour une protine fonctionnelle (ou diffrente).

Il y a 2 classes de terminateurs chez la bactrie : Rho dpendant. Rho indpendant. On s'intresse surtout aux terminateurs Rho-indpendants.

La squence A est complmentaire la squence B, c'est un palindrome car A' est complmentaire B'. > Palindrome interrompu suivit d'une zone riche en T-A. > Terminateur Rho-indpendant.

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Lorsque les segments A et B ont t transcrits en ARN, ils peuvent s'apparier puisqu'ils sont palindromiques. > Cela tire sur l'ARN. > l'ARN est tenu faiblement par des paires A-U ce moment l. > Arrachement de la fin de l'ARN. > Terminaison provoque.

Pour contrler ce type de terminaison, il faut limiter l'appariement entre A et B. > Bloquer l'appariement grce une protine qui se fixe autour de la squence A. Le rpresseur peut ne reconnatre qu'un motif d'ARNm. > Le rpresseur peut tre spcifique d'un seul gne du gnome. Le rpresseur peut tre sous forme active ou inactive : > On peut contrler la terminaison de la transcription pour un seul gne du gnome.

Opron Bgl3 terminateurs Rho-indpendants.

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Sans glucosides aromatiques : La vaste majorit des ARN polymrases s'arrtent ds le terminateur 1. > Cre beaucoup de petits ARN qui ne codent pour aucune protine conventionnelle. Une petite partie des ARN polymrases passent le terminateur 2 mais s'arrtent en gnral au T2. > Cre l'ARN de BglG. Les ARN polymrases qui auront pass T2 s'arrteront T3 et : > Produiront BglG, BglF et BglB. Avec glucosides aromatiques : Les terminateurs sont rprims. > Production de beaucoup d'ARN complet. > Plus de BglB produit pour mtaboliser les glucosides aromatiques. Les terminateurs T1 et T2 sont rguls pour qu'ils ne soient pas actifs. Avec glucosides aromatiques :

BglF est normalement phosphoryle et est implique dans le transport des -Glucosides aromatiques partir de l'espace intermembranaire. Pendant ce passage, le phosphate de BglF passe sur le rsidu -Glucoside Aromatique. BglG se dimrise et passe sous forme active pour contrler les terminateurs T1 et T2. > Bloque les terminateurs T1 et T2. > Plus de BglB produit. Pas de glucosides aromatiques disponibles dans l'espace IM : En absence de son substrat conventionnel, BglF passe sont phosphate BglG. > BglG est phosphoryle. > Pas de dimrisation possible. > BglG inactive. > Pas de blocage de T1 et T2. > Infime proportion d'ARN longs crs. > Peu de BglB.

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BglG est en ralit une protine dimrise qui peut se fixer sur le transcrit (au niveau de T1 et T2) et empche l'hybridation intrachane de l'ARN. > Stabilise. > Pas de terminaison sur T1 et T2.

Une squence d'ARN aura donc sa structure spcifique, diffrente de celle d'un autre ARN. En ralit, une molcule d'ARN est susceptible d'adopter plusieurs structures.

Opron Tryptophane :

Il y a un premier contrle au dbut de la transcription avec un systme Oprateur/Rpresseur avec la protine TrpR. Contrle 1 En absence de Tryptophane : Le rpresseur prend une conformation qui interdit sa fixation sur l'oprateur. > Bonne transcription de l'opron. En prsence de Tryptophane : Le rpresseur change de conformation et peut se fixer sur l'oprateur. > Rpression de la transcription. Contrle 2 Il y a aussi un deuxime contrle, au niveau de la terminaison de la transcription. Ce deuxime contrle se fait au niveau du terminateur prcoce T1. En prsence de Tryptophane : Les ARN polymrases qui arrivent initier se terminent T1. En absence de Tryptophane : Les ARN polymrases peuvent progresser et gnrer un ARN.

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Les ARN polymrases peuvent progresser et gnrer un ARN.

La transcrit peut prendre 2 structures secondaires alternatives.

Seule la premire conformation gnre une force suffisante pour dtacher l'ARN de l'ADN et ainsi provoquer la terminaison. Si il y a du tryptophane de disponible, c'est la premire structure qui est privilgie. Si il n'y a pas de tryptophane, c'est la seconde structure de privilgie.

Zoom sur la rgion du bloc 1, partir du nuclotide +1. Il y a une rgion Shine Dalgarno puis AUG, 8 codons et 2 fois la squence UGG, 3 codons et le codon stop UGA. > La squence SD permet la fixation d'un ribosome sur l'ARN. > UGG code pour le tryptophane. > Polypeptide de 14 aa.

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>

Si la bactrie dispose d'une quantit satisfaisante de Trp : > Elle peut synthtiser le petit peptide de 14 aa (tant donn que des ARNt chargs Trp sont disponibles). > Le ribosome ne progresse pas mais reste en cachant le bloc 1 et une partie du bloc 2, il ralise la traduction. > Pendant ce temps, les blocs 3 et 4 peuvent s'associer > Formation de la premire structure avec les blocs 3 et 4. > Gnration de forces importantes. > Terminaison. Pas de synthse de protines. Si la bactrie ne dispose pas de Trp : > Elle ne peut pas synthtiser les 2 Tryptophane dans la squence de 14 pb. > Le Ribosome reste accroch la squence 1 et empchent l'hybridation intrachane. > Les blocs 1 et 2 ne pourront pas tre "colls" ensemble. > Formation de la deuxime structure secondaire. > Cette structure ne gnre pas des forces suffisantes pour provoquer la terminaison. > Poursuite de la transcription. Protines synthtises.

Opron His :Cet opron ne comporte pas de rpresseur, l'initiation de la transcription n'est pas contrle. A la place des 2 codons UGG (qui codent pour la tryptophane) il y a 7 codons qui codent pour l'histidine. Le contrle reste du mme type que pour l'opron Trp. L'ARN peut donner des structures uniques en se repliant. Certaines de ces structures peuvent fixer des petites molcules avec une forte affinit. > Dans le cas de la fixation d'une molcule, cela dplace l'quilibre de plusieurs structures possible pour le mme ARN : mcanisme de Riboswitch. Ce sont les ribosomes qui sont impliqus dans le repliement particulier de l'ARN. Le Riboswitch permet de rguler un terminateur de la transcription.

Cas de Bacillus Subtilis

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Le gne TenA code pour la synthse de Thiamine Pyro Phosphate. > Le gne est exprim uniquement en absence de Thiamine Pyro Phosphate. Pas de TPP disponible

Les squences 1 et 2 sont complmentaires, peuvent s'hybrider ensemble. Cependant, la structure obtenue n'est pas trs stable. > Pas d'hybridation en temps normal.

La transcription peut se poursuivre. Les squences 2 et 3 sont complmentaires et peuvent s'hybrider ensemble. > Hybridation entre 2 et 3. Si on laisse la polymrase aller jusqu'au terminateur, il aurait fallu que 3 et 4 s'hybrident pour provoquer le dtachement de l'ARN. > Or 2 est dj hybrid avec 3. > Impossible de crer la structure 1+2 et 3+4. > Poursuite de la transcription vers le gne. Niveau de TPP suffisant

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La TPP va jouer un rle de Riboswitch en induisant une bonne stabilit de la structure 1+2, peu stable l'tat normal. TPP se lie la structure 1+2. > Les squences 3 et 4 peuvent aussi s'hybrider de leur ct. > Cration d'une structure globale impliquant une force suffisante pour dtacher l'ARN au niveau du premier terminateur. > Dtachement de l'ARN. > Fin de la transcription. > Pas de protines exprimes.

De nombreuses petites molcules sont captes par les Riboswitch pour induire le phnomne : Aa, TPP, Adnine, Guanine, Vitamine B12 > On peut contrler une transcription selon la disponibilit de la vitamine B12 par exemple.

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Chapitre 3 : Traductionmardi 30 septembre 2008 11:25

Une squence d'initiation de la traduction ncessite, pour permettre la fixation de la sous-unit du ribosome : > Squence SD : AGG AGG > 5-8 NT intercalaires > Codon AUG

Le 16s RNA ribosome (petite SU) a une squence complmentaire de la squence SD. Si l'appariement entre le 16s RNA ribosome et la squence d'ARN n'a pas lieu, il ne peut pas y avoir initiation de la traduction. La squence SD de type AGG AGG permet de fixer trs efficacement le 16s et donne une bonne traduction. La squence SD peut avoir des variantes : > AGC AGU : Moins bonne affinit avec la petite SU du ribosome (16s). > Moindre efficacit de traduction. En ralit, la traduction n'a pas toujours besoin d'une squence SD dans le cas o une traduction s'est initie en amont et que le dcalage de cadre le permet :

Lors de la traduction, la petite SU se fixe et dbute grce au codon AUG. La fin se fera au niveau du codon stop UGA, dans la rgion terminale. Quand le ribosome arrive au codon stop UGA, la traduction se termine et la protine synthtise sera relche. La Squence terminale peut donner un codon AUG initiateur si on change le cadre de lecture. > Le ribosome est dj en place et peut initier de nouveau la traduction et poursuivre vers 5'. A partir d'un messager bicistronique, on peut donc crer 2 protines diffrentes la suite :

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2 possibilits : > Situation avec 2 squences SD. > Situation prcdente avec un SD uniquement sur le premier Cistron. > Mais il faut que ce soit l'enchainement de ce type : > AUGA : AUG(Start) et UGA(Stop) Dans la situation avec un seul SD, chaque fois que l'on synthtise une protine 1, on synthtise donc la protine 2 ensuite : > Mmes quantits de 1 et 2. Si on veut obtenir le mme phnomne avec la situation contenant 2 SD, il faudrait que les SD soient utiliss de la mme faon pour obtenir deux niveaux d'expression de la protines quivalents. Ces mcanismes de couplage de la traduction sont le Translational Coupling. Rpression de l'initiation de la traduction :

Si un rpresseur se fixe sur le site d'association de la petite SU du ribosome, sur la squence SD : > Blocage strique. > Pas de traduction. Le rpresseur peut ne pas reconnatre rellement la squence SD mais plutt les nuclotides environnant. > Il peut y avoir une spcificit d'expressions rguler. > Une protine peut tre utilis en tant que rpresseur de la traduction.

Si on dispose d'un ARN complmentaire de la squence SD et de ses environs, il est possible de raliser une hybridation. > Squence SD cache. > Pas de traduction possible. Mcanismes de Riboswitch :

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Chez E. Coli, le gne BTUB permet de coder pour une protine implique dans l'import de vitamine B12. Logiquement, la bactrie ne synthtisera de la protine BTUB uniquement si de la vitamine B12 n'est pas prsente. Le gne BTUB est transcrit en ADN :

Si la disponibilit de la vitamine B12 est faible, l'ARN se repliera et formera une structure secondaire avec une hybridation des blocs 2 et 3.

Si il y a de la vitamine B12 de disponible, il est possible de former une seconde structure secondaire o les blocs 1 et 2 s'hybrident. Normalement, cette structure est peu stable. > En prsence de Vitamine B12, des molcules peuvent stabiliser cette structure secondaire. Switch de la conformation prfre.Bio Mol 2 Page 40

> Switch de la conformation prfre. > Le bloc 3 peut s'associer avec la squence SD. > Les ribosomes qui approchent cette structures ne peuvent plus reconnatre la squence SD. > Pas d'initiation de la traduction. > Pas de protine BTUB synthtise, puisqu'il y a dj suffisamment de Vitamine B12. On peut aussi utiliser un Riboswitch pour induire l'initiation de la traduction. Etat normal : blocs hybrids avec SD Etat avec Riboswitch : protine qui cache le bloc s'associant avec SD. Favorise l'association avec le ribosome. Meilleure traduction. Cas du Ribosome : utilisation d'une protine. Un ribosome comporte une grande et petite SU. > Grande SU : Protines L1, L2, L3 + molcule 23S rRNA. > Petite SU : Protines S1, S2, S3, + molcule 16s rRNA. Pour crer un ribosome, il est ncessaire de synthtiser les sous units et leur composantes, part puis de tout associer. Pour la petite SU :

La protine Sx va reconnatre une squence particulire du 16s rRNA. > Permet ensuite l'installation d'autres protines S. > Par exemple la protine S4 peut se fixer car la protine Sx la guide. > Gnre une surface nouvelle compose de S4+Sx qui permettra la fixation de la protine Sy. > On peut "appeler" successivement d'autres protines qui viendront prendre la bonne place. Pour la grande SU : Mme phnomne que pour la petite SU. On a besoin de la mme quantit de toutes les protines constitutives S et L pour crer les complexes. > Il faut synthtiser la mme quantit. La synthse des protines S doit tre adapte la synthse du 16srtRNA ribosome. > Pour chaque 16s tRNA synthtise, il faut autant de protines constitutives des complexes de SU. > Adquation des quantits. Mme rgle pour les protines L qui doivent avoir leur expression calques sur la synthse des 23s rRNA. 2 problmes : > Synthtiser de faon coordonne les protines entre elles. > Mettre en adquation cette synthse avec celle des 16s rRNA et 23s rRNA.

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Cet ARN a une structure secondaire qui comprend la squence SD de la deuxime protine. > Le ribosome ne peut pas accder au second SD ds le dbut. > Le ribosome se charge sur le premier SD puis initie la traduction. > Avance et arrive au dbut de la structure secondaire. > Dfait la structure secondaire. > Poursuit la traduction jusqu'au codon stop. > L'ouverture de la structure secondaire permet l'accs au deuxime SD. > La protine 2 peut tre traduite. Il faut produire la protine 1 pour permettre la production de la protine 2. Ce phnomne peut tre rpt, avec un ARN comportant plusieurs blocs de squences de protines. Par exemple la premire squence coderait pour Sy, la seconde pour Sz et la troisime pour Sx. Comment coordonner la traduction des sous units et celle du 16S rRNA. Certaines protines S peuvent se fixer sur des squences spcifiques du 16S rRNA. Justement, la protine Sx se fixe sur une squence du 16S rRNA en reconnaissant un motif puis forme un complexe avec l'arrive des autres protines. Le motif de squence reconnu par Sx est un site de fixation de forte affinit. En amont du SD de la squence tricistronique d'ARN codant pour les Sy, Sz et Sx il y a une squence similaire (pas identique) au motif reconnu avec une forte affinit sur le 16S rRNA. > Cela constitue un site de faible affinit pour la protine Sx. > La protine Sx peut se fixer deux endroits diffrents. 16S rRNA en attente : Si il y a des 16S rRNA en attente d'tre utiliss, si il y a des protines Sx de disponibles, elles vont venir se fixer sur le site de force affinit sur le 16S rRNA. > Production d'un complexe avec toutes les protines disponibles. Pas de 16S rRNA en attente : Sx peut se fixer sur le site faible affinit sur son propre ARN tricistronique, en amont de la squence SD. > La squence SD est cache par la protine Sx. > Blocage de la traduction. En ralit, les gnes qui codent pour les protines du ribosome codent pour une dizaine de celles-ci.

Utilisation de sRNACe sont des petits RNA qui peuvent cacher les squences SD et bloquer les traductions.

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Ces sRNA s'associent avec la protine HFQ pour former un complexe, c'est ce complexe qui cachera les squences SD. Le complexe s'hybride avec l'ARN et cache la squence SD. Les riboswitchs fonctionnent grce des structures secondaires intramolculaires alors que pour les sRNA c'est intermolculaire.

Exemple de la rponse l'osmolarit :OmpF forme des multimres dans la membrane externe de la bactrie et permet de former des pores qui authorisent le passage de petites molcules dans l'espace priplasmique.

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En condition de faible osmolarit : Les pores sont composs de OmpF. OmpF est un pore avec une grosse ouverture, les ions peuvent facilement passer dans la bactrie mme si ils sont peu abondants. En condition de forte osmolarit : Les pores sont remplacs par des protines OmpC. Les pores forms sont plus resserrs, moins d'ouverture pour contrler le passage des ions en conditions de trs forte abondance de ceux-ci. > Rgulation de la quantit d'ions pour aboutir aux mmes changes en fonction de l'osmolarit. Le sensor est la protine EnvZ dans la membrane interne. En condition de faible osmolarit : EnvZ capte le signal et agit en consquence : > Elle dphosphoryle la protine OmpR. OmpR est le response regulator et agit au niveau de la transcription. Dans les conditions de faibles osmolarit : 1. le gne OmpF est fortement transcrit. 2. Le gne OmpC est faiblement transcrit. > En principe, OmpC n'est pas traduite puisqu'il ne faut pas faire un systme hybride avec les deux types de pores. Il y a cependant un peu d'ARN OmpC. Un sRNA va permettre de rprimer la traduction de l'ARN OmpC. OmpR va activer la transcription du gne OmpF mais va aussi activer la transcription d'un gne codant pour un sRNA : le gne micC.

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Ajouter schma 5 Le complexe micC - HFQ permet de cacher la squence SD de l'ARN OmpC et bloque donc la traduction. En condition de forte osmolarit : OmpR reste sous sa forme phosphoryle, puisque EnvZ ne va pas le dphosphoryler. > Le Response Regulator va pourvoir : 1. Rpression de la transcription de OmpF mais pas compltement. > Il y aura un peu de mRNA OmpF disponible. > Il est ncessaire d'exclure toute traduction via sRNA. 2. Activation de la transcription du gne OmpC. > Beaucoup de sRNA OmpC synthtis. 3. Rpression de la transcription du gne micC. > Pas de rpression de la traduction du gne OmpC. 4. Activation de la transcription d'un gne codant pour sRNA micF pour rprimer la traduction de OmpF.

Expression d'un messager avec un sRNA : L'quilibre entre une structure secondaire et la forme linaire est trs en faveur de la structure secondaire. Dans notre exemple, cette boucle comporte la squence SD et ne peut donc pas tre traduite.

Il peut y avoir un sRNA avec une squence proche de la SD et de ses environs. > Elle peut s'hybrider avec la squence reconnaissant normalement SD. > Empche la formation d'un hybride en boucle. > Traduction possible.

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Rponse de la bactrie au FerA l'aide de la protine FUR.

Certaines enzymes doivent capter du fer pour tre active, exemple de la protine SodB.

Cette protine doit se complexer du Fer pour devenir active. Si la concentration en fer est faible, SodB ne sera pas produite. Parmis les gnes cibles de la rpression en prsence de fer, il y a RhyB. En condition de disponibilit de Fer satisfaisante : Formation du complexe FUR-Fer > Rpression du gne RhyB. > Traduction de mRNA SodB. > Formation de SodB qui captera le fer. En condition de manque de Fer : FUR reste sous cette forme, elle est inactive. > Pas de rpression du gne RhyB. > Transcription du gne RhyB en sRNA. > Le sRNA se complexe avec HFQ et bloque la traduction du mRNA SodB. > Pas de SodB.

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Le complexe sRNA - HFQ se fixe sur un squence en aval de l'AUG. > Cela forme une structure spcifique induisant le recrutement d'une ribonuclase. > Dgradation du mRNA. Une fois que la traduction a dbut, le ribosome lit les codons et finit par tomber sur le codon stop. Dans la vaste majorit des mRNA, le ribosome fait la lecture simple des codons sans dcaler le cadre de lecture. Le ribosome peut capter des messages supplmentaires et faire diverses actions en consquence.

Cas du SeCysPour la synthse de protines, la bactrie utilise 20 AA. Tous les triplets codent soient pour un AA, soit pour un codon stop (UGA, UAG, UAA). En ralit il y a 21 AA, tant donn qu'il y a la Slno-Cystine : il y a un atome de Slnium la place du Soufre > Cys-SH > Cys-SeH > On le retrouve dans les protines responsables de la viabilit cellulaire, le SeCys est rare. Tous les codons codent pour un AA particulier, comment coder pour le SeCys? On pourrait utiliser une enzyme qui catalyse le changement d'une Cystine par une Seleno-Cystine sur une autre protine. > Pas besoin de s'intresser au code gntique. > Ce n'est pas ce mcanisme ! L'AA SeCys est plac dans une protine lors de la traduction, il y a donc un codon qui code pour la SeCys, mais tous les codons sont occups. > Le SeCys est cod par le codon UGA, mais c'est un codon stop. > Lorsque le ribosome arrive au codon UGA, il doit dcider si il place un SeCys ou stoppe la traduction. > Il faut un signal spcifique pour contrler le ribosome. Il existe un tRNA coupl la SeCys qui reconnait un codon UGA. On cherche faire varier la concentration en tRNA SeCys versus rien. ? Le tRNA SeCys n'arrive pas reconnatre le codon UGA tout seul. Cas de figure gnral :

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Lorsque le ribosome lit UGA, c'est interprt par un codon stop. En effet, le tRNA SeCys ne peut pas s'ajouter seul. > Fin de la traduction. Cas des protines devant comporter l'AA SeCys:

Il y a un signal supplmentaire sur le messager qui est une structure secondaire particulire juste aprs UGA. > Ce signal spcifique permet le recrutement d'une protine. > Cette protine peut capter le tRNA SeCys. > Fixation du tRNA SeCys face au codon UGA Phnomne de lecture alternative du code gntique.

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Chapitre 4 : Terminaison de la traductionmardi 7 octobre 2008 11:21

Un codon stop ne suffit pas pour terminer la traduction, il doit y avoir intervention de la protine RF1 ou RF2. Un codon stop UGA ncessite le travail de la protine RF2.

RF2340 AA mRNA de RF2 :

Aprs les 25 premiers codons, on arrive un codon stop UGA. > La protine ne devrait faire que 25 AA. > Il y a un changement de cadre de lecture : > CUU U-GA CUAC > Il faut une information supplmentaire pour permettre le dcalage du ribosome ce niveau prcis. > Rle de rgulation pour la bactrie en permettant ou non le dcalage du cadre de lecture aboutissant la synthse de la protine ou non.

Beaucoup de RF2 disponible :Il n'y a pas d'intrt faire encore du RF2 tant donn qu'il y en a dj de disponible. > Le ribosome se comporte normalement en terminant la terminaison en faisant travailler RF2 avec UGA. Auto-rgulation

Peu de RF2 disponible :Il est ncessaire de synthtiser de la protine RF2 pour la terminaison des traductions. > Le ribosome arrive au codon UGA mais ne peut pas faire la terminaison de la traduction tant donn qu'il n'y a pas de RF2 de disponible. > Le systme est bloqu, le ribosome peut lire divers signaux prsents (structuraux) sur l'ARN messager. > Ces signaux induisent le dcalage de lecture d'une base vers l'avant ; le tRNA et le ribosome sont pousss. > Poursuite de la traduction. Production de RF2.

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> Production de RF2. Le codon stop final est UAG car ce codon travail avec RF1 et est RF2 indpendant. Il existe des dcalages de lectures de -1. G et U sont des bases complmentaires possibles sur l'ARN. Le ribosome eucaryote peut galement changer de cadre de lecture

Bactriophage T4, gne 60mRNA Gene 60 :

Le ribosome doit faire un saut de 50 nuclotides pour poursuivre la traduction, ce saut est conditionn par de nombreux signaux.

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Les Eucaryotesmardi 7 octobre 2008 11:57

Les phnomnes sont globalement de la mme faon, mais les dtails changent. Un messager eucaryote n'a pas exemple jamais de squence SD.

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Chapitre 1 Bis : Initiation de la transcriptionmardi 7 octobre 2008 11:58

Promoteur eucaryote :Chez la levure :

Une squence UAS (Upstream Activating Sequence) : > Site de fixation d'une protine activatrice de la transcription. TATA box -90

Chez les mammifres :

TATA box -30 Plusieurs squences de fixation de protines activatrices rparties entre -200 et -30. > Ces blocs de squences sont appels "Elments promoteurs proximaux". On peut retrouver un Enhancer -50 000pb par exemple. > Permet de fixer plusieurs protines qui activent la transcription. Il faudrait pas exemple 9 protines activatrices qui travaillent ensemble pour assurer une bonne transcription.

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