cours regulation genetique master

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Régulation de l’expression génétique Année universitaire 2011/2012 1

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Régulation de l’expressiongénétique

Année universitaire 2011/20121

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I. Régulation génique des procaryotes1. Les opérons2. Les régulons, les ribo-régulateurs

1. Régulation chromatinienne2. Régulation transcriptionnelle3. Régulation post transcriptionnelle4. Régulation traductionnelle5. Régulation post-traductionnelle

II. Régulation génique des eucaryotes

Introduction

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Objectifs pédagogiques : Acquisition d’une vue intégrée des multiples points de contrôle de l’expression génétique

Comprendre la régulation génétique chez les bactéries et son rôle.

Comprendre les éléments de structure de l’operon.

Connaitre le principe du fonctionnement d’un operon catabolique.

Connaitre le principe du fonctionnement d’un operon anabolique.

Comprendre quelques principes de la régulation génétique chez les eucaryotes,

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Introduction

Les cellules peuvent s'adapter pour utiliser les ressources du milieu de

manière optimale, ou elles peuvent se différencier.

des cellules, de matériel génétique identique, expriment leurs gènes de

manière différente.

Il y a une régulation de l’expression génétique

Où peuvent s'effectuer ces régulations ?

Comment s’effectuent-elles ?

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1.2. la REGULATION GENETIQUE

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Niveaux de régulation génétique

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Régulation génétique chez les

procaryotes

1. Les opérons2. Les régulons, les ribo-régulateurs

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A retenir

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Qq définitions

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Lactose présent, represseur inactif, operon on

Régulation négative

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Le répresseur lac :

- un tétramère de sous-unités identiques de 360 résidus

disposées selon 3 axes de symétrie d’ordre 2, mutuellement

complémentaires (chaque sous-unité lie une molécule d’IPTG avec une

constante de dissociation K = 10-6M)

Deux domaines fonctionnels pour chaque sous-unité :

-un domaine N-terminal de 58 résidus : liaison à l’ADN (mais pas à l’IPTG)

-le restant : liaison à l’IPTG.

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Glucose / Lactose présents

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CAP

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Ex : régulon maltose chez E.coli

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. Métabolisme de l'amidon et de ses dérivés chez E. coli. Les protéines

impliquées sont représentées d'après le nom de leur gène .

(TM : nombre d’hélices transmembranaires)

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Régulon maltose chez E. coli : En présence de maltose, le produit du gène malT stimule

l'expression de tous les gènes du régulon à l'exception de malT.

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Quelques modes d’action des riborégulateurs.

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Répression d’une enzyme par

un riborégulateur.

Répression d’une protéine de liaison à

l’ADN ou à l’ARN par un

riborégulateur. La transcription ou la

traduction d’un gène cible,

respectivement, est inhibée par la

fixation de l’ARN régulateur à la

protéine activatrice.

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Inhibition de la traduction d’un ARNm. Le site de fixation du ribosome

est indiqué par « RBS ». Le duplexe ARN antisens-ARNm empêche la

fixation du ribosome et donc la traduction.

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Activation traductionnelle.

Le RBS, séquestré dans une structure en tige-boucle, est rendu accessible

par la fixation d’un ARN antisens ce qui permet la fixation du ribosome.

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Dégradation favorisée par un ARN antisens.

La fixation de l’antisens à l’ARNm crée un site de clivage par une RNase

spécifique de régions bicaténaires

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Régulation génétique chez les

eucaryotes

1. Régulation chromatinienne2. Régulation transcriptionnelle3. Régulation post transcriptionnelle4. Régulation traductionnelle5. Régulation post-traductionnelle

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Niveaux de régulation des gènes de classe II

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1. Régulation chromatinienne

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2. Régulation transcriptionnelle

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Assemblage des facteurs de transcription

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Les gènes des eucaryotes possèdent des séquences régulatrices, souvent

présentes en amont du promoteur de ces gènes. On appelle le motif d'ADN

régulé un cis-régulateur,

le facteur de transcription se fixant spécifiquement au cis-régulateur,

de manière à l'activer ou à l'inhiber : un trans-régulateur.

Les cis-régulateurs sont des séquences de 6 à 15 nucléotides, pouvant être

placées en amont, entre, ou dans les introns de la séquence codante.

Les trans-régulateurs reconnaissent ces séquences et activent ou inhibent

leur expression.

Ces protéines possèdent un domaine de fixation sur l'ADN, un domaine

d'action ( répression ou activation ) et souvent un domaine d'interaction avec

d'autres ligands.

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Des protéines peuvent se lier au transcrit primaire afin de modifier

l'épissage des introns. En effet, elles peuvent activer ou inhiber la

coupure de certains introns.

3. Régulation post transcriptionnelle

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protéines associées aux lipides par des liaisons faibles (Van der Waals, liaisons hydrogènes et liaisons

hydrophobes), ont un rôle structural et un rôle métabolique.

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4. Régulation traductionnelle

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5. Régulation post-traductionnelle

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FIN

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Les différents

niveaux

de condensation

de l'ADN