Synthèse de transcrit primaire








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Régulation de l’expression des génomes

Chapitre 1 : Les procaryotes

Présentation de la diversité des mécanismes par lesquels les bactéries contrôlent la régulation de leur génome, en fonction des conditions environnementales. On ne s’intéresse qu’aux bases moléculaires.

I.Introduction

A.Pourquoi y a-t-il régulation de l’expression des gènes ?


On parle d’adaptation phénotypique, ou d’acclimatation. Les bactéries ont la faculté de s’adapter à des conditions, des environnements changeants. Cette capacité est connue depuis très longtemps par rapport à l’existence transitoire de certaines enzymes, on la connaissait bien avant la bio mol actuelle. Depuis que l’on dispose d’outils et des travaux, on sait que cette adaptation s’exprime en termes de régulations de l’expression des gènes. Il y a régulation pour répondre aux conditions changeantes de l’environnement. Un « sensor » est une molécule relais qui transmet l’information d’un signal capté à un composé appelé régulateur. Ce composé effectue alors son action positive ou négative. Ca se traduit par une réponse, des protéines exprimées ou réprimées.


B.Niveaux de régulation


Il existe 7 mécanismes principaux susceptibles de modifier la concentration à l’équilibre d’une protéine :

  • Synthèse de transcrit primaire

  • Maturation post transcriptionnelle de l’ARNm

  • Dégradation de l’ARNm

  • Synthèse protéique

  • Modifications post-traductionnelles

  • Ciblage et transport des protéines

  • Dégradation des protéines.

Toutes les étapes constituent des sites possibles de régulation.

// Voir Biologie moléculaire de la cellule, 4ème édition, Médecine-Sciences, Flammarion, Page 379.

On se recentre sur 3 niveaux principaux de régulation :

  • Transcription : phase d’initiation (le plus souvent), c’est Le site de régulation ; phase de terminaison (1)

  • Maturation : stabilité du transcrit (2)

  • Traduction : en général aux étapes d’initiation et de terminaison (4)

C.Quelques définitions


Les séquences codant des produits agissant en trans, les séquences agissant en cis :

  • On va parler de cis régulateur, ça correspond à un motif présent sur l’ADN qui exerce un effet régulateur, sa présence a un effet sur la régulation du motif. Par exemple, un Opérateur. Un locus agit en cis s’il est sur la même molécule d’ADN que sa cible. Le plus souvent, il est en amont du gène régulé.

  • Action en trans : un trans régulateur peut-être par exemple un facteur de transcription, ce n’est pas un élément de séquence, mais ça peut être une protéine qui agit en se fixant sur un élément cible, qui peut être de type opérateur. Il peut contrôler un autre locus même à partir d’une autre molécule d’ADN. Par exemple, lac I, en émettant une protéine, peut agir sur un opérateur. C’est la protéine elle-même qui est la molécule trans, et pas le locus.

Gène structural / gène régulateur : un gène structural code une protéine, un gène régulateur code une protéine impliquée dans la régulation d’un autre gène.


D. Notion d’Opéron


Opéron : c’est un ensemble de gènes structuraux organisés en groupes, contenant des gènes codant des protéines dont les fonctions sont apparentées (gènes co-transcrits pour former une molécule d’ARN polycistronique = ARN unique, renferme plusieurs séquences potentielles).

A coté de ces gènes on retrouve des séquences adjacentes requises pour la transcription des promoteurs et des opérateurs et des séquences impliquées dans la régulation.

Un régulon est un réseau d’opérons fonctionnant avec un régulateur commun. Par exemple, les opérons codant pour les enzymes du métabolisme glucidique ; le système des gènes de choc thermique qui répondent au changement de température ; Les gènes qui sont induits (chez E. coli) en réponse à des agents endommageant l’ADN (appartenant à la réponse SOS).
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