Biologie mol culaire et g n tique

Biologie moléculaire et génétique Planète image pour le poly de TD ou sur ametis Rappel : Le dogme central de la biologie moléculaire Acide DéoxyriboNucléique (ADN) Transcription Acide RiboNucléique (ARNm) c’est à dire codant Traduction Protéine ARN : Chaine de nucléotides contenant du ribose ADN : Chaine de nucléotides contenant du déoxyribose. Les bases : Uracile d AT deux liaison H et L’ARN synthétisé et r Extrémité 5′ : phosph or 10 to neKtÇEge ymine dans l’ADN ‘C13’ roxyle (OH) Les ARNm sont des ARN tr s minoritaire (5%), la majorité sont des ARN structuraux c’est à dire non codant.

Diapo 5 : Structure primaire, séquence en nucléotide dans l’ARN Structure secondaire la séquence de l’ARN est très structurée, ce sont des structures simple brin soit en épingle à cheveux ou tige-boucle. Ce sont des structures intrinsèques. Capacité de correction de leurs erreurs. Diapo 6 : Les protéines sont des enchainements, un polymère d’AA. Diapo 8 : La liaison peptidique sens de N-terminal à C-terminal. Petite chaine d’AA : oligopeptide Longue chaine : polypeptide. our être convertie en une séquence protéique, doit être réécrite (transcrite) en une séquence d’ARN. La synthèse est produite par l’ARN polymérase, elle a lieu dans le sens 3′ – 5′. Pour l’ARNm le brin codant peut être appelé brin complémentaire. Diapo 15 : La transcription Ne concerne qu’une portion de l’ADN : Démarre à un promoteur, c’est une séquence d’ADN qui contient tout les signaux nécessaires à l’initiation de la transcription et à sa régulation.

S’arrête à un terminateur (pas chez les eucaryotes) 3 grandes étapes Initiation : le 41 est la première base de l’ADN, c’est un nucléotide. Élongation Terminaison Enzyme responsable : ARN polymérase Diapo 16 : Les ARN polymérases Elles synthétisent toutes dans le sens 5′ vers 3′ Ne nécessite pas d’amorces Se déplacent le long du brin matrice dans le sens 3′ vers 5′ Structure en « pince de crabe », sa lui permet de s’accrocher ? l’ADN. seul ARN polymérase chez les procaryotes 3 ARN polymérase chez les eucaryotes l, Il et III Diapo 17 : Complexité des ARN polymérases Diapo 18 : E. Coli ARN poly bactérienne C’est une entérobactérie, c’est-à-dire que c’est une bactérie qui colonise le système digestive. Rapidité de croissance, ce pas pathoeène. Elle PAGF 10 cellule va exister dans deux états : Lors qu’elle n’est pas sur l’ARN : core enzyme a2 BP’oméga

Ou Holoenzyme lors de l’initiation de la transcriptin a2ÇB’ oméga sigma Diapo 19 : les sous unités 1 IODa un acide aminé Contiennent le site catalytique de l’enzyme Interagissent directement avec l’ADN Portent les sites de fixation des nucléotides triphosphates Nécessaires au démarrage de la transcription et à la formation de la chaine ARN, c’est donc un acteur indlspensable à la vie. Diapo 20 : sous unité a 329 résidus (E. coli) Possède 2 domaines capables de se replier indépendamment et lié par un peptide d’environ 20 résidus Diapo 21 : Sous unité sigma Taille variable : 20 à 70 kDa

Sigma assure la reconnaissance du promoteur Elle est dissociable de l’ARN polymérase S’associe de manière réversible au core enzyme : holoenzyme Permet à l’ARN polymérase d’initier la transcription Plusieurs facteurs sigma dans une même bactérie : Un facteur sigma principal responsable de la majorité de la transcription D’autres facteurs sigma dits alternatlfs ayant des fonctlons spécialisées. Chez E. Coli, 7 facteurs sigma différents • Poly 54 min Dans un milieu fermé (l’organisme il croissance (phase expone a une phase de is il V aura une phase eucaryotes.

Fixation de l’ARN poly sur les éléments du promoteur Formation d’un complexe stable : complexe fermé Enroulement de l’ADN correspondant au promoteur autour de l’ARN poly Complexe intermédiaire Séparation des brins d’ADN : formation de la bulle de Complexe ouvert Initiation de la synthèse de l’ARN en présence de NTP Formation d’un hybride ARN- ADN Libération du promoteur et élongation (départ du facteur sigma chez les procaryotes) : progression de l’ARN poly le long de l’ADN Terminaison et dissociation Diapo 23 : Schéma : le cycle de transcription.

Plus un promoteur est fort plus il va être transcrit. Diapo 24 : Initiation de la transcription : les éléments sur l’ADN 1 : nucléotide où commence la transcription Site de démarrage Diapo 25 : Les séquences consensus du promoteur chez les procaryotes Comparaison de plusieurs promoteurs 2 régions conservées . région -35 et région -10 où sigma va se fixé. La région -10 est riche en T : TATAAT La région -35 : TTGACA Consensus : alignement de séquences.

Il faut prendre celui qui est le plus proche de la position -35 ou -10. 0 va transcrire les gènes essentielle et dont la bactérie ne peut pas se passé, cette sous unité a été cristallise. Elle est composé de 4 domaines, 1 qui se dissocie qui n’a pas était cristalliser, il inhibe la ixation a l’ADN lorsqu’il ne faut pas transcrire. La région Un domaine c’est une région d’une rot qui peu avoir un rôle propre.

Le domaine 4 permet l’interaction avec les autres sous unité de l’ARNpoI Diapo 30 : l’ARN poly et son interaction avec le promoteur. Diapo 31 : Les étapes de la transcription Diapo 32 : Le complexe ouvert Après fixation de l’ARN polymérase : Sép(dénaturation) des deux brins d’ADN Région dénaturée (environ de la position -12 à + 3) inclut la région -10 Formation d’une bulle de transcription Mécanisme : isomérisation Processus mal compris Le brin non matrice est lié au domaine 2 du facteur sigma de ‘ARN poly (la région 2. ) Diapo 33 : Synthèse de transcrit « avorté » Diapo 34 : Libération du promoteur Après départ du facteur sigma l’ARN poly commence la synthèse Diapo 35 : L’élongation ADN naissant en marron, l’extrémité qui sort est la 5′. Le brin qui est lu es le brin matrice. Diapo 36 : Correction des erreurs Tout les mécanismes biol e des processus à haute l’ARN polymérase Elle corrige de 3′ vers 5’. Deux protéines facilitant la reconnaissance de l’extrémité 3′ du transcrit mal apparié au brin d’ADN matrice : GreA et GreB.

Fixation sur l’ARN poly et contact avec l’ARN naissant Activation de ‘activité nucléase de FARN poly Clivage de 2-3 nucléotides (pour GreA) jusqu’à 18 nucléotides (pour Greg) Diapo 39 : La terminaison de la transcription (chez les procaryotes) Deux mécanismes . Terminaison dépendante d’un facteur intrinsèque • Formation dans le transcrit d’une tige boucle riche en G-C, suivie dune série de IJ (=terminateur) Pause de l’ARN poly puis décrochage 0 Arret de la transcription.

Terminaison dépendante d’un facteur extrinsèque Diapo 40 : Schéma dépendante d’un facteur intrinsèque (Rha- indépendante) Diapo 41-42 : La terminaison de la transcription dépendante d’un acteur extrinsèque (Rho-dépendante) Protéine Rho : 6 sous unités identiques formant un anneau Fixation de Rho sur un site appelé rut (Rho utilization site) Site rut : région de 40 à 60 nucléotides sur le transcrit, riche en C, simple brin Progression de Rho le long du transcrite (nécessite hydrolyse d’ATP) Pas de point précis de terminaison : un site où l’ARN polymérase pause.

Diapo 43 : La notion de gène C’est une région d’ADN portant l’info pour la synthèse d’un ARN ou d’une protéine. Lorsqu’on à un terminate c’est forcement PAGF 6 0 Opérons : Région d’ADN transcrite en un seul ARNm mais ontenant l’info nécessaire à la synthèse de plusieurs protéines. Cela est spécifique au procaryote. Cistron – Unité transrationnelle Diapo 45 : Analyse d’une région d’ADN L’ADN poly lit de 3′ vers 5′ Sur un chromosome les deux brins peuvent être matrice mais pas sur le même gène : ex PHOTO On cherche l’ARN pour voir si c’est transcrit.

Dispo 46 : Analyse de la transcription Diapo 47 : Northern-blot : Technique basé sur [‘hybridation moléculaire Diapo 48 : Protection à la RNAse RNAse c’est une enzyme qui dégrade des ARN simple brin. Ce qui n’a pas était détruit va être détecté pat électrophorèse. Détermination du +1 de transcription: Cartographie à la nucléase SI basé sur l’hybridatlon ADN-ARN. . Extension de l’amorce, but: reconnaise le +1 de la transcription elle se base sur l’utilisatin d’une enzyme qui lit l’ADN et produire de l’ARN. Pour déterminer le +1 on peut faire une transcription in vitro.

La traduction (procaryote) 20min le processus de la traduction va lire 1 triplet de nucléotide sur l’ARNm, appelé codon -> 1 AA Le mécanisme et les élem 10 BOS, l’ensemble fait 70s chez les procaryotes. Diapo 5: Le ribosome sendiment a 70s, on a 21 proteine pour la sous unité 30s, ele contien l’ARN 16S qui sert comme un arqueur phylogénétique, sa sequence est spécifique d’éspèce. La grande sous unité contient 34 proteines et deux ARN ribosomique. Diapo 6: les proteines ribosomales Elles sont codées par des gènes qui sont organisés en opérons. Diapo 7: Chromosomes en cercle car il est circulaire.

Les gènes codant ces protéines se retrouvées en 20 opérons dispersé sur le K. Les promoteur de ces opérons sont très fort donc on arrive a des protéines abondantes. Diapo 8: Localisation des composants protéiques de la grande sous unité d’un ribosome bactérien Diapo 9: Les ARNS ribosomique sont transcrit à partir d’opéron. L’opérons va êtres transcrit en ARN, il y a 7 opérons. Diapo 10: Maturation du pré-ARNr L’ARN est maturé on a des structurations en tige boucle et intervention de 3 nucléases qui vont couper pour libérer des arn 16S 23S et SS.

Diapo 11: Les sites A, P et E du ribosome Au niveau du ribo lorsqu’il est associé on va distinguer 3 endroits important pour la traduction. Le site R Aminoacyl puis le Slte p: peptidyl et le site E : exit Diapo 12: Les ARNs de transfert Ils represente 10-15% des ARNS totaux de E. Colis. Ils sont abondant, ils sont petit entre 75 – 95 nucléotides. Ils ont la particularité d’avoir des ba difié. Ils ont aussi la PAGF E 0 forme d’une structure en trèfle (structure secondaire), elle posséde un bras accepteur sur lequel vient se fixer l’A. A. 2min Diapo 13: Tout les AA on les donne de 5′ vers 3′. La fonction de l’ARNt Diapo 14: Les deux formes d’un ARN de transfert. – Une libre non chargé (pas dAA attaché) Ex: ARNt Leu pour un ARN de transfert qui peut porter comme un AA la leucine. La forme chargée (avec un AA attaché) On va avoir 20 famille d’ARNt ( 1 famille contenant toute les ARNt correspondant à un AA donné = famille d’isoacpteurs) Ex: Famille ARNt Leu = 5 isoaccepteur Famille ARNt Trp= 1 seul ARNt Isoaccpteur il va y avoir 5 ARnt différent mais tous chargé avec de la leucine.

Diapo 15: Les ARNS de transfert 87 gènes codant pour 47 ARNs de transfert différents (E. Coli) Transcrit en un ARN… Diapo 16: Les aminoacyl ARNt synthétases L’enzyme qui va permettre la reconnaissance est l’amino.. elle assure la bonne reconnaissance, elle lit le code génétique et elle fatalise la liaison de IAA on niveau 3′ du brin accepteur. Cest une réaction qui nécessite un apport en ATP. processus en 2 étapes: – Activation – Transfert Cest une enzyme fidèle g 0 reur est d’environ 10-7 ou