LA REGULATION DE L

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LA REGULATION DE LEXPRESSION DES GENES
Année universitaire 2010/2011
DR. OULDJAOUI AHMED
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INTRODUCTION
Lexpression génétique désigne le processus
biochimique par lequel l'information héréditaire
stockée dans un gène est lue pour aboutir à la
fabrication de molécules qui auront un rôle actif
dans le fonctionnement cellulaire, comme les
protéines ou les ARN.

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NOTION DOPÉRON
QUEST-CE QUUN OPÉRON ?
? Un opéron est une unité régulée dexpression
des gènes dans laquelle on trouve un ensemble de
gènes structuraux, sous le contrôle dun système
régulateur unique. ? Les gènes structuraux sont
transcrits à partir d'une région "opérateur -
promoteur" commune, sous la forme d'un ARN
messager unique, appelé ARNm polycistronique, qui
sera traduit en protéines différentes
(apparentées). ? Cet opéron est contrôlé par
une protéine de régulation (répresseur ou
activateur) codée par un gène de régulation
spécifique.
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Chez les procaryotes
? Opérons inductibles, signifie que lexpression
des gènes est contrôlée par le substrat de la
voie métabolique. ? Opérons répressibles,
signifie que lexpression des gènes est contrôlée
par le produit final de la voie de biosynthèse.
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Chez les procaryotes
Induction Opéron Lactose Synthèse des enzymes
nécessaires au métabolisme du lactose
Répression Opéron Tryptophane Synthèse des
enzymes impliquées dans la biosynthèse du
tryptophane
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Structure de lopéron lac
?L'opéron lactose d'Escherichia coli a une
longueur de 6 237 pb. Il est constitué des
éléments suivants ?3 gènes structuraux
lacZ, lacY et lacA. Des éléments régulateurs,
promoteur P et opérateur O, agissant en cis. ?1
gène régulateur, lacI, possédant son propre
promoteur et localisé en amont de lopéron lac.
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Structure de lopéron lac
3 gènes structuraux lacZ la
ß-galactosidase hydrolyse le lactose en ses
sucres constitutifs. lacY la lactose
perméase transport du lactose à lintérieur de
la cellule. lacA la transacétylase
hydrolyse du lactose 1 gène régulateur lacI
la protéine répresseur lac.
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STRUCTURE DU LACTOSE
Liaison ß-galactosidique.
galactose
ß-galactosidase
glucose
lactose
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ALLOLACTOSE EST L'INDUCTEUR
La ß-galactoside transacétylase, enzyme de masse
moléculaire 60 kDa transformant le lactose ß,1-4
en allolactose ß,1-6 par transglycosylation
lactose ß,1-4
allolactose ß,1-6
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l'organisation de l'opéron lactose.
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Synthèse du répresseur.
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Régulation négative de la transcription.
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Levée de l'inhibition de la transcription.
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Répression catabolique, régulation positive.
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Contrôle de lopéron Arabinose
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Organisation de lopéron Trp dE. coli
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Opéron trp
? Milieu riche en tryptophane - fixation du
tryptophane sur le répresseur. - fixation du
répresseur sur lopérateur. - transcription
bloquée.
? Milieu pauvre en tryptophane - absence de
linducteur (tryptophane). - le répresseur ne se
fixe pas sur lopérateur. - transcription aura
lieu.
Le produit final de la transcription de lopéron
trp est lacide aminé tryptophane est un
corépresseur.
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MECANISME DATTÉNUATION
?L'atténuation est une terminaison prématurée de
la transcription. ?L'atténuation est provoquée
par un terminateur facultatif qui est situé au
début de l'unité de transcription de l'opéron et
que l'on appelle Atténuateur.
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Opéron trp
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Opéron trp Latténuation
? Latténuation repose sur le fait que
transcription et traduction sont simultanées chez
les bactéries. ? Cest la position du ribosome
en cours de traduction qui va déterminer la suite
des évènements Atténuation et arrêt de la
transcription Poursuite de la transcription.
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Opéron trp Latténuation
? L'atténuateur de l'opéron tryptophane est une
séquence nucléotidique ARN de 162 bases, située à
l'extrémité 5' de l'ARNm polycistronique. Cette
séquence est donc synthétisée à partir du
promoteur de l'opéron trp avant la séquence
codante du gène trpE. ? Elle comprend une
séquence codante, comprise entre les nucléotides
27 à 68 (codon d'initiation AUG à codon stop UGA)
permettant la synthèse d'un peptide de 14 acides
aminés de longueur dont deux codons tryptophane
(en positions 10 et 11, c'est-à-dire quasiment à
la fin de la séquence codante).
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Opéron trp Latténuation
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ARNm LEADER TRP
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peptide leader
séquence 1
séquence 2
séquence 3
séquence de pause
séquence trpE
séquence 4
4 séquences nucléotidiques (notées 1, 2, 3 et 4)
sont des séquences palindromiques qui peuvent
conduire à la formation de structures ARN en
épingles à cheveux .
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Opéron trp Latténuation
Le ribosome pourra avoir deux positions sur
lARNm et selon ces positions, il pourra y avoir
formation de deux types de structures en épingle
à cheveux différentes position A formation
dune boucle 2/3 boucle dantiterminaison.
position B formation dune boucle 3/4 boucle de
terminaison.
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Opéron trp Latténuation
En absence de TRP -freinage par absence
dARNt-TRP -épingle à cheveux 2/3 -il y a
synthèse de lARNm
En présence de trp moyenne - pas de
freinage -épingle à cheveux 3/4 -terminaison de
la transcription
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Opéron trp Latténuation
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Chez les eucaryotes
5 niveaux de régulation Chromatinien.
Transcriptionnel. Post transcriptionnel.
Traductionnel. Post traductionnel.
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Chez les eucaryotes
Niveau chromatinien Acétylation des
histones. Méthylation des cytosines. Niveau
transcriptionnel Choix du promoteur.
Facteurs transcriptionnnnnels.
Niveau post transcriptionnel Epissage
alternatif. Durée de vie de lARNm.
Lédition. Niveau traductionnel Protéine
activatrice ou répressive. Niveau post
traductionnel Modifications covalentes.
Coupures.
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Merci pour votre attention