Régulation de la transcription

Thèmes abordés

Éléments trans-régulateurs, séquences spécifiques, opéron lactose, l'adaptation enzymatique, protéine activatrice

Résumé du document

La régulation de la transcription est l'un des principaux niveaux de contrôle de l'expression génique. Elle repose en grande partie sur l'interaction des protéines régulatrices (éléments trans-régulateurs qui peuvent être activateurs et répresseurs) avec des séquences spécifiques (éléments cis-régulateurs) présentes au niveau des gènes. Des signaux issus de l'environnement peuvent modifier ces interactions et induire des modifications de l'expression génique. Il s'agit donc d'une composante importante de la réponse cellulaire aux modifications de l'environnement : les cellules s'adaptent à ces modifications grâce aux signaux qu'elles reçoivent. Chez les eucaryotes (seulement), l'organisation de la chromatine et son remodelage interviennent aussi dans le contrôle transcriptionnel.

Extraits

[...] Régulation de la transcription La régulation de la transcription est l'un des principaux niveaux de contrôle de l'expression génique. Elle repose en grande partie sur l'interaction des protéines régulatrices (éléments trans-régulateurs qui peuvent être activateurs et répresseurs) avec des séquences spécifiques (éléments cis-régulateurs) présentes au niveau des gènes. Des signaux issus de l'environnement peuvent modifier ces interactions et induire des modifications de l'expression génique. Il s'agit donc d'une composante importante de la réponse cellulaire aux modifications de l'environnement : les cellules s'adaptent à ces modifications grâce aux signaux qu'elles reçoivent. [...]

[...] En absence de lactose, le répresseur lac se fixe à l'opérateur et bloque la transcription du gène codant pour le lactose. L'inducteur naturel est l'allo-lactose, produit secondaire de la réaction catalysée par la β-galactosidase, synthétisé à faible taux par les quelques molécules d'enzymes présentes avant induction. L'inducteur se fixe sur le répresseur, et induit un changement conformationnel qui l'empêche de se fixer sur l'opérateur (transition allostérique). La protéine CAP est une protéine activatrice du métabolisme. Lorsqu'elle est associée à l'AMP cyclique, la protéine CAP (catabolic activator protein) se fixe, sous forme de dimère, à une unité répétée en amont du site de fixation de l'ARN polymérase. [...]

[...] L'enzyme qui catalyse l'hydrolyse du lactose (la β-galactosidase), et d'autres enzymes impliquées dans le métabolisme de ce diholoside, ne sont exprimées que lorsque les bactéries sont cultivées en présence de lactose. On peut donc faire l'hypothèse que les niveaux d'expression de ce groupe d'enzymes qui contribuent à l'adaptation à un changement donné de l'environnement se modifient ensemble. Un opéron est donc une unité coordonnée d'expression de gènes. Le répresseur lac est une protéine allostérique donc l'activité dépend de sa conformation. [...]