La r gulation de l expression des g nes

Pages: 6 (1518 mots) Publié le: 4 mars 2015
La régulation de l'expression des gènes
chez les procaryotes

Dans la vie d'une cellule, à un moment donné, seule une fraction des ARNm et des protéines codées dans son génome n'est exprimée.

Certaines gènes sont exprimés continuellement. Se sont des gènes à expression constitutive.
Ex : gène dont les produits sont impliqués dans le métabolisme
D'autre sont exprimés selon le besoin de lacellule. Se sont des gènes régulés.
Ex : gène dont les produits sont impliqué dans la croissance et la division cellulaire
gène impliqué dans le métabolisme du lactose

La régulation de la synthèse du transcrit d'un gène et de son produit est appelée régulation de l'expression d'un gène.
Les bactéries peuvent réguler leur expression génique à plusieurs niveaux :
- initiation de latranscription (principal)
- stabilité de l'ARNm
- traduction
- stabilité protéique

Pourquoi y-a-t-il régulation de l'expression des gènes ?
→ pour s'adapter aux variations de l'environnement.

Qu'est ce que la régulation ?
→ c'est un mécanisme qui permettent à la bactérie de réprimer les gènes qui codent pour les protéines inutiles et de les activer qu'au moment où ils deviennent nécessaire.

I.L'opéron lactose

A. Croissance d'E. coli en présence de différentes sources de carbone

Lorsque l'on fait croître ces bactéries dans des milieux avec une source de carbone définie (glucose, lactose...) on obtient une courbe de croissance normale.
Lorsque l'on fait croître ces bactéries dans des milieux avec 2 sources de carbone, la courbe devient diphasique. On parle de diauxie.

C'est le glucose quiest consommé en premier. Puis une foi qu'il est entièrement utilisé, la bactérie consomme du lactose.
L'utilisation du lactose dépend de 2 enzymes :
- une perméase
- la β-galactosidase : dégrade le lactose en galactose et glucose. Elle est aussi capable de transformer le lactose en son isomère, l'allolactose.

L'activité de la β-galactosidase :
- absente (ou à la limite de la détection) dans lescellules cultivées en MCD + glu
- présente dans les cellules cultivées en MCD + lactose
- apparaît rapidement après transfert des cellules d'un MCD + glu vers un MCD +lactose
- apparaît après épuisement du glucose

Il y a donc une induction de la β-galactosidase. Elle apparaît en présence de son substrat, le lactose.
Le lactose a un rôle inducteur car il favorise la synthèse de nouvellesmolécules d'enzymes. Il contrôle et coordonne des gènes codant pour la β-galactosidase et la perméase.

B. Le système lactose

1. Les gènes de structure du système lactose

Le métabolisme du lactose nécessite 2 enzymes :
- la β-galactosidase (étramère de 500kDa)
- la β-galactoside perméase (tétramère de 30kDa)

Les gènes qui codent pour ces 2 enzymes sont contiguës :
- le gène lac Z code pour laβ-galactosidase
- le gène lac Y code pour la perméase
- le gène lac A code pour une transacétylase
Ces 3 gènes sont des gènes de structures. Ils sont sous le contrôle d'un même et unique promoteur. En amont de chaque gène, on retrouve une séquence SD (Shine et Daldarno).
Ils sont transcris sous la forme d'un ARNm polycistronique parce qu'ils sont sous le contrôle d'un promoteur unique.

Opéron: groupe de gènes de structure adjacents (dont l'ARNm est synthétisé en un seul morceau) avec les signaux régulateurs voisins qui affectent la transcription de ces gènes de structure.

2. Les composants régulateurs du système lac

Il y a 3 composants régulateurs :
- protéine répresseur Lac I : protéine régulatrice de la transcription. Elle est codé pas le gène Lac I qui n'appartient pas àl'opéron lactose. Ce gène à son propre promoteur.
- séquence O (opérateur) : site d'encrage de la protéine Lac I
- promoteur : site d'ancrage de l'ARN polymérase










3. L'induction du système lac

En l'absence de l'inducteur lactose (plus exactement l'allolactose), le répresseur Lac I se fixe au site opérateur et empêche la transcription de l'opéron lactose en bloquant le déplacement de...
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