16.E : Expression génique (exercices)

16.1 : Régulation de l'expression des gènes

Questions de révision

Le contrôle de l'expression génique dans les cellules eucaryotes se produit à quel (s) niveau (s) ?

1. seul le niveau transcriptionnel
2. niveaux épigénétique et transcriptionnel
3. niveaux épigénétique, transcriptionnel et translationnel
4. niveaux épigénétique, transcriptionnel, post-transcriptionnel, translationnel et post-traductionnel

Réponse

D

Le contrôle post-traductionnel fait référence à :

1. régulation de l'expression des gènes après transcription
2. régulation de l'expression des gènes après traduction
3. contrôle de l'activation épigénétique
4. période entre la transcription et la traduction

Réponse

B

Réponse gratuite

Nommez deux différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes et expliquez comment ces différences sont bénéfiques pour les organismes multicellulaires.

Réponse

Les cellules eucaryotes ont un noyau, alors que les cellules procaryotes n'en ont pas. Dans les cellules eucaryotes, l'ADN est confiné dans la région nucléaire. De ce fait, la transcription et la traduction sont physiquement séparées. Cela crée un mécanisme plus complexe pour le contrôle de l'expression des gènes qui profite aux organismes multicellulaires car il compartimente la régulation génique.

L'expression génique se produit à de nombreux stades dans les cellules eucaryotes, alors que dans les cellules procaryotes, le contrôle de l'expression génique ne se fait qu'au niveau transcriptionnel. Cela permet de mieux contrôler l'expression des gènes chez les eucaryotes et de développer des systèmes plus complexes. De ce fait, différents types de cellules peuvent apparaître dans un organisme individuel.

Décrivez comment le contrôle de l'expression génique modifiera les niveaux globaux de protéines dans la cellule.

Réponse

La cellule contrôle quelles protéines sont exprimées et à quel niveau chaque protéine est exprimée dans la cellule. Les cellules procaryotes modifient le taux de transcription pour activer ou désactiver les gènes. Cette méthode permet d'augmenter ou de diminuer les niveaux de protéines en réponse aux besoins de la cellule. Les cellules eucaryotes modifient l'accessibilité (épigénétique), la transcription ou la traduction d'un gène. Cela modifiera la quantité d'ARN et la durée de vie de l'ARN afin de modifier la quantité de protéines présentes. Les cellules eucaryotes contrôlent également la traduction des protéines afin d'augmenter ou de diminuer les niveaux globaux. Les organismes eucaryotes sont beaucoup plus complexes et peuvent modifier les niveaux de protéines en modifiant de nombreuses étapes du processus.

16.2 : Régulation des gènes procaryotes

Questions de révision

Si le glucose est absent, mais que le lactose l'est également, l'opéron lac sera ________.

1. activé
2. refoulé
3. activé, mais seulement partiellement
4. muté

Réponse

B

Les cellules procaryotes n'ont pas de noyau. Par conséquent, les gènes des cellules procaryotes sont :

1. tout est exprimé, tout le temps
2. transcrit et traduit presque simultanément
3. contrôlé transcriptionnellement parce que la traduction commence avant la fin de la transcription
4. b et c sont tous deux vrais

Réponse

D

Réponse gratuite

Décrire comment la transcription dans les cellules procaryotes peut être modifiée par une stimulation externe telle qu'un excès de lactose dans l'environnement.

Réponse

Les stimuli environnementaux peuvent augmenter ou induire la transcription dans les cellules procaryotes. Dans cet exemple, le lactose présent dans l'environnement induira la transcription de l'opéron lac, mais uniquement si le glucose n'est pas disponible dans l'environnement.

Quelle est la différence entre un opéron répressible et un opéron inductible ?

Réponse

Un opéron répressible utilise une protéine liée à la région promotrice d'un gène pour maintenir le gène réprimé ou silencieux. Ce répresseur doit être activement retiré afin de pouvoir transcrire le gène. Un opéron inductible est soit activé soit réprimé en fonction des besoins de la cellule et de ce qui est disponible dans l'environnement local.

16.3 : Régulation des gènes épigénétiques eucaryotes

Questions de révision

Que sont les modifications épigénétiques ?

1. l'ajout de modifications réversibles aux protéines histoniques et à l'ADN
2. l'élimination des nucléosomes de l'ADN
3. l'ajout de plus de nucléosomes à l'ADN
4. mutation de la séquence d'ADN

Réponse

UN

Lequel des énoncés suivants est vrai en ce qui concerne les changements épigénétiques ?

1. permettre la transcription de l'ADN
2. déplacer des histones pour ouvrir ou fermer une région chromosomique
3. sont temporaires
4. tout ce qui précède

Réponse

D

Réponse gratuite

Dans les cellules cancéreuses, l'altération des modifications épigénétiques désactive les gènes qui sont normalement exprimés. Hypothétiquement, comment pourriez-vous inverser ce processus pour réactiver ces gènes ?

Réponse

Vous pouvez créer des médicaments qui inversent les processus épigénétiques (pour ajouter des marques d'acétylation des histones ou pour supprimer la méthylation de l'ADN) et créer une configuration chromosomique ouverte.

16.4 : Régulation des gènes de la transcription eucaryote

Questions de révision

La reliure de ________ est requise pour que la transcription commence.

1. une protéine
2. ADN polymérase
3. ARN polymérase
4. un facteur de transcription

Réponse

C

Qu'est-ce qui résultera de la liaison d'un facteur de transcription à une région activatrice ?

1. diminution de la transcription d'un gène adjacent
2. augmentation de la transcription d'un gène distant
3. altération de la traduction d'un gène adjacent
4. initiation du recrutement de l'ARN polymérase

Réponse

B

Réponse gratuite

Une mutation au sein de la région promotrice peut modifier la transcription d'un gène. Décrivez comment cela peut se produire.

Réponse

Une mutation dans la région promotrice peut modifier le site de liaison d'un facteur de transcription qui se lie normalement pour augmenter la transcription. La mutation peut soit diminuer la capacité du facteur de transcription à se lier, diminuant ainsi la transcription, soit augmenter la capacité du facteur de transcription à se lier, augmentant ainsi la transcription.

Que pourrait-il se passer si une cellule contient trop d'un facteur de transcription activateur ?

Réponse

Si un facteur de transcription activateur était présent en trop grande quantité, la transcription augmenterait dans la cellule. Cela pourrait entraîner des altérations dramatiques de la fonction cellulaire.

16.5 : Régulation des gènes post-transcriptionnels eucaryotes

Questions de révision

Lesquels des éléments suivants sont impliqués dans le contrôle post-transcriptionnel ?

1. contrôle de l'épissage de l'ARN
2. contrôle de la navette de l'ARN
3. contrôle de la stabilité de l'ARN
4. tout ce qui précède

Réponse

D

La liaison d'une protéine liant l'ARN ________ assurera la stabilité de la molécule d'ARN.

1. augmentation
2. diminuer
3. ni augmentation ni diminution
4. augmenter ou diminuer

Réponse

D

Réponse gratuite

Décrire comment les RBP peuvent empêcher les miARN de dégrader une molécule d'ARN.

Réponse

Les protéines de liaison à l'ARN (RBP) se lient à l'ARN et peuvent augmenter ou diminuer la stabilité de l'ARN. S'ils augmentent la stabilité de la molécule d'ARN, l'ARN restera intact dans la cellule plus longtemps que d'habitude. Comme les RBP et les miRNA se lient à la molécule d'ARN, la RBP peut potentiellement se lier d'abord à l'ARN et empêcher la liaison du miARN qui le dégradera.

Comment les stimuli externes peuvent-ils modifier le contrôle post-transcriptionnel de l'expression des gènes ?

Réponse

Les stimuli externes peuvent modifier les protéines liant l'ARN (c'est-à-dire par phosphorylation des protéines) afin de modifier leur activité.

16.6 : Régulation génique translationnelle et post-traductionnelle des eucaryotes

Questions de révision

Les modifications post-traductionnelles des protéines peuvent affecter lequel des éléments suivants ?

1. fonction protéique
2. régulation transcriptionnelle
3. modification de la chromatatine
4. tout ce qui précède

Réponse

UN

Réponse gratuite

La modification des protéines peut modifier l'expression des gènes de nombreuses manières. Décrire comment la phosphorylation des protéines peut modifier l'expression des gènes.

Réponse

Comme les protéines sont impliquées dans toutes les étapes de la régulation génique, la phosphorylation d'une protéine (selon la protéine modifiée) peut modifier l'accessibilité au chromosome, modifier la traduction (en modifiant la fonction ou la liaison du facteur de transcription), modifier la navette nucléaire (en influençant modifications du complexe des pores nucléaires), peuvent altérer la stabilité de l'ARN (en se liant ou non à l'ARN pour réguler sa stabilité), peuvent modifier la traduction (augmenter ou diminuer) ou peuvent modifier les modifications post-traductionnelles (ajout ou élimination de phosphates ou d'autres modifications chimiques).

Les formes alternatives d'une protéine peuvent être bénéfiques ou nocives pour une cellule. Que se passerait-il selon vous si une trop grande quantité d'une protéine alternative se liait à l'UTR 3' d'un ARN et provoquait sa dégradation ?

Réponse

Si l'ARN se dégradait, une moindre partie de la protéine codée par l'ARN serait traduite. Cela pourrait avoir des conséquences dramatiques pour la cellule.

Les modifications épigénétiques modifient l'accessibilité et la transcription de l'ADN. Décrire comment les stimuli environnementaux, tels que l'exposition aux rayons ultraviolets, peuvent modifier l'expression des gènes.

Réponse

Les stimuli environnementaux, tels que l'exposition aux rayons ultraviolets, peuvent modifier les modifications des protéines histones ou de l'ADN. De tels stimuli peuvent transformer un gène transcrit activement en un gène silencieux en retirant des groupes acétyles des protéines histones ou en ajoutant des groupes méthyle à l'ADN.

16.7 : Cancer et régulation des gènes

Questions de révision

Les gènes qui causent le cancer sont appelés ________.

1. gènes de transformation
2. gènes suppresseurs de tumeurs
3. oncogènes
4. gènes mutés

Réponse

C

Les traitements ciblés sont utilisés chez les patients présentant un profil d'expression génique défini. Un traitement ciblé qui empêche l'activation du récepteur des œstrogènes dans le cancer du sein serait bénéfique pour quel type de patiente ?

1. patients qui expriment le récepteur de l'EGFR dans des cellules normales
2. patients présentant une mutation qui inactive le récepteur des œstrogènes
3. patients présentant une grande partie du récepteur des œstrogènes exprimée dans leur tumeur
4. patients n'ayant aucun récepteur d'œstrogène exprimé dans leur tumeur

Réponse

C

Réponse gratuite

De nouveaux médicaments sont en cours de développement pour diminuer la méthylation de l'ADN et empêcher l'élimination des groupes acétyles des protéines histones. Expliquez comment ces médicaments peuvent affecter l'expression des gènes pour aider à tuer les cellules tumorales.

Réponse

Ces médicaments maintiendront les protéines histones et les profils de méthylation de l'ADN dans la configuration chromosomique ouverte, de sorte que la transcription soit possible. Si un gène est réduit au silence, ces médicaments peuvent inverser la configuration épigénétique pour réexprimer le gène.

Comment le fait de comprendre le profil d'expression des gènes dans une cellule cancéreuse peut-il vous renseigner sur cette forme spécifique de cancer ?

Réponse

Comprendre quels gènes sont exprimés dans une cellule cancéreuse peut aider à diagnostiquer la forme spécifique du cancer. Cela peut également aider à identifier les options de traitement pour ce patient. Par exemple, si une tumeur du cancer du sein exprime l'EGFR en grand nombre, elle peut répondre à un traitement anti-EGFR spécifique. Si ce récepteur n'est pas exprimé, il ne répondra pas à cette thérapie.