418 trOiSiÈMe partie La génétique
de différentes combinaisons comportant seulement quelques
éléments de contrôle suffit pour assurer la régulation différentielle de la transcription dans deux types de cellules.
Cette situation peut se produire parce que chaque type de
cellules contient un groupe différent de protéines activatrices.
Au concept 18.4, nous verrons comment ces groupes ont pu
arriver à être différents.
Les gènes à régulation
coordonnée chez les Eucaryotes
Comment la cellule eucaryote régulet-elle les gènes aux fonc tions apparentées qu’il est nécessaire d’activer ou de
désactiver simultanément ? Plus haut
dans ce chapitre, vous avez vu que,
chez les Bactéries, les gènes à régulation coordonnée sont souvent groupés
en un opéron ; la régulation est assurée
par un seul promoteur et la transcription s’effectue en une seule molécule
d’ARNm. Les gènes sont donc exprimés
ensemble, et les protéines codées sont
produites simultanément. On n’a pas
découvert d’opéron fonctionnant ainsi
dans les cellules eucaryotes, à quelques
exceptions mineures près.
Les gènes d’Eucaryotes exprimés
simultanément, tels que les gènes qui
codent pour les enzymes d’une même
voie métabolique, sont généralement
disséminés sur des chromosomes différents. Dans de tels cas, l’expression
coordonnée des gènes d’Eucaryotes
dépend de l’association d’un ensemble
spécifique d’éléments de contrôle et de
chacun des gènes d’un groupement disséminé. On pourrait comparer la présence de ces éléments aux drapeaux
levés sur cer taines boîtes aux lettres
parmi les autres, signalant au facteur
qu’il doit vérifier ces boîtes. Des exemplaires des activateurs reconnaissent les
éléments de contrôle et se lient à eux,
facilitant la transcription simultanée de
gènes, peu importe où ils sont situés sur
le génome.
La régulation coordonnée de gènes
dispersés dans une cellule d’Eucaryote
se produit souvent en réaction à des
stimulus moléculaires provenant de
l’extérieur de la cellule. Par exemple,
une hormone stéroïde pénètre dans la
cellule et se lie à un récepteur pro téique
spécifique intracellulaire, formant un
complexe hormone-récepteur qui sert
d’activateur de la transcription (voir la
figure 11.9, p. 242). Chaque gène dont
la transcription est stimulée par une
hormone stéroïde particulière, quel que
soit son emplacement sur un chromosome, porte un élément de contrôle reconnu par le
complexe hormone-récepteur. C’est de cette façon que l’œstrogène active un groupe de gènes qui stimulent la division
cellulaire dans les cellules de l’utérus, le préparant pour
la grossesse.
De nombreux stimulus moléculaires, tels que les hormones
non stéroïdiennes et les facteurs de croissance, se lient à des
Activateurs
disponibles
Activateurs
disponibles
Gène de l’albumine
non exprimé
Gène de
la cristalline
non exprimé
(a)
Gène de la cristalline
Gène de l’albumine
Amplificateur
Éléments
de contrôle
Promoteur
NOYAU DE LA CELLULE
DU CRISTALLIN
NOYAU DE LA
CELLULE HÉPATIQUE
Gène de la cristalline
exprimé
Gène de l’albumine
exprimé
Cellule hépatique. Le gène de l’albumine est
exprimé ; le gène de la cristalline ne l’est pas.
(b) Cellule du cristallin. Le gène de la cristalline
est exprimé ; le gène de l’albumine ne l’est pas.
m Figure 18.11 La transcription spécifique au type de cellules. Les cellules hépatiques et les cellules
du cristallin possèdent les gènes capables de synthétiser la protéine albumine et la protéine cristalline, mais
seules les cellules hépatiques fabriquent l’albumine (protéine du sang) et seules les cellules du cristallin
fabriquent la cristalline (composante principale du cristallin de l’œil). Les facteurs de transcription spécifiques synthétisés dans une cellule déterminent quels gènes sont exprimés. Ici, les gènes de l’albumine
et ceux de la cristalline sont illustrés en haut, chacun ayant un amplificateur composé de trois éléments
de contrôle différents. Bien que les amplificateurs pour les deux gènes partagent un élément de contrôle
(en gris), chacun possède une combinaison d’éléments unique. Tous les activateurs nécessaires à une expression à haut niveau du gène de l’albumine ne sont présents que dans les cellules hépatiques (en a), alors
que les activateurs nécessaires à l’expression du gène de la cristalline ne se trouvent que dans les cellules
du cristallin (en b). Pour plus de simplicité, nous n’examinons ici que le rôle des activateurs, bien que la
présence ou l’absence de répresseurs puisse aussi influer sur la transcription dans certains types de cellules.
Décrivez l’amplificateur pour le gène de l’albumine dans chaque cellule. Comparez la séquence
de nucléotides de cet amplificateur dans la cellule hépatique avec celle dans la cellule du cristallin.
?
de différentes combinaisons comportant seulement quelques
éléments de contrôle suffit pour assurer la régulation différentielle de la transcription dans deux types de cellules.
Cette situation peut se produire parce que chaque type de
cellules contient un groupe différent de protéines activatrices.
Au concept 18.4, nous verrons comment ces groupes ont pu
arriver à être différents.
Les gènes à régulation
coordonnée chez les Eucaryotes
Comment la cellule eucaryote régulet-elle les gènes aux fonc tions apparentées qu’il est nécessaire d’activer ou de
désactiver simultanément ? Plus haut
dans ce chapitre, vous avez vu que,
chez les Bactéries, les gènes à régulation coordonnée sont souvent groupés
en un opéron ; la régulation est assurée
par un seul promoteur et la transcription s’effectue en une seule molécule
d’ARNm. Les gènes sont donc exprimés
ensemble, et les protéines codées sont
produites simultanément. On n’a pas
découvert d’opéron fonctionnant ainsi
dans les cellules eucaryotes, à quelques
exceptions mineures près.
Les gènes d’Eucaryotes exprimés
simultanément, tels que les gènes qui
codent pour les enzymes d’une même
voie métabolique, sont généralement
disséminés sur des chromosomes différents. Dans de tels cas, l’expression
coordonnée des gènes d’Eucaryotes
dépend de l’association d’un ensemble
spécifique d’éléments de contrôle et de
chacun des gènes d’un groupement disséminé. On pourrait comparer la présence de ces éléments aux drapeaux
levés sur cer taines boîtes aux lettres
parmi les autres, signalant au facteur
qu’il doit vérifier ces boîtes. Des exemplaires des activateurs reconnaissent les
éléments de contrôle et se lient à eux,
facilitant la transcription simultanée de
gènes, peu importe où ils sont situés sur
le génome.
La régulation coordonnée de gènes
dispersés dans une cellule d’Eucaryote
se produit souvent en réaction à des
stimulus moléculaires provenant de
l’extérieur de la cellule. Par exemple,
une hormone stéroïde pénètre dans la
cellule et se lie à un récepteur pro téique
spécifique intracellulaire, formant un
complexe hormone-récepteur qui sert
d’activateur de la transcription (voir la
figure 11.9, p. 242). Chaque gène dont
la transcription est stimulée par une
hormone stéroïde particulière, quel que
soit son emplacement sur un chromosome, porte un élément de contrôle reconnu par le
complexe hormone-récepteur. C’est de cette façon que l’œstrogène active un groupe de gènes qui stimulent la division
cellulaire dans les cellules de l’utérus, le préparant pour
la grossesse.
De nombreux stimulus moléculaires, tels que les hormones
non stéroïdiennes et les facteurs de croissance, se lient à des
Activateurs
disponibles
Activateurs
disponibles
Gène de l’albumine
non exprimé
Gène de
la cristalline
non exprimé
(a)
Gène de la cristalline
Gène de l’albumine
Amplificateur
Éléments
de contrôle
Promoteur
NOYAU DE LA CELLULE
DU CRISTALLIN
NOYAU DE LA
CELLULE HÉPATIQUE
Gène de la cristalline
exprimé
Gène de l’albumine
exprimé
Cellule hépatique. Le gène de l’albumine est
exprimé ; le gène de la cristalline ne l’est pas.
(b) Cellule du cristallin. Le gène de la cristalline
est exprimé ; le gène de l’albumine ne l’est pas.
m Figure 18.11 La transcription spécifique au type de cellules. Les cellules hépatiques et les cellules
du cristallin possèdent les gènes capables de synthétiser la protéine albumine et la protéine cristalline, mais
seules les cellules hépatiques fabriquent l’albumine (protéine du sang) et seules les cellules du cristallin
fabriquent la cristalline (composante principale du cristallin de l’œil). Les facteurs de transcription spécifiques synthétisés dans une cellule déterminent quels gènes sont exprimés. Ici, les gènes de l’albumine
et ceux de la cristalline sont illustrés en haut, chacun ayant un amplificateur composé de trois éléments
de contrôle différents. Bien que les amplificateurs pour les deux gènes partagent un élément de contrôle
(en gris), chacun possède une combinaison d’éléments unique. Tous les activateurs nécessaires à une expression à haut niveau du gène de l’albumine ne sont présents que dans les cellules hépatiques (en a), alors
que les activateurs nécessaires à l’expression du gène de la cristalline ne se trouvent que dans les cellules
du cristallin (en b). Pour plus de simplicité, nous n’examinons ici que le rôle des activateurs, bien que la
présence ou l’absence de répresseurs puisse aussi influer sur la transcription dans certains types de cellules.
Décrivez l’amplificateur pour le gène de l’albumine dans chaque cellule. Comparez la séquence
de nucléotides de cet amplificateur dans la cellule hépatique avec celle dans la cellule du cristallin.
?