1. Organisation du génome chez les eucaryotes Flashcards
Qu’est ce que le génome d’une espèce ?
Le génome d’une espèce réfère à l’intégralité de son matériel génétique et non seulement les gènes
Où sont organisées les molécules d’ADN chez les eucaryotes ?
Les molécules d’ADN sont organisées dans le noyau.
Quels sont les différents niveaux d’organisation de l’ADN ?
- Intra-moléculaire : Organisation des séquences dans une molécule d’ADN.
- Inter-moléculaire : Interactions entre les molécules d’ADN, ARN, protéines, etc., ainsi que leur repliement et leur localisation dans le noyau.
Où trouve-t-on l’ADN chez une cellule eucaryote ailleurs que dans le noyau ?
Aussi dans les mitochondries.
Chez les plantes, on trouve également de l’ADN dans les chloroplastes.
Quels sont les rôles des pores nucléaires ?
Les pores nucléaires permettent les échanges entre le noyau et le cytoplasme, comme le passage de l’ARNm.
Qu’est-ce que la chromatine et comment est-elle organisée ?
La chromatine est l’ADN enroulé autour des histones.
Elle est divisée en :
- Euchromatine : Peu compacte.
- Hétérochromatine : Plus compacte.
Vrai ou Faux ? Les fonctions des diverses régions du noyau sont équivalentes ?
Faux.
Les différentes régions (périphérie, centre, etc.) possèdent des structures spécifiques et remplissent des fonctions distinctes, comme la transcription, l’épissage ou le stockage de l’ADN.
Vrai ou Faux ? Les sous-compartiments du noyau
ne sont pas délimités par des membranes.
Vrai. Elles sont distinguées par séparation de phases (comme de l’huile dans de l’eau)
Quels sont les niveaux d’organisation de l’ADN dans le noyau ?
- Séquences simples ou spécifiques dans le génome (ex : gènes, introns, ADN simple-copie, ADN répétitif).
- Organisation locale avec des nucléosomes (“beads on a string”).
- Fibres de chromatine (30 nm).
- Boucles associées à un échafaudage chromosomique.
- Chromosomes d’interphase.
Quelle est la structure de base des polynucléotides d’ADN ?
L’ADN est un polymère linéaire de nucléotides.
Les nucléotides sont reliés par des liens phosphodiesters entre les carbones 3’ et 5’.
Chaque nucléotide a une charge négative à cause des phosphates.
Les extrémités sont :
- 5’ : Phosphate libre.
- 3’ : Hydroxyle libre.
Vrai ou Faux ? L’ADN est globalement chargé négativement.
Vrai
(si t’as répondu faux retourne au cégep)
Quel est le rôle du Mg²⁺ dans la compaction de l’ADN ?
Le Mg²⁺ aide à neutraliser les charges négatives des phosphates dans l’ADN.
De quelle façon l’EDTA agit-il sur Mg²⁺ et comment est-ce que cela affecte la structure de l’ADN ?
En présence d’EDTA (qui chélate (séquestre) le Mg²⁺), la chromatine devient moins dense car la neutralisation des charges est perdue.
Quelles sont les caractéristiques de la structure de l’ADN double-brin ?
- 2 brins antiparallèles (5’-3’ et 3’-5’).
- Base complémentaire : A-T, G-C.
- Squelette sucre-phosphate.
- Taille mesurée en paires de bases (pb) : 1000 pb = 1 kb, 10⁶ pb = 1 Mb.
Qu’est-ce que la forme ADN-B ?
- Forme la plus commune de l’ADN in vivo.
- Rotation de l’hélice vers la droite avec des bases empilées perpendiculairement à l’hélice.
- Sillon majeur et mineur essentiels pour les interactions avec des protéines (facteurs de transcription).
Comment lit-on une séquence d’ADN ?
De l’extrémité 5’ vers 3’ par convention.
Quelle est la différence entre l’ADN dans le noyau pendant l’interphase et la mitose ?
- Interphase : L’ADN est sous forme diffuse, non condensée.
- Mitose : L’ADN devient condensé pour former des chromosomes visibles.
Quels sont les facteurs responsables de la condensation de l’ADN en chromosomes ?
La condensation dépend de la chromatine et de facteurs structurels comme les histones.
Qu’est-ce qu’un chromosome ?
Une molécule d’ADN double-brin, qui doit être dupliquée et transmise aux cellules filles lors de la division cellulaire.
Que contient un caryotype humain normal ?
- 46 chromosomes au total (22 paires autosomiques et 2 chromosomes sexuels : XX ou XY)).
- Chaque paire comprend un chromosome d’origine paternelle et un d’origine maternelle.
Quelles sont les étapes du cycle cellulaire et leurs rôles ?
- G1 (GAP 1) : Croissance et synthèse de protéines et rassemblement de matériaux nécessaires pour la réplication d’ADN.
- S (Synthèse) : Duplication de l’ADN.
- G2 (GAP 2) : Préparation pour la mitose.
- M (Mitose) : Séparation des chromosomes et cytocinèse.
Quels sont les changements dans l’ADN pendant la mitose ?
- Prophase : Les chromatides sœurs sont condensées et restent liées.
- Métaphase : Alignement des paires de chromosomes sur la plaque équatoriale.
- Anaphase : Séparation des chromatides sœurs vers les pôles opposés.
- Télophase : Formation de deux noyaux distincts dans les cellules filles.
L’ADN reste-t-il condensé après la mitose ?
Non, il redevient diffus pendant l’interphase pour permettre la transcription et la réplication.
Quelle est la taille moyenne d’un chromosome humain en termes d’ADN ?
Un chromosome humain contient environ 2,4 x 10⁸ pb.
Qu’est-ce qu’un locus dans le contexte des chromosomes ?
Un locus est une région ou séquence d’ADN spécifique sur un chromosome. Il est défini par :
- Le chromosome concerné.
- La position précise sur le bras court (p) ou le bras long (q) du chromosome.
Quels sont les deux bras d’un chromosome, et comment sont-ils définis?
Les chromosomes possèdent un bras court (p) et un bras long (q), dont la longueur relative est déterminée par la position du centromère par rapport aux extrémités chromosomiques (télomères).
Cette distinction facilite l’identification précise des régions chromosomiques pour localiser une séquence d’intérêt.
Quels sont les rôles des centromères et des télomères dans les chromosomes ?
- Centromères : Sites d’attachement des chromosomes au fuseau mitotique pour la division cellulaire.
- Télomères : Protègent les extrémités des chromosomes et préviennent leur dégradation.
Quels sont les types de chromosomes selon la position du centromère ?
- Télocentrique : Centromère à l’extrémité (bras court très petit ou absent).
- Acrocentrique : Bras long bien plus grand que le bras court.
- Submétacentrique : Bras court et long de tailles différentes mais proportionnées.
- Métacentrique : Bras court et long de tailles presque égales.
Quelle technique permet d’identifier et de caractériser les chromosomes d’une cellule ?
L’analyse cytogénétique avec coloration Giemsa, qui met en évidence les bandes G (plus intenses dans l’hétérochromatine riche en AT).
Quelles sont les étapes pour obtenir des chromosomes marqués au Giemsa ? (pas important)
- Collecte des cellules (par exemple, moelle osseuse).
- Blocage des cellules en métaphase avec la colcémide.
- Étalement des chromosomes et coloration au Giemsa.
Comment se lit un locus en nomenclature cytogénétique ? (Exemple : 3p22.1)
Exemple : 3p22.1 signifie :
- Chromosome 3
- Bras court (p)
- Bande 2
- Sous bande 2
- Sous-bande 1
Pourquoi utilise-t-on la coloration Giemsa sur les chromosomes en métaphase ?
Parce que les chromosomes sont condensés à ce stade, permettant une identification précise des bandes et des anomalies potentielles.
Quelle est l’importance des G-bands dans l’analyse cytogénétique ?
Les G-bands permettent de localiser précisément un locus sur un chromosome et d’identifier des variations structurales ou génétiques associées à des maladies.
L’intervalle 4p16 est-il plus grand ou plus petit que 4p17 ? Quel locus est de plus grande taille ?
On ne peut pas savoir a priori.
Les numéros des bandes augmentent en s’éloignant du centromère, donc 4p16 est plus proche du centromère que 4p17.
Pour confirmer avec certitude la taille exacte des deux loci, il faudrait vérifier les coordonnées génomiques exactes (en paires de bases) dans une base de données
L’intervalle 4p1 est-il plus grand que 4p16 ?
Oui, 4p1 englobe une région plus large que 4p16, car les sous-bandes (par exemple, 6) sont des subdivisions des bandes principales (par exemple, 1).
Le bras P est-il plus court que le bras Q sur un chromosome ?
Non, ils sont égaux/similaires dans le cas des chromosomes métacentriques.
Combien de molécules d’ADN double-brin sont présentes dans un chromosome visible dans une analyse caryotypique ?
Chaque chromosome contient deux molécules d’ADN double-brin (chromatides sœurs) après la réplication en phase S du cycle cellulaire.
Les chromosomes visibles dans une analyse caryotypique proviennent de cellules en quelle phase du cycle cellulaire ?
Les chromosomes proviennent de cellules en métaphase, où ils sont au maximum de leur condensation.
Pourquoi utilise-t-on des cellules en G2/M pour les analyses de caryotype ?
Les cellules en G2/M ont des chromosomes répliqués et condensés, ce qui facilite leur visualisation et leur identification.
Comment identifie-t-on les chromosomes dans un caryotype ?
Les chromosomes sont identifiés par leur taille, la position du centromère (type de chromosome), et le motif de bandes Giemsa (G-banding).
Qu’est-ce que la technique FISH et à quoi sert-elle ?
La technique FISH (Fluorescence In Situ Hybridization) permet de localiser une séquence particulière sur un chromosome en utilisant des sondes marquées par un fluorophore.
Elle est utilisée pour détecter des réarrangements, comme des fusions génétiques dans certains cancers.
Quelle est l’utilité du caryotypage spectral (SKY) ? (pas important)
Le caryotypage spectral permet d’identifier facilement chaque chromosome grâce à des sondes fluorescentes spécifiques, chaque chromosome apparaissant d’une couleur différente.
Quelle est la différence entre la cartographie cytogénétique et les techniques de haute résolution ?
Cartographie cytogénétique :
- Simple et peu coûteuse, permet d’identifier des réarrangements chromosomiques et anomalies visibles.
- Résolution grossière, souvent suffisante pour la clinique.
Haute résolution :
- Précision au niveau des bases, adaptée pour des analyses complexes.
- Plus coûteuse et plus longue, mais devient de plus en plus accessible.
Comment localiser précisément un locus dans le génome humain à l’aide de bases de données ?
Les bases de données comme le NCBI Genome Data Viewer ou UCSC Genome Browser permettent de localiser un locus en utilisant :
- Sa position cytogénétique (par exemple, 14q22.2).
- Sa position moléculaire (par exemple, Chr14 : 54,938,938-55,027,106).
Les informations moléculaires sont plus précises, notamment pour les analyses de séquences au niveau des bases, et elles permettent de détecter des variations génétiques plus fines.
Quels avantages offre le Genome Browser UCSC ?
- Facilité d’utilisation et d’accès.
- Intégration de multiples données, comme la conservation évolutive et l’annotation des gènes.
Comment détecter une translocation entre deux chromosomes chez un individu ?
- Analyse karyotypique par SKY ou Giemsa
- Séquençage entier du génome
Comment pourriez-vous détecter une translocation entre deux gènes ?
- Séquençage entier du génome
- FISH avec sondes contre chacun des gènes d’intérêt
Qu’est-ce qu’un chromosome recombinant ?
Un chromosome recombinant est issu d’un échange de matériel génétique entre deux chromosomes non homologues, résultant d’une translocation.
Quels sont des exemples de translocations dans le cancer ? (pas à l’examen)
t(7;11)(p15;p15) : Échange entre les chromosomes 7 et 11, observé dans certaines leucémies myéloïdes aiguës.
t(9;22) : Translocation impliquant les chromosomes 9 et 22 (chromosome de Philadelphie), commune dans la leucémie myéloïde chronique.
Pourquoi le chromosome de Philadelphie (t(9;22)) est-il significatif dans les cancers ?
Cette translocation fusionne les gènes BCR (chromosome 22) et ABL (chromosome 9), produisant une protéine kinase anormale impliquée dans la leucémie myéloïde chronique.
(Important de retenir tout simplement que c’est une recombinaison entre deux chromosomes non-homologues qui cause un cancer.)
Si vous connaissez les gènes impliqués dans une translocation et la région générale de chaque gène impliqué, comment pourriez-vous déterminer le « breakpoint » entre deux translocations ?
- Séquençage entier du génome (coûteux pour rien par contre…)
- PCR avec amorces diagnostiques permettant d’identifier si une translocation existe et où elle se trouve, suivi d’un séquençage des fragments PCR permet de voir précisément le point de cassure au niveau des bases.
Quel est le rôle de la PCR dans l’analyse des translocations ?
La PCR permet d’amplifier des régions spécifiques pour détecter des réarrangements et identifier les breakpoints.
Elle peut être suivie d’un séquençage pour des analyses précises.
Quelles sont les alternatives au séquençage pour détecter des translocations ?
- FISH pour des analyses ciblées.
- Analyse des fragments d’ADN amplifiés par PCR.
- Caryotypage spectral (SKY) pour une vue globale des anomalies chromosomiques.
Plus de détails (juste pour comprendre) :
- FISH : Utilise des sondes fluorescentes spécifiques qui s’hybrident avec des séquences cibles sur les chromosomes. Permet de détecter les translocations en visualisant les signaux fluorescents à des positions anormales sur les chromosomes. Avantage : spécifique et ciblé, utile pour des translocations connues.
- PCR : Utilise des amorces spécifiques pour amplifier des régions de jonction impliquées dans une translocation. La présence d’un produit PCR indique une translocation spécifique. Avantage : rapide et précis pour des translocations connues.
- SKY : Technique de coloration des chromosomes grâce à des sondes fluorescentes marquées par des couleurs spécifiques pour chaque chromosome. Permet une vue globale des chromosomes et l’identification de réarrangements chromosomiques, y compris des translocations. Avantage : détecte des anomalies structurelles complexes, même inconnues.
Vrai ou Faux ? Un organisme complexe comme une grenouille a plus de chromosomes qu’un organisme simple comme une levure (Saccharomyces cerevisiae).
Faux.
Le nombre de chromosomes n’est pas directement lié à la complexité d’un organisme.
Par exemple, certaines fougères comme Ophioglossum possèdent 630 paires de chromosomes, bien plus que les humains.
Vrai ou Faux ? Les cellules d’un organisme multicellulaire possèdent toutes le même nombre de chromosomes.
Vrai.
Les cellules d’un même organisme multicellulaire (sauf exceptions comme les cellules germinales ou les mutations somatiques) possèdent le même nombre de chromosomes.
Que représente la ploïdie d’une cellule ?
La ploïdie est le nombre d’ensembles complets de chromosomes dans une cellule. Par exemple :
- Haploïde (N) : un seul ensemble.
- Diploïde (2N) : deux ensembles.
