10. Régulation et études de l'expression des gènes durant le développement

Question 1

Nbre type cellules humain

Answer 1

200

Question 2

De quoi dérivent les différents types cellulaires humains?

Answer 2

d’un seul œuf fertilisé

Question 3

génome d’un invertébré

Answer 3

15 000-20 000 gènes.

Question 4

génome d’un vertébré

Answer 4

∼ 30 000-40 000

Question 5

% du génome est exprimé dans un type cellulaire donné.

Answer 5

7-8

Question 6

Nécessité de la régulation de la transcription dans la diversité de l’expression des gènes

Answer 6

Seulement un faible pourcentage du génôme est exprimé dans un type cellulaire donné, donc une grande partie est réprimée

Question 7

Deux types de gènes

Answer 7

gènes communs (housekeeping gene) et des gènes qui les rendent spécifiques

Question 8

Comment peut être définie une cellule spécifique?

Answer 8

par l’expression de gènes “signatures

Question 9

RÉGULATION DE LA TRANSCRIPTION

Answer 9

• Réponse à une modification de l’environnement

- Processus de développement de l’organisme

Question 10

DIFFÉRENCIATION CELLULAIRE

Answer 10

processus permettant à la cellule de devenir hautement spécialisée, qui permet la morphogénèse

Question 11

MORPHOGENÈSE

Answer 11

Processus de développement des structures d’un organisme au cours de son embryogenèse

Question 12

Qu’est-ce qui permet la fonction?

Answer 12

DIFFÉRENCIATION CELLULAIRE et MORPHOGENÈSE

Question 13

Exemple de fonction

Answer 13

taille, métabolisme

Question 14

Gènes/Protéines homologues

Answer 14

Même machinerie développement

Question 15

Homologies

Answer 15

ancêtre commun

Question 16

Preuve de l’homologie anatomique et moléculaire : complémentations entre deux espèces éloignées

Answer 16

Souris mutée peut développée cervelet avec le gène du cervelet de la drosophile

Question 17

Qu’est-ce qui permet la différenciation?

Answer 17

Gène et sa régulation

Question 18

Visualisation de la diversité de l’expression des hènes : du génotype au phénotype

Answer 18

Génomique, transcriptomoque, protéomique, métabolomique

Question 19

Génomique

Answer 19

Qu’est qui pourrait se passer ? (Potentiel)
ADN
Séquençage

Question 20

Transcriptomique

Answer 20

Quel est le plan ? (Stratégie)
ARN
Profil d’expression (ARNm)

Question 21

Protéomique

Answer 21

Qu’est-ce qui se passe réellement ? (Processus)
Protéine
Western blot

Question 22

Métabolomique

Answer 22

Quel est le résultat final ? (Produit)
Métabolites
Profilage des métabolites

Question 23

Mutants et compréhension de la fonction/spécificité des gènes

Answer 23

• ARN interférent (RNAi)
• CRE-lox
• Inductible à la Tetracyclie
• CRISPR/Cas9

Question 24

ARN interférent (RNAi)

Answer 24

Inhibition de la traduction ou de l’expression d’un gène cible en exprimant un ARN complémentaire à une portion de celui-ci.
- dsRNA dégradé

Question 25

CRE-lox

Answer 25

Recombinase (CRE) séquence- spécifique (loxP).  Suppressions,  Insertions,  Translocations  Inversions Tissu-spécifique Inductible Ex : transgène CRE spécifique à un tissu X homozygote pour gène entouré de Lox

Question 26

Inductible à la Tetracyclie

Answer 26

La transcription est activée ou désactivée de manière réversible en présence de l'antibiotique tétracycline ou l'un de ses dérivés (doxycycline). Utilisation du site TRE devant un promoteur minimal/basal

Question 27

CRISPR/Cas9

Answer 27

- Cas9 : endonucléase d'ADN guidée par ARN. - L’ARNsg (single guide) permet de spécifier le positionnement de l’endonucléase sur l’ADNg -> Cas9 induit alors un bris double brin qui doit être réparé - Induit DSB de manière séquence- spécifique. - Inactivation du gène NHEJ ou incorporation d’un gène hétérologue réparation HR. - Associé aux séquences CRISPR

Question 28

CRISPR

Answer 28

Courtes répétitions - forme de système immunitaire acquis des procaryotes : espaces entre les répétitions sont formés à partir de séquences d’ADN viral -> Lors d’une 2e infection, le système permet de dégrader l’ADN

Question 29

banques d’ADN

Answer 29

- composée d’une population de vecteurs | - criblage de banques

Question 30

Types de banques d'ADN

Answer 30

Banques d’ADN génomique et Banques d’ADN complémentaire

Question 31

Banques d’ADN complémentaire

Answer 31

- image moléculaire de tous les ARNm exprimés dans un tissu - Extraction de l’ARNm d'un tissu - Rétrotranscription en ADN complémentaire - Clonage dans un vecteur

Question 32

Banques d’ADN génomique

Answer 32

- tout le génome (introns, exons, ADN répétitifs, ADN intercalaire, etc) - Extraction de l’ADNg partir de n’importe quel tissu - Fragmentation de l’ADN en séquences - Clonage dans un vecteur

Question 33

banques d’ADN - ADNg

Answer 33

- vecteurs qui contiennent chacun un fragment différent et aléatoire du génome. - Génome complet.

Question 34

banques d’ADN - ADN complémentaire

Answer 34

- séquences codantes. - ARNm → rétrotranscrit en ADN complémentaire - 1 ADNc = 1 ARN = 1 gène (sans intron)

Question 35

Criblage des banques d’ADN

Answer 35

Bio-informatique ou criblage via sonde

Question 36

criblage via sonde des banques d’ADN

Answer 36

- criblage physique - Repose sur le principe de l’hybridation des séquences complémentaires - On sélectionne les clones qui nous intéressent avant de les séquencer.

Question 37

Criblage par puces à ADN

Answer 37

- Maintien à long terme de l’ADN dans des congélateurs | - Arrangement ordonné

Question 38

Criblage des banques d’ADN - Utilisation des séquences “dégénérées

Answer 38

- Différentes possibilités de séquences en nucléotides pour obtenir une même séquence d’acides aminés - Protéine -> ADN possibles -> Séquence du gène homologue chez une autre espèce

Question 39

comment passer d’une cellule avec tout le potentiel possible (le génome) à une cellule remplissant une fonction très précise avec un patron d’expression systématique ?

Answer 39

La régulation de la différenciation

Question 40

Stratégies favorisant la différenciation : exemple

Answer 40

C. elegans a un total de 950 cellules à l’âge adulte et on connait la lignée cellulaire de chacune à partir du zygote -> suivre la différenciation cellulaire lors du développement de l’organisme, et ainsi prédire le sens de la morphogénèse

Question 41

Comment s’assurer qu’un type cellulaire donné exprime le “bon” complément de gènes?

Answer 41

FAVORISANT LA DIFFÉRENCIATION Localisation d’ARNm selon la polarité Contacts entre cellules voisines ou sécrétion paracrine. Gradients moléculaires dictant des patrons de développement selon la position de la cellule.

Question 42

Qu'est-ce que déclenche les stratégies favorisant la diférenciation?

Answer 42

 Commutateurs génétiques complexes  Divisions asymétriques

Question 43

Localisation d’ARNm (polarité)

Answer 43

Les cellules filles ayant hérité de quantités différentes de ces régulateurs suivent des voies de développement différentes. • molécule distribuée asymétriquement est un ARNm. • codent des activateurs ou des répresseurs de la transcription. • interaction entre protéine adaptatrice • Protéine interagie avec des composants du cytosquelette telle la myosine et actine L’asymétrie de ce processus repose sur l’asymétrie intrinsèque des éléments du cytosquelette.

Question 44

Conséquence localisation ARNm

Answer 44

Une seule des 2 cellules héritera donc de l’ARNm localisé.

Question 45

Exemple localisation ARNm

Answer 45

- divisions de l’embryon, il n’est hérité que par 2 cellules, qui deviendront la queue motile. - Macho-1 code un activateur de la transcription spécifique (facteur doigts de zinc) pour des gènes musculaire

Question 46

Contacts cellule-cellule

Answer 46

*Influence de l’expression génique des cellules voisines en produisant des protéines de signalisation extracellulaires • déposées dans sa membrane plasmique ou • sécrétées → reconnu par un récepteur spécifique à la surface de la cellule cible -> voies de transduction du signal *contact direct *Inhibition latérale et signalisation inductive

Question 47

Inhibition latérale

Answer 47

1 cellule se différencie -> cspte | iorsdgh;oi i give up