1A - Organisation de l'expression génique Flashcards

1
Q

Est-ce que l’ensemble des molécules inclut dans le dogme central de la biologie moléculaire peuvent se répliquer?

A

Non, les protéines ne peuvent pas se répliquer. De plus, elles ne peuvent pas être utilisé comme matrice pour la traduction de ADN et ARN.

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2
Q

Quels sont les six mécanismes inclus dans le dogme central de la biologie moléculaire?

A
  1. Réplication de l’ADN
  2. Transcription de l’ADN en ARN
  3. Transcription inverse de l’ARN en ADN
  4. Réplication de l’ARN
  5. Traduction de l’ARN en protéine
  6. Traduction de l’ADN en protéine
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3
Q

Quelle est l’objectif principale du dogme central de la biologie moléculaire?

A

Transferts d’informations généraux, spéciaux et inconnus.

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4
Q

Quel a été le premier type de polynucléotides? Quel est l’ordre d’apparition des différents types de molécules ?

A

ARN (RNA world) -> Protéine (RNP world) -> ADN (LUCA)

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5
Q

Quel type de molécule catalyse la réplication de l’ARN?

A

Les ribozymes, soient des ARN qui possèdent la propriété de catalyser une réaction chimique spécifique.

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6
Q

Pourquoi est-ce que l’information génétique est désormais stockées dans l’ADN, et non l’ARN?

A

L’ADN est beaucoup plus stable que l’ARN, en raison de son organisation à double brin et de sa base azoté thymine.

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7
Q

Quels sont les quatre bases azotés de l’ARN?

A

Cytosine et Guanine, Adénine et Uracile

*Important de connaitre la structure des bases azotés

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8
Q

Quels sont les quatre bases azotés de l’ADN?

A

Cytosine et Guanine, Adénine et Thymine

*Important de connaitre la structure des bases azotés

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9
Q

Vrai ou Faux? L’ARN peut s’apparier en structure double brin (hybrides) seulement avec l’ARN.

A

Faux, l’ARN peut former une structure hybride avec l’ARN ou l’ADN.

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10
Q

Quels sont les appariement des bases atypiques (Wobble) dans l’ARN?

A

Guanine et Uracile, Inosine et Uracile, Inosine et Adénine, Inosine et Cytosine

*Inosine est présent dans certains ARN comme ARNt

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11
Q

Quels sont les structures secondaires formées par les ARN? (5)

A
  1. Hélice
  2. Tige Boule
  3. Gonflement
  4. Boucle interne
  5. Boucle à branchements multiples
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12
Q

Quelle est la structure secondaire et tertiaire des ARNt?

A

Structure secondaire en trèfle (2D) et forme tridimensionnelle en “L” (3D)

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13
Q

Quelle est la structure responsable de l’organisation génomique des procaryotes et eucaryotes?

A

Procaryotes: Nucléoïde (pas de noyau)

Eucaryotes: Chromatine (noyau et histones)

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14
Q

Quelle est la différence majeure lors de la régulation de l’expression génique chez les procaryotes et les eucaryotes?

A

Procaryotes: Transcription et traduction successive de l’ADN et de l’ARN’ afin de limiter la régulation entre les différents mécanismes

Eucaryotes: Séparation des mécanismes de transcription, de maturation et de traduction dans le noyau et le cytoplasme, pour obtenir une meilleure régulation de l’expression génique

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15
Q

Décrire l’organisation des gènes chez les procaryotes.

A

Les gènes chez les procaryotes sont souvent organisés sous forme d’opérons, afin d’obtenir une régulation commune entre les différentes protéines.

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16
Q

Comment se déroule la transcription des opérons chez les procaryotes ?

A

La transcription des opérons génère un ARNm polycistronique qui encode plusieurs protéines différentes, souvent impliquées dans des voies métaboliques communes.

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17
Q

Définir la différence principale entre les gènes procaryotes et eucaryotes.

A

Les gènes eucaryotes sont rarement organisés en opérons et sont généralement exprimés indépendamment des gènes avoisinants.

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18
Q

Quelles sont les caractéristiques des ARNm eucaryotes ?

A

Les ARNm eucaryotes contiennent des régions codantes (exons pour produire une protéine) et non-codantes (introns, 5’ UTR, 3’ UTR).

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19
Q

Expliquer le rôle des gènes non-codants chez les eucaryotes.

A

Les gènes non-codants chez les eucaryotes n’encodent pas de protéines mais peuvent jouer des rôles régulateurs ou structurels.

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20
Q

Classer les types d’organismes en fonction de la taille moyenne de leur génome.

A

Procaryotes < Eucaryotes unicellulaires < Invertébrés < Plantes < Vertébrés

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21
Q

Quelle est la taille du génome humain?

A

La taille du génome humain est d’environ 3,2 Giga paires de base.

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22
Q

Quelle est la quantité de gènes codants humain?

A

Le génome humain contient environ 20 000 à 25 000 gènes codants pour des protéines.

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23
Q

Quelle proportion du génome humain code pour des protéines?

A

Seulement 1,5 % du génome humain code pour des protéines.

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24
Q

Quelle est la proportion de transposons dans le génome humain?

A

Environ 50 % du génome humain dérive de transposons, qui sont des éléments génétiques mobiles.

25
Q

Décrivez l’objectif du projet ENCODE.

A

L’objectif du projet ENCODE est de déchiffrer les secrets de la régulation du génome.

26
Q

Comment est exprimé le génome au niveau ARN?

A

Environ 75% du génome est exprimé au niveau ARN, ce qui est appelé le transcriptome.

27
Q

Décrivez la technique de séquençage d’ADN de Maxam-Gilbert.

A

La méthode de Maxam-Gilbert repose sur la modification chimique des bases de l’ADN, suivie d’une séparation des fragments résultants par électrophorèse. Cette approche permet de déterminer la séquence en lisant les longueurs des fragments.

28
Q

Quelle est la première étape de la méthode de séquençage de Maxam-Gilbert?

A

Un segment d’ADN est étiqueté à une extrémité avec du 32P.

29
Q

Quels sont les 4 produits chimiques ajoutés aux échantillons d’ADN lors du séquençage de Maxam-Gilbert? Quels bases azotés peuvent-ils couper?

A
  1. Diméthylsulfate (Guanine)
  2. Acide formique (Purine)
  3. Hydrazine (Pyrimidine)
  4. Hydrazine + NaCl (Cytosine)
30
Q

Expliquer ce que sont les didéoxyribonucléotides triphosphates (ddNTP).

A

Les didéoxyribonucléotides triphosphates (ddNTP) sont des analogues des dNTP qui manquent d’un groupe hydroxyle sur le carbone 3’, ce qui les rend essentiels pour l’arrêt de la synthèse d’ADN lors du séquençage.

31
Q

Que se passe-t-il après que l’ADN marqué est divisé en quatre échantillons lors du séquençage de Maxam-Gilbert?

A

Chaque échantillon est traité avec un produit chimique qui détruit spécifiquement une ou deux des quatre bases de l’ADN.

32
Q

Comment sont générés les fragments d’ADN lors du séquençage de Maxam-Gilbert?

A

Le traitement des molécules coupées avec de la pipéridine casse le squelette de l’ADN aux sites où les bases ont été détruites.
Une enzyme de restriction vient couper le squelette de l’ADN où la base a été détruite.

33
Q

Comment les fragments d’ADN sont-ils séparés lors du séquençage de Maxam-Gilbert?

A

Les fragments marqués sont séparés sur un gel d’acrylamide, et le gel est autoradiographié pour lire le motif des bandes.

34
Q

Comment la technique de séquençage de Sanger fonctionne-t-elle ?

A

La technique de Sanger repose sur l’incorporation de didésoxynucléotides, empêchant l’élongation de l’ADN. Cela permet de générer des fragments de différentes longueurs, facilitant l’analyse des séquences par électrophorèse.

35
Q

Vrai ou Faux? C’est le brin matrice d’ADN qui est marqué lors du séquençage Sanger?

A

Faux, c’est l’amorce qui est marquée!

36
Q

Comment les didésoxynucléotides sont-ils incorporées dans l’ADN?

A

Ces molécules peuvent être incorporées dans l’ADN par l’ADN polymérase de E. Coli, car elles ont un 5’-triphosphate normal

37
Q

Pourquoi les didésoxynucléotides ne permettent-ils pas la continuation de la chaîne d’ADN?

A

Une fois incorporés, les didésoxynucléotides ne peuvent pas former une liaison phosphodiester avec le dNTP suivant, arrêtant ainsi la croissance de la chaîne.

38
Q

Expliquer ce que sont les didéoxyribonucléotides triphosphates (ddNTP).

A

Les didéoxyribonucléotides triphosphates (ddNTP) sont des analogues des dNTP qui manquent d’un groupe hydroxyle sur le carbone 3’, ce qui les rend essentiels pour l’arrêt de la synthèse d’ADN lors du séquençage.

39
Q

Quels éléments sont nécessaires pour effectuer une réaction de séquençage de Sanger?

A

Il faut un brin d’ADN à séquencer, un fragment marqué d’ADN, une amorce complémentaire, et un rapport contrôlé entre un ddNTP et son dNTP correspondant, les trois autres dNTP.

40
Q

Que se passe-t-il lorsque l’ADN polymérase est ajoutée dans la réaction de séquençage de Sanger?

A

La polymérisation normale commence à partir de l’amorce, et l’incorporation de ddNTP arrête la croissance de la chaîne d’ADN.

41
Q

Comment les fragments d’ADN marqués sont séparés et visualiser suite au séquençage de Sanger?

A

Les fragments marqués résultants sont séparés par une taille sur un gel d’acrylamide. Une autoradiographie est effectuée et le motif des fragments donne la séquence d’ADN

42
Q

Comment les nucléotides didésoxynucléotides sont-ils marqués dans la méthode automatisée de séquençage d’ADN?

A

Les nucléotides didésoxynucléotides sont marqués avec une molécule fluorescente différente émettant de la lumière d’une couleur distincte.

43
Q

Comment les différents produits de réaction d’extension d’amorces sont séparés dans la méthode automatisée de séquençage?

A

Ils sont séparés selon la taille par électrophorèse sur gel.

44
Q

Comment les bandes obtenues après électrophorèse sont codées dans la méthode automatisée de séquençage d’ADN?

A

Les bandes sont codées par couleur selon la réaction de terminaison qui les a produites (par exemple, vert pour ddA, bleu pour ddC).

45
Q

Quel appareil est utilisé pour exciter les étiquettes fluorescentes des bandes dans la méthode automatisée?

A

Un scanner laser excite l’étiquette fluorescente sur chaque bande au fur et à mesure, et un détecteur analyse la couleur de la lumière émise résultante.

46
Q

Décrire la méthode de Pyro-séquençage.

A

La méthode implique la fragmentation et l’immobilisation de l’ADN sur des billes, suivies d’une amplification par PCR à émulsion, permettant de séquencer des millions de fragments simultanément.

47
Q

Comment fonctionne le séquençage par synthèse D’ADN dans la méthode Pyro-séquençage?

A

Une chambre fluidique expose les échantillons à un nucléotide à la fois (A, C, T, G), et l’incorporation d’un nucléotide génère un signal lumineux via l’enzyme luciférase.

48
Q

Définir le rôle de la luciférase dans le processus de séquençage.

A

La luciférase convertit la luciferine en oxyluciférine, ce qui entraîne la libération de lumière.

49
Q

Quel est le produit de l’incorporation d’un nucléotide lors du séquençage ?

A

L’incorporation d’un nucléotide génère du pyrophosphate.

50
Q

Expliquer le processus de mesure d’intensité lumineuse dans le séquençage.

A

L’intensité lumineuse mesurée est proportionnelle au nombre de nucléotides ajoutés lors du séquençage.

51
Q

Décrire le rôle de l’APS dans le séquençage.

A

L’APS (Adénosine Phosphosulfate) est utilisé par la sulfurylase pour former de l’ATP à partir d’APS et de PPi.

52
Q

Décrire la préparation de l’échantillon d’ADN lors du séquençage Illumina.

A

L’échantillon d’ADN est fragmenté, suivi d’une ligation d’oligonucléotides adaptateurs aux extrémités. Les fragments sont ensuite immobilisés sur une puce micro-fluidique, et amplifiés localement pour générer des colonies de fragments identiques.

53
Q

Décrire la méthode utilisée pour obtenir la librairie de séquençage Illumina.

A

La puce est exposée à un polymérase et des nucléotides fluorescents avec terminateurs . L’appareil prends une photo et enregistre le nucléotide incorporé à chaque site sur la puce. La portion fluorescente et le groupement terminateur du nucléotide sont clivés, avant de recommencer un nouveau cycle.

54
Q

Quel est le groupement terminateur utilisé lors du séquençage Illumina?

A

3’-O-azidomethyl, afin d’empêcher l’ajout de nouveaux dNTP.

55
Q

Vrai ou Faux? Les nucléotides utilisées lors du séquençage Illumina sont terminateurs irréversibles?

A

Faux, les nucléotides utilisés sont fluorescents avec terminateurs réversibles.

56
Q

Décrire le séquençage de molécules uniques via Nanopores.

A

L’ADN peut être séquencé en le faisant passer à travers un pore microscopique dans une membrane. Les bases sont identifiées par la manière dont elles affectent le flux d’ions à travers le pore, d’un côté de la membrane à l’autre.

57
Q

Quelle est la structure du pore microscopique utilisé pour le séquençage Nanopores.

A

Une protéine déroule la double hélice d’ADN en deux brins. Une seconde protéine crée un pore dans la membrane et maintient une molécule adaptatrice pour garder les bases en place assez longtemps pour qu’elles soient identifiées.

58
Q

Décrire les pores microscopiques utilisés lors du séquençage Nanopores.

A

Une protéine décompose l’hélice d’ADN en deux brins. Une seconde protéine crée un pore dans la membrane et détient une molécule “adaptatrice”, qui maintient les bases
suffisamment longues pour qu’elles soient identifiées.