2.5 Flashcards

1
Q

Qu’est-ce qu’une lésion de l’ADN?

A

Une modification de l’ADN lorsque les cellules sont soumises à des agressions, par modifications ou excision de bases, ou encore par altération du squelette sucres0phosphates.

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2
Q

Qu’est-ce qu’il peut arriver si les lésions de l’ADN ne sont pas réparées/réparées incorrectement?

A

Elles peuvent conduire à des changements de pb permanents/des changements de la structure des chromosomes (possiblement des maladies/cancers).

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3
Q

Que permettent les systèmes de réparation de l’ADN?

A

Conserver l’intégrité de l’information génétique du génome

Assurer une transmission conforme du matériel génétique de génération en génération.

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4
Q

Est-ce que le système de réparation devrait viser TOUS les changements dans les séquences d’ADN?

A

Non, car des faibles taux de mutations sont nécessaires pour assurer l’évolution de l’espèce.

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5
Q

Quels sont les deux types d’agents pouvant endommager l’ADN?

A
  • Les agents intracellulaires (endogènes) : réactions cellulaires normales qui peuvent conduire à des lésions.
  • Les agents extracellulaires (facteurs environnementaux) : radiations, produits chimiques (industriels ou naturels)
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6
Q

Nommez 3 sources importante de mutations spontanées par des agents intracellulaires?

A
  • Les réactions d’hydrolyse, qui conduisent à la dépurination et la désamination des bases (la source la plus importante)
  • Métabolisme oxydatif (dans les mitochondries/peroxisomes) : génère des espèces d’oxygène réactives (radicaux OH, superoxyde, peroxyde)
  • Réactions de méthylation non-enzymatique des bases (provoquées naturellement par la S-adénosylméthionine)
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7
Q

Que peut causer un mésappariement et quelle sera probablement la conséquence sur l’ADN?

A

La principale cause d’un mésappariement est la tautomérisation des bases de la forme céto en forme énol, par exemple, et l’ADN aura une distorsion dans son hélice.

Les mésappariement ne bloquent pas la réplication/transcription mais aboutissent à un changement permanant sans réparation.

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8
Q

Dans quelles régions surviennent principalement les mutation d’insertion/déletion?

A

Les régions de l’ADN contenant de très courtes séquences répétées (2, 3 ou 4 nt) appelées microsatellites qui sont des points chauds de mutation.

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9
Q

Nommez une répétition connue de microsatellites dans les régions intergéniques du génome humaine, et expliquez pourquoi cette séquence crée des mutations.

A

La répétition CA.

Les enzyhmes ont de la difficulté à répliquer ces segments, et la polymérase dérape sur ces régions (augmente/diminue le nombre de répétitions).

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10
Q

Pourquoi la maladie de huntington augmente en sévérité à chaque génération?

A

Chaque génération comporte des répétitions additionnelles de CAG (glutamine), ce qui crée une séquence toujours plus longue de polyglutamines.

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11
Q

Les répétitions de trinucléotides associées à des maladies sont elles toujours localisées dans la région codante d’un gène?

A

Non, elles peuvent être situées dans les régions non traduites en 5’ ou 3’ des ARNm.

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12
Q

Quel est le type de radiations auxquelles nous sommes le plus susceptibles d’être exposés régulièrement?

A

Les rayons UV.

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13
Q

Quelles mutations peuvent causer l’absorbtion de rayon UV par les bases?

A

La formation d’un dimère entre 2 pyrimidines voisines sur le même brin d’ADN, qui forme souvent un cyclobutane et ce qui déforme la double hélice d’ADN (car les liaisons d’un cyclobutane font 1,6 armstrong à la place de 3,4).

La réaction la plus fréquente est la formation de dimères de thymines.

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14
Q

Quelles sont les conséquences occasionnées par la formation des dimères de pyrimidines?

A
  • Déformation de la double hélice
  • Blocage de la réplication et la transcription (les dimères de pyrimidines ne peuvent pas se lier à d’autres bases)
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15
Q

Que provoquent les rayons ionisants (X et gamma)?

A

Commes ils sont plus énergétiques et pénétrants, ils provoquent des cassures dans l’ADN qui bloquent la réplication et la transcription.

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16
Q

Comment les rayons ionisants provoquent les cassures double brins?

A

Ils s’Attaquent directement au désoxyribose ou en générant des espèces d’oxygène réactive (qui réagissent elles aussi avec le désoxyribose)

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17
Q

Qu’est-ce qui arrive lorsque les extrémités des cassures db ne sont pas reliées correctement?

A

Il en résulte des réarrangement chromosomiques et des translocations. Chez humain, cela peut mener à des cancers.

Les cassures db sont aussi utilisées pour traiter des cancers car ils induisent ce type de cassures dans les cellules cancéreuses.

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18
Q

Quels types de dommages peuvent occasionner les espèces d’oxygène réactives générées par les radiations/métabolisme oxdatif?

A

Oxydation des bases (notamment la guanine, qui devient l’oxoG)

L’oxoG est une base mutagène qui peut s’apparéier à l’adénine, ce qui peut générer des transversioné

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19
Q

Dans quelles situations ont lieu les réactions d’alkylation des bases?

A

Elles peuvent avoir lieu spontanément dans les cellules ou être induites par l’ajout d’agents chimiques.

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20
Q

Dans quelle situation apparait la base modifiée O6 méthyl guanine et qu’entraine-t-elle (si elle n’est pas réparée)?

A

Lors de la méthylation de l’oxygène du carbone 6 de la guanine (réaction d’alkylation). Cela entraine une déformation de la double hélice, et peut mener à une transition si elle n’est pas réparée.

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21
Q

Par quoi peut être provoquée la désamination?

A

Des agents mutagènes, ex. acide nitreux.

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22
Q

Quelle est la base la plus souvent désaminée de manière spontanée, et quelle conséquence cela entraine-t-il?

A

La cytosine, qui produit l’uracile (base non naturelle dans l’ADN), ce qui cause une transition si la mutation n’est pas réparée.

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23
Q

Nommez toutes les désamination possible et à quoi ces bases se lient.

A
  • Cytosine en uracile, se lie avec la thymine.
  • Adénine en hypoxanthine, qui s’apparie avec la cytosine
  • Guanine est convertie en xanthine, qui s’apparie avec la cytosine (aucune mutation)
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24
Q

Qu’entrainent les réactions de dépurination?

A

Le bris du lien N-glycosidique entre la purine et le désoxyribose, ce qui fait que la purine est perdue et un site abasique est créé.

Cela cause l’Arrêt de la réplication.

25
Q

Nommez 4 types de système de réparation de l’ADN

A
  1. Réparation directe
  2. Réparation par excision
  3. Réparation des bases mésappariées
  4. Réparation basée sur la recombinaison homologue
26
Q

Quelle est la différence entre les systèmes de réparation directes et les système de réparation par excision

A

Dans les systèmes de réparation directe, une seule enzyme corrige la lésion (aucun bris)

Dans le systèmes d’excision, il y a un bris du brin contenant le site endommagé.

27
Q

Quelles sont les deux voies d’excision?

A

La voie d’excision des base (BER) : un seul nt est excisé (base endommagée)

La voie d’excision des nt (NER) : un segment d’ADN contenant plusieurs nt dont le nt endommagé est excisé.

28
Q

À quoi est dédié principalement le système de réparation des bases mésappariées?

A

À la correction des erreurs de réplication

29
Q

À quoi servent les systèmes de réparation sujets à erreurs chez les bactéries et eucaryotes?

A

Il s’Agit de mécanismes de dernier recours servant à sauver la vie de la cellule lorsqu’elle n’est plus capable de répliquer normalement son ADN.

30
Q

Expliquez le système de réparation induit par réponse SOS chez E. coli.

A

Ce système utilise une ADN polymérase qui ne fait pas partie de la machinerie de réplication normale pour redémarrer la réplication du génome (ADN pol transllésionelle ou pol de contournement)

31
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

Que permet le système de réparation par excision de nucléotides (NER)?

A
  • Éliminer les dimères de pyrimidines + lésions dues à addition d’un groupement volumineux sur une bases
  • Procure aux organismes ne possédant pas un système de photoréactivation un moyen de réparer les dimères de pyrimidines
32
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

Quels sont les deux types de systèmes de réparation NER?

A
  1. Sentier agissant sur le génome global (GGR)
  2. Sentier agissant sur les gènes transcrits (TCR)
33
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

Expliquez le mécanisme du système NER chez E. coli.

A
  1. Intervention des protéine Uvr (UvrA, B, C et D)
  2. Brin d’ADN coupé aux positions -8 et +4/+5, et libération de l’oligonucléotide
  3. Comblage de la brèche par pol1 et ADN ligase.
34
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

En quoi diffère le système NER des eucaryotes de celui des bactéries?

A
  • Machinerie plus complexe (+ de 25 polypeptides)
  • Intervention de 2 sous-unité du facteur général TF2H, XPB et XPD (activité hélicase)
  • Deux endonucléases introduisent les coupures simple brin
  • Segment d’ADN libéré comprend 24-32 nt (beaucoup plus que les bactéries)
35
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

Qu’est-ce qu’a montré l’étude du syndrome de Cockayne sur le système NER?

A

Le système NER est couplé à la transcription : les protéines reconnaissent une ARN polymérase qui s’est arrêté de transcrire un gène à cause de nucl.otides endommagés sur le brin D’ADN matrice.

36
Q

Réparation par excision de nucléotides (NER)

Expliquez le couplage entre la réparation NER et la transcription.

A
  1. Lorsqu’ARN pol rencontre une lésion dans l’ADN : panne + arrêt de la transcription
  2. Protéine Mdf ou Rad26/CSB reconnait l’ARN polymérase en détresse
  3. Recrutement des protéines de réparation du système NER au site de la lésion
  4. Processus qui explique pourquoi l’ADN endommagé est réparé plus rapidement dans régions activement transcrites que dans les régions non transcrites.
37
Q

Restauration immédiate des lésions

Sur quoi agissent les systèmes de réparation directe?

A

Directement sur les nucléotides endommagés par irradiation UV ou les agents alkylants pour les convertir à leur structure originale.

38
Q

Restauration immédiate des lésions

Qu’est-ce que la photoréactivation?

A

Réparation de l’ADN dépendant de la lumière (300 à 500 nm), un système de réparation répandue chez plusieurs organismes (pas chez l’homme)

39
Q

Restauration immédiate des lésions

Quelles molécules sont responsables de réparer les nucléotides alkylés?

A

Les alkyltransférase. Un exemple d’alkyltransférase est la O6-méthylguanine ADN méthyltransférase qui est en mesure de réparer directement les O6-alkylguanine en transférernt le groupement alkyle sur l’un de ses résidus cystéine.

40
Q

Restauration immédiate des lésions

Vrai ou faux? Les systèmes de réparation directe sont une composante majeure des mécanismes de réapration de la cellule.

A

Faux, en fait il s’agit d’une composante mineure. Dans le génome humain, un seul jgène spécifie une protéine participant à la réparation directe, la MGMt (O6-méthylguanine ADN méthyltransférase).

41
Q

La réparation par excision des bases (BER)

Que permet le système BER?

A
  • Enlever les bases anormales/chimiquement modifiées, en particulier celles qui présentes des changements subtils
  • Enlever une base normale dans des paires mésappriées pour prévenir les mutations
  • Réparation des sites abasiques
42
Q

Quelles enzymes sont responsables d’enlever les bases altérées?

A

L’ADN glycosylase.

Clivage du lien glycosidique entre la base altérée et son sicre (création de site apurinique/apyrimidinique site AP)

43
Q

Expliquez le mécanisme de la BER.

A

Exemple de désamination de cytosine en uracile
1. Reconnaissance de la glycosylase et excision de la base altérée
2. Résidu désoxyribose du site AP coupée par endonucléase 5’ et une ADN phosphodiestérase qui enlève le désoxyribose phosphate)
3. ADN polymérase (Pol 1 et Pol beta) remplace le nucléotide manquant sur le brin complémentaire
4. ADN ligase soude la cassure simple brin.

44
Q

Comment les ADN glycosylases agissent-elles sur les bases altérées?

A

Elle font pivoter la base altérée vers l’extérieur de la double hélice pour la placer dans leur site actif.

45
Q

Quelles sont les fonctions de l’uracile N-glycosylase?

A
  1. Excision des uraciles dans l’ADN sous forme U-G : deviennent C par BER
  2. Élimination des uraciles des ADN néosynthétisés suite à l’incorporation dUTP à la place de dTTP par la polymérase
46
Q

Pourquoi les mésappariements de bases ne peuvent-ils pas être corrigés par les autres systèmes de réparation que le système de réparation des mésappariements (excepté G-T)?

A

Car les bases mésappariées sont des bases normales, même si elle ne sont pas liées à la bonne base.

47
Q

Expliquez le mécanisme de réparation de l’ADN mésapparié chez E. coli.

A
  1. Reconnaissance du profil de méthylation des séquences GATC
  2. Dam ne convertit pas immédiatement l’adénine quand il y a mésappariement plus loin dans la séquenceet celle-ci est donc en état hémiméthylé : le système de réparation reconnait cet état et coupe entre les deux bases
  3. La chaine parentale (correcte) est utilisée comme matrice d’ADN.
48
Q

La séquence GATC utile au système de réparation des mésappariement d’E. coli se retrouve à chaque combien de pb en moyennes?

A

Chaque 250 pb.

49
Q

Qu’est-ce que le système de réparation par recombinaison homologue?

A
  • Un système utilisé pour réparer les cassures bicaténaires provoquées par des agents exogènes ou des fourches de réplication bloquées par une lésion d’ADN
  • Il ne peut être activé que lorsqu’une copie homologue à la région d’ADN endommagé peut être récupérée sur un chromosome nouvellement synthétisé
  • Seules les cassures d’ADN peuvent être éliminées par ce système (mécanisme de tolérance pour le blocage des fourches de réplication)
50
Q

Qu’est-ce que le système de réparation NHEJ (3 caractéristiques)?

A
  • Lors d’une cassure d’un chromosome non-répliqué (aucun chromosome frère pour servir de matrice) c’est le système NHEJ qui intervient.
  • C’est une voie mutagène : plusieurs nt sont souvent perdus
  • Ubiquitaire chez les eucaryotes, et chez mammifères cette voie a permis d’inventer le processus de l’immunité adaptative
51
Q

Expliquez le mécanisme de la voie NHEJ

A
  • Ku (Ku70+Ku80) se lie à chaque extrémité de l’ADN cassé
  • Recrutement de DNA-PKcs
  • Formation de complexe avec Artémis (exonucléase 5’->3’ + endonucléase latente activée par phosphorylation, digestion des extrémité cassées et préparation pour ligature)
  • ADN ligase IV + XRCC4 + Cernunnos XLF ligature les extrémités cassées
52
Q

Expliquez le mécanisme de la voie NHEJ

A
  • Ku (Ku70+Ku80) se lie à chaque extrémité de l’ADN cassé
  • Recrutement de DNA-PKcs
  • Formation de complexe avec Artémis (exonucléase 5’->3’ + endonucléase latente activée par phosphorylation, digestion des extrémité cassées et préparation pour ligature)
  • ADN ligase IV + XRCC4 + Cernunnos XLF ligature les extrémités cassées
53
Q

Quand la réponse SOS d’E.coli est-elle induite?

A

Quand le génome de la bactérie souffre de lésion trop nombreuse pour que les systèmes constitutifs puissent les corriger (réponse induite par une exposition aux rayons UV/produits chimiques mutagènes (agents alkylants), ou encore par l’inhibition de la réplication

54
Q

Quel avantage procure la réponse SOS à la cellule?

A

La réponse SOS fournit les pol translésionnelles (pol IV et V) pour permettre la réplication de l’ADN mêmes en présence de sites AP ou dimères de pyrimidines ou bases porant un groupement volumineux.

55
Q

Qu’est-ce que l’ADN pol V?

A

ADN pol formée lors de la réponse SOS qui est capable de répliquer l’ADN en face d’un dimère de pyrimidines ou d’une base avec un groupement volumineux

56
Q

Quels sont les éléments nécessaires à la réponse à l’ADN endommagé (DDR) chez les eucaryotes?

A
  • Un senseur (protéines RPA ou MRN qui stimulent la réponse DDR par leur liaison)
  • Un régulateur (protéines kinases ATM ou ATR)
  • Un médiateur (activés par les kinases) qui servent à recruter les effecteurs
  • Les effecteurs : protéines qui réparent l’ADN endommagé, contrôlent le cycle cellulaire, ou entraînent l’apoptose
57
Q

Qu’est-ce que le test de Ames?

A

Un test rapide et efficace sur les bactéries Salmonella thyphimurium qui permet de prévoir l’effet cancérigène d’une substance chimique.

58
Q

Par quoi est évalué l’effet mutagène d’une substance chimique dans le teste de Ames?

A

Par la fréquence de réversion vers le phénotype his+.

59
Q

Expliquez les mutations apportées aux souches de salmonella thyphimurium pour le test de Ames.

A
  1. Mutations présentes dans l’opéron responsable de la biosynthèse de l’histidine
  2. Mutation qui augmente la perméabilité de leur paroi cellulaire (permet à la substance de pénétrer plus facilement dans les cellules)
  3. Mutation qui inactive le système NER : sans cette mutation, les mutations induites par les produits chimiques seraient éliminées