4. Mutations et réparation de l'ADN

Question 1

Quelles sont les 2 principales sources d’Erreurs dans la réplication ?

Answer 1

1. Manque de fidélité dans la réplication : incorporation de mauvaise formes tautomériques est l’erreur la plus fréquente.
2. Lésions multiples de la double hélice : perte de bases, réactions chimiques, radiations solaires et autres.

Question 2

Quelles sont les conséquences des séquences qui échappent à la réparation ?

Answer 2

1. Évolution permanente des séquences d’ADN : modification de la structure et de la régulation de gènes.
2. Modifications chimiques de l’ADN : inhibition des machineries de réplication et de transcription.

Question 3

Que se passe-t-il si les machineries de réplication et transcription sont altérées ?

Answer 3

• Réplication : incidence sur les cellules filles.

- Transcription : incidence peut être immédiate.

Question 4

Quels sont les deux défis pour la cellule ?

Answer 4

1. Examiner miutieusement tout le génome pour rechercher les erreurs de réplication, les lésions chimiques et autres.
2. Restaurer la molécule originale avec fidélité.

Question 5

Quels sont les types d’erreurs de réplication ?

Answer 5

• Les substitutions

- Les insertions/délétions

Question 6

Qu’est-ce que la substitution ?

Answer 6

Remplacement d’une base par une autre, que ce soit entre même famille (transition) ou non (transversion).

Question 7

Qu’est-ce qu’une mutation ponctuelle ?

Answer 7

Une mutation qui affecte un seul nucléotide.

Question 8

Qu’est-ce qu’une délétion ?

Answer 8

Retire une base, il y a donc un décalage du cadre de lecture.

Question 9

Qu’est-ce qu’une insertion ?

Answer 9

Insère une base, il y a donc un décalage du cadre de lecture.

Question 10

Pourquoi est-ce que les taux de mutation varient ?

Answer 10

1. Les gènes n’évoluent pas à la même vitesse.
2. Les différents types de mutations ne se produisent pas à la même vitesse.
3. Les différentes parties d’un même gène n’évoluent pas à la même vitesse.
4. Les contraintes sélectives peuvent varier dans le temps.

Question 11

Pourquoi les différentes parties d’un même gène n’évoluent pas à la même vitesse ?

Answer 11

• Leurs contraintes sélectives sont plus ou moins fortes.

- Ils sont plus ou moins faciles à répliquer fidèlement.

Question 12

Que se passe-t-il si l’erreur d’incroporation n’est pas corrigée avant le prochain cycle cellulaire ?

Answer 12

Le changement induit sera permanent (sauf s’il est délétère).

Question 13

Que fait le système de réparation des mésapariements ?

Answer 13

• Diminue le taux d’erreur d’un facteur 100 à 1000.
• Doit trouver et réparer les erreurs avant la prochaine réplication.
• Doit corriger le nucléotide du brin nouvellement synthétisé.

Question 14

Que comprend le système de réparation MutS chez e.coli ?

Answer 14

• 1 dimère qui reconnait les distorsions du squelette.

- 2 liaisons à 1 ATP qui permet à MutS de changer de conformation.

Question 15

Que permet l’hydrolyse d’1 ATP chez MutS ?

Answer 15

Permet de recruter MutL et MutH.

Question 16

Qu’est-ce que MutL ?

Answer 16

2e composante du système de réparation qui active à son tour MutH.

Question 17

Qu’est-ce que MutH ?

Answer 17

Enzyme qui incise le brin contenant le mauvais nucléotide.

Question 18

Que permet l’hélicase spécifique (UvrD)?

Answer 18

Sépare les deux brins, du site incisé vers le mésappariement (MutS).

Question 19

Que permet l’exonucléase ?

Answer 19

Digère progressivement de 5’ vers 3’ le simple brin au delà du mésappariement.

Question 20

Que permet l’hydrolyse du 2e ATP chez MutS ?

Answer 20

Décroche MutS du site de mésappariement.

Question 21

Que fait l’ADN Pol 3 ?

Answer 21

Remplace le brin complémentaire.

Question 22

Que fait l’ADN ligase ?

Answer 22

Accroche l’extrémité 3’-OH au reste de la molécule d’ADN en synthétisant un pont phosphodiester.

Question 23

Comment MutS reconnaît le nucléotide mésapparié ?

Answer 23

Le double brin est hémiméthylé juste après la réplication.

Question 24

Qu’est-ce que l’hydrolyse désamination ?

Answer 24

La perte d’un groupe amine.

Question 25

Donnez un exemple de la désamination.

Answer 25

Elle touche spontanément les cytosine qui deviennent des uraciles.

Question 26

Parlez de la désamination chez les guanines et adénines.

Answer 26

• Les adénines sont converties en hypoxanthines qui vont s’apparier avec les cytosines.
• Les guanines sont converties en xanthines qui vont encore s’apparier avec des cytosines, mais en formant 2 liaisons hydrogène seulement.

Question 27

Qu’est-ce qu’un dépurination ?

Answer 27

Perte d’une base de la famille des purines.

Question 28

Que cause une dépurination de l’ADN ?

Answer 28

Une hydrolyse spontanée de la liaison glycosidique entre le sucre et sa base, forme un site abasique.

Question 29

Qu’entraînent les transitions ?

Answer 29

Entraînent des bases artificielles facilement reconnaissables par les systèmes de réparation de l’ADN.

Question 30

Quel est le cas de désamination qui produit une base naturelle ?

Answer 30

Une désamination d’une base méthylée qui produit la thymine.

Question 31

Qu’est-ce qu’une alkylation ?

Answer 31

Groupes éthyles et méthyles transférées à des sites réactifs des bases.

Question 32

Qu’est-ce que l’oxydation ?

Answer 32

Les radiations ionisantes et des agents chimiques favorisent les attaques par des radicaux libres qu’elles génèrent : O2-, H2O2, OH-.

Question 33

Que causent les radiations UV ?

Answer 33

De longueur d’onde 260 nm, elles sont fortement absorbées par les bases.

Question 34

Que font les radiations gama et X ?

Answer 34

Provoquent des cassures double brin difficiles à réparer sans créer des erreurs (très mutagènes).

Question 35

Que sont les molécules analogues aux bases ?

Answer 35

Converties en nucléotides tri-phosphates et incroporées à l’ADN lors de la réplication, mais sont dangeureuses car elles s’apparient mal et créent des distorsions dans la structure de la double hélice.

Question 36

Que sont des agents intercalants ?

Answer 36

Molécules planes, possédant des anneaux polycycliques qu int.ragissent avec les bases, lorsque celles-ci s’apparient et/ou s’emplient les unes au dessus des autres grâce aux liaisons pi-pi.

Question 37

Que provoquent les agents intercalants ?

Answer 37

• Substitutions.
• Insersions : la polymérase apparie une base à l’agent intercalant.
• Délétions : la polymérase glisse et saute une base.

Question 38

Quels sont les deux types de dégradations ?

Answer 38

1. Obstacles à la réplication et à la transcription : dimérisation des thymines et cassures simple et double brin du squelette.
2. Altération permanente de la séquence d’ADN après la réplication : bases altérées (mésappariements des bases).

Question 39

Quels sont les 4 types de systèmes de réparation ?

Answer 39

1. Systèmes sumples : enzymes qui inversent le processus conduisant à la lésion (répare sans changer la pièce défectueuse).
2. Systèmes complexes : systèmes de réparation par excision, qui retirent le nucléotide fautif pour le remplacer par un autre (répare en changeant la pièce défectueuse).
3. Systèmes encore plus élaborés : systèmes de réparation par recombinaisaon, spécialisés pour les cassures double brin et/ou lorsque les deux brins sont détériorés (répare la cassure double brin).
4. Polymérase trans-lésion : supprime les obstacles à la réplication en les “corut-circuitant” (ajout de bases au hasard).

Question 40

Qu’est-ce que la photoréactivation par la photolyase ?

Answer 40

• Fait la réaction inverse de celle créée par les UV.

- La photolyase utilise l’énergie lumineuse pour détruire l’anneau de cyclobutane (liaisons covalentes).

Question 41

Qu’est-ce que le retrait du méthyle par une méthyltransférase ?

Answer 41

La méthyltransférase retire le méthyle de la guanine en le transférant à son propre résidu cystéine.

Question 42

Qu’est-ce que l’excision de base ?

Answer 42

La glycosylase reconnaît et retire la base endommagée en hydrolysant le pont glycosidique.

Question 43

Combien y a-t-il d’ADN glycosylases différentes ?

Answer 43

8, dont 1 spécifique à l’uracile et 1 spécifique à l’oxoguanine.

Question 44

Comment et pourquoi les glycosylases accèdent aux bases mésappariées ?

Answer 44

Elles accèdent aux bases mésappariées en longeant le sillon mineur, à la recherche d’une distorsion de la structure spatiale de la double hélice.

Question 45

Quel est le mode d’action du système d’excision de nucléotides ?

Answer 45

1. Retrait d’un court polynucléotide incluant la lésion.

2. Réparation du brin excisé par une polymérase qui utilise l’autre brin comme matrice.

Question 46

Quelles sont étapes d’excision de nucléotides ?

Answer 46

1. UvrA-UvrB balaie l’ADN pour identifier une déformation.
2. UvrA quitte le complexe UvrA-UvrB et UvrB ouvre localement la double hélice autour de la défromation.
3. UvrB recrute 2 UvrC pour former un complexe UvrC-UvrB-UvrC.
4. Les 2 UvrC excisent un 12-13 mère comprenant le nucléotide causant le mésapariement.
5. L’hélicase UvrD est alors recrutée pour retirer les 2 UvrC.
6. L’ADN pol1 remplace le brin excisé et la ligase synthétise le dernier pont phopshodiester après le dernier nucléotide ajouté par l’ADN pol1.

Question 47

Qu’est-ce que la réparation par recombinaison ?

Answer 47

Utilisation de l’information de la séquence de la chromatide soeur pour réparer une casure double brin (après la réplication).

Question 48

Quel est le système utilisé lorsqu’une cassure double brin se produit sur un chromosome avant sa réplication ?

Answer 48

JENH : jonction d’extrémités non homologues.