4. Mutations et réparation de l'ADN Flashcards
Quelles sont les 2 principales sources d’Erreurs dans la réplication ?
- Manque de fidélité dans la réplication : incorporation de mauvaise formes tautomériques est l’erreur la plus fréquente.
- Lésions multiples de la double hélice : perte de bases, réactions chimiques, radiations solaires et autres.
Quelles sont les conséquences des séquences qui échappent à la réparation ?
- Évolution permanente des séquences d’ADN : modification de la structure et de la régulation de gènes.
- Modifications chimiques de l’ADN : inhibition des machineries de réplication et de transcription.
Que se passe-t-il si les machineries de réplication et transcription sont altérées ?
- Réplication : incidence sur les cellules filles.
- Transcription : incidence peut être immédiate.
Quels sont les deux défis pour la cellule ?
- Examiner miutieusement tout le génome pour rechercher les erreurs de réplication, les lésions chimiques et autres.
- Restaurer la molécule originale avec fidélité.
Quels sont les types d’erreurs de réplication ?
- Les substitutions
- Les insertions/délétions
Qu’est-ce que la substitution ?
Remplacement d’une base par une autre, que ce soit entre même famille (transition) ou non (transversion).
Qu’est-ce qu’une mutation ponctuelle ?
Une mutation qui affecte un seul nucléotide.
Qu’est-ce qu’une délétion ?
Retire une base, il y a donc un décalage du cadre de lecture.
Qu’est-ce qu’une insertion ?
Insère une base, il y a donc un décalage du cadre de lecture.
Pourquoi est-ce que les taux de mutation varient ?
- Les gènes n’évoluent pas à la même vitesse.
- Les différents types de mutations ne se produisent pas à la même vitesse.
- Les différentes parties d’un même gène n’évoluent pas à la même vitesse.
- Les contraintes sélectives peuvent varier dans le temps.
Pourquoi les différentes parties d’un même gène n’évoluent pas à la même vitesse ?
- Leurs contraintes sélectives sont plus ou moins fortes.
- Ils sont plus ou moins faciles à répliquer fidèlement.
Que se passe-t-il si l’erreur d’incroporation n’est pas corrigée avant le prochain cycle cellulaire ?
Le changement induit sera permanent (sauf s’il est délétère).
Que fait le système de réparation des mésapariements ?
- 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.
Que comprend le système de réparation MutS chez e.coli ?
- 1 dimère qui reconnait les distorsions du squelette.
- 2 liaisons à 1 ATP qui permet à MutS de changer de conformation.
Que permet l’hydrolyse d’1 ATP chez MutS ?
Permet de recruter MutL et MutH.
Qu’est-ce que MutL ?
2e composante du système de réparation qui active à son tour MutH.
Qu’est-ce que MutH ?
Enzyme qui incise le brin contenant le mauvais nucléotide.
Que permet l’hélicase spécifique (UvrD)?
Sépare les deux brins, du site incisé vers le mésappariement (MutS).
Que permet l’exonucléase ?
Digère progressivement de 5’ vers 3’ le simple brin au delà du mésappariement.
Que permet l’hydrolyse du 2e ATP chez MutS ?
Décroche MutS du site de mésappariement.
Que fait l’ADN Pol 3 ?
Remplace le brin complémentaire.
Que fait l’ADN ligase ?
Accroche l’extrémité 3’-OH au reste de la molécule d’ADN en synthétisant un pont phosphodiester.
Comment MutS reconnaît le nucléotide mésapparié ?
Le double brin est hémiméthylé juste après la réplication.
Qu’est-ce que l’hydrolyse désamination ?
La perte d’un groupe amine.
Donnez un exemple de la désamination.
Elle touche spontanément les cytosine qui deviennent des uraciles.
Parlez de la désamination chez les guanines et adénines.
- 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.
Qu’est-ce qu’un dépurination ?
Perte d’une base de la famille des purines.
Que cause une dépurination de l’ADN ?
Une hydrolyse spontanée de la liaison glycosidique entre le sucre et sa base, forme un site abasique.
Qu’entraînent les transitions ?
Entraînent des bases artificielles facilement reconnaissables par les systèmes de réparation de l’ADN.
Quel est le cas de désamination qui produit une base naturelle ?
Une désamination d’une base méthylée qui produit la thymine.
Qu’est-ce qu’une alkylation ?
Groupes éthyles et méthyles transférées à des sites réactifs des bases.
Qu’est-ce que l’oxydation ?
Les radiations ionisantes et des agents chimiques favorisent les attaques par des radicaux libres qu’elles génèrent : O2-, H2O2, OH-.
Que causent les radiations UV ?
De longueur d’onde 260 nm, elles sont fortement absorbées par les bases.
Que font les radiations gama et X ?
Provoquent des cassures double brin difficiles à réparer sans créer des erreurs (très mutagènes).
Que sont les molécules analogues aux bases ?
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.
Que sont des agents intercalants ?
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.
Que provoquent les agents intercalants ?
- Substitutions.
- Insersions : la polymérase apparie une base à l’agent intercalant.
- Délétions : la polymérase glisse et saute une base.
Quels sont les deux types de dégradations ?
- Obstacles à la réplication et à la transcription : dimérisation des thymines et cassures simple et double brin du squelette.
- Altération permanente de la séquence d’ADN après la réplication : bases altérées (mésappariements des bases).
Quels sont les 4 types de systèmes de réparation ?
- Systèmes sumples : enzymes qui inversent le processus conduisant à la lésion (répare sans changer la pièce défectueuse).
- Systèmes complexes : systèmes de réparation par excision, qui retirent le nucléotide fautif pour le remplacer par un autre (répare en changeant la pièce défectueuse).
- 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).
- Polymérase trans-lésion : supprime les obstacles à la réplication en les “corut-circuitant” (ajout de bases au hasard).
Qu’est-ce que la photoréactivation par la photolyase ?
- Fait la réaction inverse de celle créée par les UV.
- La photolyase utilise l’énergie lumineuse pour détruire l’anneau de cyclobutane (liaisons covalentes).
Qu’est-ce que le retrait du méthyle par une méthyltransférase ?
La méthyltransférase retire le méthyle de la guanine en le transférant à son propre résidu cystéine.
Qu’est-ce que l’excision de base ?
La glycosylase reconnaît et retire la base endommagée en hydrolysant le pont glycosidique.
Combien y a-t-il d’ADN glycosylases différentes ?
8, dont 1 spécifique à l’uracile et 1 spécifique à l’oxoguanine.
Comment et pourquoi les glycosylases accèdent aux bases mésappariées ?
Elles accèdent aux bases mésappariées en longeant le sillon mineur, à la recherche d’une distorsion de la structure spatiale de la double hélice.
Quel est le mode d’action du système d’excision de nucléotides ?
- Retrait d’un court polynucléotide incluant la lésion.
2. Réparation du brin excisé par une polymérase qui utilise l’autre brin comme matrice.
Quelles sont étapes d’excision de nucléotides ?
- UvrA-UvrB balaie l’ADN pour identifier une déformation.
- UvrA quitte le complexe UvrA-UvrB et UvrB ouvre localement la double hélice autour de la défromation.
- UvrB recrute 2 UvrC pour former un complexe UvrC-UvrB-UvrC.
- Les 2 UvrC excisent un 12-13 mère comprenant le nucléotide causant le mésapariement.
- L’hélicase UvrD est alors recrutée pour retirer les 2 UvrC.
- L’ADN pol1 remplace le brin excisé et la ligase synthétise le dernier pont phopshodiester après le dernier nucléotide ajouté par l’ADN pol1.
Qu’est-ce que la réparation par recombinaison ?
Utilisation de l’information de la séquence de la chromatide soeur pour réparer une casure double brin (après la réplication).
Quel est le système utilisé lorsqu’une cassure double brin se produit sur un chromosome avant sa réplication ?
JENH : jonction d’extrémités non homologues.
