4. PCR et méthode de clonage moléculaire et biologie synthétique Flashcards
Qu’est-ce que la PCR et qui l’a inventé ?
- Idée publiée en 1971 (pol E. coli sensible à la chaleur, donc on devait en ajouter à chaque cycle)
- Kary Mullis apporte l’idée de la Taq polymérase (qui résiste à la chaleur car polymérise à 72°C)
- PCR = permet d,amplifier des fragments linéaires d’ADNdb par un facteur >106-107
Pourquoi l’arrivée de la pol Taq thermophile est une révolution ?
- Car elle polymérise à 72°C, ça permet donc de ne pas à avoir à ajouter de la pol à chaque étape
- Permet aussi d’avoir des rx plus spécifiques
Vrai ou faux, un brevet a été déposé pour la PCR et l’utilisation de la Taq ADN polymérase.
- Vrai !
- Déposé en 1985, expiré en 2005
Expliquez le principe de la PCR (mécanisme):
Expliquez le principe de la PCR (mécanisme):
- Amplification exponentielle d’une séquence précise
- Ajout d’amorces aux deux extrémités (extrémité 3’ qui permet d’amorcer la polymérisation)
- Fait par une polymérase thermophile
- Bout d’ADN : génomique ou provient d’un vecteur. Le fragment est beaucoup plus long que la séquence cible généralement.
Pourquoi dit-on que l’amplification commence seulement au 3e cycle ?
Dans les deux premiers cycles, la séquence cible n’est pas totalement présente. Les brins filles servent de brin matrice et c’est seulement à partir du cycle 3, que la séquence cible comment à être polymérisée.
Vrai ou faux, il est possible de faire un rx de PCR avec 1 seule amorce ?
- Vrai ! Si rx se fait avec 1 seule amorce = amplification linéaire
- 2 amorces = rx exponentielle ( 2 brins servent de matrice)
Nommez les 5 composantes générales d’un rx de PCR:
- Tampon (tampère la rx)
- dNTPs (Nt nécessaire lors de la polymérisation)
- Amorces (habituellement 2 pour faire rx exponentielle)
- Matrice d’ADN à amplifier
- Polymérase thermophile (Taq ou autres)
Décrivez les étapes du cycle de PCR classique :
1) Dénaturation initiale 30 sec à 94°C
2) **Dénaturation 30 sec à 94°C
3) **Renaturation 30-60 sec à qq ° sous le Tm
4) ***Élongation 45-60 sec à 72°C (Taq pol travaille optimalement à 72°C, ~1 kb/ min)
- Répéter le cycle au moins 20 fois (30-40) dans le but d’avoir une grande quantité d’ADN cible
5) Élongation finale 5-7 min à 72°C
- Élongation finale pour faire tout les fragment db pour passer à l’étape de clonage ou d’hybridation avec des adaptateurs par exemple
*** = 1 cycle
Vrai ou Faux : Est-ce possible d’avoir un modèle de PCR différent que le cycle classique de PCR ?
- Vrai !
- Tant que les étapes reste dans le bon ordre.
Qu’est-ce que le Two-step PCR ?
- C’est une rx de PCR dans laquelle on saute l’étape d’élongation
- C’est utilisé pour sauver du temps ! Au lieu ~3h = 1h
Quelles sont les conditions nécessaires pour faire une Two-step PCR ?
- Amorces au Tm élevé (>67°C)
- Produits de PCR courts
- Polymérase rapide ++
Vrai ou faux sur les amorces spécifiques PCR :
1) 2 amorces spécifiques orientées convergentes = amplification exponentielle
2) Il est possible de faire une amplification linéaire en utilisant une seule amorce
3) La longueur des amorces varies selon le Tm (Tm dicte la longueur des amorces)
1) Vrai
2) Vrai
3) Vrai ( ~20-30 Nt)
Pourquoi dit-on que le Tm dicte la longueur des amorces de PCR ?
La longueur des amorces dépends du contenu en AT ou en GC. Plus une amorce est riche en AT et plus elle sera longue pour compenser la T° hybridation plus faible (Tm).
Comment fait-on pour augmenter la spécificité des amorces ?
Comment fait-on pour augmenter la spécificité des amorces ?
- Augmenter le Tm - Augmenter le contenu en GC - Des amorces plus longues pour compenser un contenu en AT trop élevé.
Pourquoi faut-il éviter des amorces qui ont tendance à former des Tiges-boucles/structures secondaires/dimères ?
Parce que ces structures vont compétitioner avec l’hybridation des produits spécifiques !!
Est-il préférable d’utiliser une T° de renaturation semblable entre les 2 amorces de la rx ?
- Oui !
- Tm +/- 5°C entre els 2 amorces
Quel est le point le plus important à se souvenir sur les amorces spécifiques de PCR ?
- Elles ne sont pas phosphorylées en 5’
- Il faut absolument les phosphoryler ou les couper avec une enzymes de restriction pour que l’enzyme les phosphoryle en 5’.
Expliquez qu’est-ce que la température de fusion:
- C’est le Tm (melting temperature), température à laquelle théoriquement 50% des amorces sont hybridées.
- Au dessus du Tm = sb
- Sous le Tm = db
Pourquoi l’étape d’hybridation se fait-elle à qq ° sous le Tm ?
- Pour favoriser l’hybridation des amorces sur le brin matrice (hybridation db favorisée)
Pourquoi plus il y a de GC et plus le Tm est élevé ?
- GC= 3 ponts H
- AT= 2 ponts H
La liaison GC est plus solide (plus de liens), donc il es plus difficile de séparer les brins et de faire du sb. Donc la Température de fusion ( T° à laquelle 50% sb) est plus haute lorsque la composition en GC est plus élevée.
Pourquoi il est si important d’avoir le Tm optimal pour chaque rx de PCR ?
- T° renaturation trop élevée = nui à l’hybridation donc l’efficacité de la PCR diminue
- T° de renaturation trop basse = hybridations non spécifique (avec régions non spécifiques) de l’ADN cible. Formation de structures secondaires ou même dimères d’amorces.
- Tm optimal : ~ Tm -5°C (permet l’amplification de la plupart des produits de PCR)
Quelles sont les 2 familles d’ADN pol thermophiles utilisées en PCR, leur origine et un exemple :
1) Famille A
- Origine : bactérienne
- Ex: Taq
2) Famille B
- Origine : archéobactérie
- Ex: Pfu et KOD
- Elles ont étés isolé dans des espèces extrêmophiles.
Quelles sont les 4 caractéristiques principales des polymérales ?
1) Thermostabilité : Résistance à la T° (combien de temps avant de se dénaturer ?)
2) Taux de polymérisation : vitesse en Nt/sec
3) Fidélité : taux d’erreur de polymérisation (certaine ont une activité 3’-5’ exonucléase)
4) Processivité : capacité de polymériser sans décrocher. Les pol avec une bonne processivité = des fragments plus long
Comparer les trois polymérase : Taq, Pfu et KOD
Voir tableau comparatif dans els notes de cours :)
Trop gros/long à retranscrire héhé :P
Qu’est-ce que l’activité 5’–> 3’ exonucléase ?
- Permet l’élimination de Nt qui se trouve en avant de l’ADN pol. Permet d’enlever certaines amorces si hybridation non-spécifiques (RARE!!!).