4.1- Génétique 3: Épigénétique Flashcards
toutes cellules de notre corps partagent la même info génétique sauf…
lymphocytes
un hépatocyte doit pouvoir produire quoi?
Être en mesure d’activer les gènes recquis et inactivé ceux qui ne sont pas nécéssaire pour par exemple produire les molécules de son cytosquelettes pour générer les canicules biliaires , mais pas se différencier en chondrocyte
comment s’assurer qu’un gène demeure actif ou inactif?
en modifiant sa chromatine, soit des changements épigénétiques qui contrôle la transcription
qu’arrive t-il lors d’un cancer?
- les mécanismes responsables de la transmissions épigénétiques sont défectueux;
- Les cellules cancéreuses inactivent gènes généralement actifs (P53) et activent ceux généralement inactifs (oncogènes), ce qui leur permet de devenir de plus en plus aggressive
qu’est ce que l’évolution clonale?
lorsque les perturbations épigénétiques permettent aux cellules cancéreuses de devenir de plus en plus agressive
quel gène exprime seulement allèle paternel?
IGF2
quel gène exprime seulement allèle maternel?
H19
IGF2 a une empreinte parentale..
La terminologie de l’empreinte parentale: elle ne fait pas directement référence à l’expression mais plutôt à la méthylation de l’allèle. Une empreinte maternelle indique que l’allèle d’origine maternelle est méthylé: cet allèle méthylé n’est donc pas transcrit, d’où l’expression paternelle.
Donc, IGF2
MATERNEL
car inactive (méthyle) allèle maternel et donc exprime allèle paternel
H19 a une empreinte parentale…
PATERNEL
inactive allèle paternel et exprime allèle maternel
quels sont les 4 principes fondamentaux des modifications épigénétique?
1- Marque Épigénétique doit altérer la chromatine sans changer la séquence de nucléotide de ADN
2- ME doit être transmise fidèlement d’une cellule à toutes ses descendantes; cette caractéristique garantie que la différenciation soit irréversible
3- ME doivent être effacées dans cellules de l’embryon précoce (pendant les 4 premiers jours post conception = avant stade de blastocyte)
4- après le stade blastocyte (différenciation des cellules de la morule en bouton embryonnaire et trophoblaste) les cellules de l’embryon recommencent à marquer leur chromatine selon leurs voies de différenciation
les marques épigénétiques peuvent se faire à 4 niveaux, lesquels?
1-méthylation des cytosines et guanine d’ADN
2-altération des histones
3-portéines Polycomb (PC) et Thrithorax (TTX)
4-structure des nucléosomes
à quel niveaux l’impact est local?
méthylation des cytosines et altération des histones
quel niveau contrôlent les longs segments ADN comportant plusieurs gènes?
protéines Polycomb (Pc) et Thrithorax (TTX)
quelle est la cause la plus importante de mutations ponctuelles en génétique et en oncologie?
les cytosines méthylés peuvent s’oxyder en uracile qui agiront comme des thymines
comment le principe de méthylation peut inhiber la transcription?
enzyme DNA méthyle transferase (DNMT) ajoute un méthyle CH3 sur le 5e carbone des cytosines
quelles sont les trois étapes du mécanisme de méthylation?
1-deux brins ADN méthylés sont dénaturés en ADN simple brin = ssDNA
2-DNA polymerase transforme chacun des brins de ssDNA en dsDNA (le brin original est méthyle mais le brin neuf non!)
3-DNMT (recruté par facteur de transcription inhibiteur (FT-1)); reconnait une cytosine méthylée sur un brin et méthyle la cytosine sur le brin complémentaire
qu’est ce qui est encore plus efficace que le groupe méthyle à lui seul pour empêcher la transcription? et ce dernier est essentiel pour qui?
cytosines méthylé recrutent un MeCP (methyl cytosine binding protéine)
=grosse protéines plus efficaces pour empêcher la liaison de facteur de transcription activateur!
Le MECP est essentiel pour le développement de l’embryon
vous observez un enfant (ayant un développement tout à fait normal depuis l’âge de 1 an) qui commence à développer un profond retard mental et une neurodégénérescence progressive depuis quelques années, que pourrait être la cause?
syndrome de Rett
- mutation de MECP2, gène sur chromosome X donc seul les filles sont atteintes
- transmission dominante
- essentiel chez embryon et généralement létale chez foetus masculin
comment la méthylation de ADN contrôle l’acétylation des histones?
MeCP recrutent enzyme HDAC (histone déacétylase)
nommer chacune des histones présentent en 2 copies au niveau du nucléosome
H2A
H2B
H3
H4
X2
existe-il seulement 4 paires d’histones?
NON
en plus des histones classiques, on peut en retrouver plusieurs autres
=plus que 50 histones peuvent être générées, de longueurs et de séquences variables augmentant ainsi le de beaucoup le nombre d’aa pouvant être modifiées par ajout de molécules
ou se lie les histones H1? permet quoi?
se lient à ADN à l’endroit ou il n’est pas enroulé autour de l’octamère ce qui lui permet de contrôler la configuration 3D de la chromatine
ADN internucléosomique
comment s’appelle la région de la chromatine transcriptionnellement active?
EUCHROMATINE
ouverte
comment s’appelle la région de la chromatine transcriptionnellement non active/non transcrite?
HÉTÉROCHROMATINE
Compact
comment catégoriser une histone hypo-acetylé?
moins ou = à 1 acétyle
comment catégoriser une histone hyper-acetylé?
plus que ou = 3 acétyles
V OU F: chez la femme, le X inactivé est hyper acétylé
FAUX il est hypo-acétylé et hyperméthylé
l’acétylation des histones altèrent leur structure secondaire et tertiaire
=plus histones sont acétyles et plus elle adoptent une configuration d’euchromatine
=plus les gènes sont facilement transcrits
*on veut donc le moins possible d’euchromatine = hypo acétyle!
les différents acides aminés de chacune des différentes histones peuvent être … afin de contrôler la façon dont les nucléosomes interagissent avec ADN
acétyles, méthylés, phosphorés ou ubiquitinés
qu’est ce que le code des histones?
Selon la molécule d’histone impliquée et l’acide aminé altéré, ces changements peuvent soit ouvrir ou compacter la chromatine, pour activer ou inhiber sa transcription.
Les modifications des histones contrôlent la transcription, et constituent le “code d’histones”
V OU F: Polycomb (Pc) active les transcription sur des longs segments d’ADN?
FAUX
INACTIVE! sur de longs segments ADN
TTX active et Pc inactive
V OU F: Pc et TTX peuvent modifier le code d’histones?
vrai
Et ils sont généralement recrutés par des histones spécifiquement modifiées donc c’est comme une boucle
qu’est ce qui peut faire glisser l’ADN sur les histones afin d’exposer ou de cacher les promoteurs?
topoisomérase
quel type ADN est enroulé autour de protamines et non d’histones? quel est l’impact?
ADN des spermatozoides
les protamines permettent une compaction plus dense de ADN mais celui-ci ne peut pas être transcrit
comment ADN paternel peut être transcrit si les protamines compactent celui-ci?
après la fécondation de l’ovocyte, ADN paternel de défait des protamines pour s’associer aux histones
=association doit être parfaite pour s’assurer que les gènes requis soit accessibles (erreurs à ce niveau=fatales)
comment dsARN (double-brin) rôles ? et effet par rapport à la transcription
inhiber la transcription des gènes
il se lie à la séquence ADN complémentaire ou il recrute l’enzyme Met1 qui méthyle les CG adjacents
- C’est pré-transcriptionnelle
quels types ARN ont un rôle primordial dans le contrôle épigénétique de l’embryogenèse, différentiation cellulaire, de la transcription et de la carcinogenèse
Tous les ncRNA tels que siRNA et lncARN
expliquer comment la cascade dsRNA/Met1 constitue un contrôle pré-transcriptionnel
La méthylation des CG est transmise de la cellule marquée à toutes ses descendantes, sans requérir la présence de dsRNA à chaque fois! cette méthylation inhibe la transcription des gènes pour toutes les cellules descendantes
ARN et le contrôle post-transcriptionnel de la traduction du mRNA en protéine. Quels sont les ncRNA qui peuvent jouer dans la transcription pendant l’embryogenèse, la différenciation et la carcinogenèse
- siRNA, miRNAs, Piwi-interacting-RNAs (piRNA), long non- coding RNAs (lncRNAs) et circular-RNAs (circRNAs)
leur rôle dans le cancer est donc du plus grand intérêt.
2500 miRNA sont connus dont plus de 150 qui modulent l’expression de…
anti-oncogène P53
comment sont formés les dsRNA pour former des siRNA? et ensuite
1- ADN peut générer un ARN complémentaire à lui-même, qui se replie en épingle à cheveux et forme=dsRNA
2- lorsque les 2 brins ADN sont transcrits simultanément ils sont complémentaires et en se liant= forme dsRNA
3- dans le cytoplasme, les dsRNA sont reconnus par DICER qui les coupe en segments de 18-25 nucléotides, soit des siRNA
rôle du complexe siRNA-RISC
quand ce complexe reconnait une séquence ARN complémentaire, il la clive
=destruction ARNm empêche donc la traduction de cet ARNm en protéine
=controle post transcriptionnel
rôle de miRNA Let 7 et de ESCC
- l’expression de miRNA ESCC active les cascades qui déterminent l’état souche, donc retour à l’état souche
- miRNA Let-7 les inhibe, provoquant la différenciation des ¢ souches
qu’arrive t’il à la myostatine qui est muté? et qui la mute
- *miR1 (une miRNA) peut reconnaitre et cliver ARNm de la myostatine avec RISC
- =la masse musculaire est doublé car la myostatine ne peut plus inhiber la croissance musculaire
Résumé des ncRNA
différences entre une triploïdie non molaire et molaire
NON MOLAIRE (maternelle)
-hypoplasie placentaire
-retard de croissance
-hydrocéphalie
(penser au petit bébé avec un grosse tête et un mini sac à dos aka son placenta)
MOLAIRE (paternelle)
-placenta très volumineux
-villosités énormes et hydropiques (oedeme)
-absence de foetus dans ce cas ci!!
(pas de bébé)
le P57 a une empreinte …. et donc une expression …..
empreinte paternelle
expression maternelle
qu’est ce que la rétention post mortem? (après la mort)
diploïdie (1 pat et 1 mat)
composante maternel exprimant P57
certaines villosités sont volumineuses et oedomatisées (hydropiques)
qu’est ce qu’une môle partielle? par rapport au p57
triploïdie paternel; 2 paternel + 1 maternel
plus de villosités ectopiques placentaire et petit foetus
- Cytotrophoblaste expriment P57
qu’est ce qu’une môle complète? et est ce qu on exprime P57
diploïdie (2 pat, 0 mat)
villosités extrêmement volumineuses et très hydropiques du placenta
cytotrophoblaste exprime PAS P57 mais il est exprimé dans le syncytiotrophoblaste et dans la déciduale)
qu’est ce qu’une disomie uniparentale? (UPD)
chromosome est présent en 2 copies mais ces deux copies proviennent du même parent
Syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS):
Syndrome d’empreinte parentale caractérisée par disomie uniparentale 11 paternelle
- une gigantisme asymétrie de taille des membres)
- Une omphalocèle (fermeture incomplète de l’ombilic avec viscères extra- abdominaux néanmoins recouverts de peau ou d’amnion, suite à l’hépatomégalie),
- une macroglossie et
- des lobes d’oreilles striés.
- Ces enfants ont un risque de 10% de développer une tumeur embryonnaire . Ces anomalies sont expliquées par une surproduction de la protéine IGF2 et d’autres proto-oncogènes inclus dans la région 11p15.5.
sur le domaine 11p15.5, contenant plusieurs gènes avec empreinte parentale, les gènes ayant expression paternelle agissent comme X et ayant une expression maternelle agissent comme X
- expression paternelle=proto-oncogènes
- expression maternelle=suppresseur de tumeurs
Syndrome de Silver Russel (quoi, causé, h19 = à, symptômes
l’inverse du syndrome de Beckwith-Wiedemann.
- Causée par: H19pat actif il devrait être méthylé, ou duplication de H19mat
- surexpression H19 → inhibition IGF2
(H19 = miRNA jamais traduit en protéine qui inhibe > 4 proto- oncogènes)
- Retard de croissance prénatal et postnatal (avec hypoplasie asymétrique des membres dans la moitié des cas)
- Retard du développement (moteur et cognitif)
Quel est le lien entre la DNA- Méthyle-trasnférase (DNMT) et Histone DeAcetylase (HDAC) et le cancer?
Ce sont de l’épigénétique
- une augmentation de l’une ou de l’autre de ces deux enzymes inhibe l’expression de gènes de façon non- spécifique; si par hasard, la cellule inhibe un gène suppresseur de tumeur, la croissance du cancer peut être favorisée.
- Le contraire est vrai: Si l’expression du DNMT ou de l’HDAC est diminuée, la cellule peut ré-activer certains gènes de façon non-spécifique - si des proto-oncogène
=augmente le potentiel d’agressivité de la cellule
quelles maladies peuvent être “évitées” par les miRNA
Huntington et syndrome du X fragile
=génèrent une protéine cytotoxique si mutation
*miRNA reconnaissent ARNm mutés et le détruise et donc empêche l’accumulation de la protéine cytotoxique
rôle et décrire les étapes de CRISPR
Ce mécanisme permet aux bactéries de
détruire l’ADN de virus, et il est maintenant utilisé en clinique.
- Un sgRNA (single-guide RNA) fait un complexe avec l’enzyme CAS9 (B).
- Le sgRNA reconnaît et lie l’ADN complémentaire, et Cas9 coupe les deux brins d’ADN (C et D).
- Une fois l’ADN coupé, la machinerie de réparation tente de relier les segments coupés. S’il n’y a pas de segment d’ADNdb pour effectuer cette réparation (E), alors la réparation n’est pas parfaite : il y a généralement une micro-délétion de la région coupée, ou une micro- insertion. Ces changements inactivent l’allèle remanié (équivalent à un knock out).
- Si un segment d’ADNdb complémentaire aux deux extrémités est ajouté au système (F1), la machinerie de réparation l’utilisera comme gabarit pour réparer la coupure (F2).
- On peut ainsi réparer des mutations ou insérer des nouveaux gènes contrôlés par le promoteur du gène d’intérêt (équivalent à un knock in).
Quelles sont les 3 facons pour avoir le syndrome de BW?
