5- 5-Recombinaison non homologue 2024.pdf Flashcards

Question

Tranposition chez les eucaryotes

Answer 1

Organisation génomique des trois classes d’éléments transposables chez les eucaryotes. a) Transposon ADN. L’élément contient les terminaisons répétées inversées et les gènes propres à sa transposition. b) Rétroposon de type viral. L’élément contient deux extrémités répétées (LTR) qui flanquent la région contenant les gènes nécessaires à la rétrotransposition. Entre autres, une transcriptase inverse et une intégrase. c) Rétroposon poly-A. L’élément est terminé par des séquences non-traduites (UTR). Il code deux gènes: une enzyme se liant à l’ARNm, et une enzyme présentant une activité transcriptase inverse et endonucléase.

Answer 2

Chez les eucaryotes, les rétrotransposons sont des transposons qui nécessitent un intermédiaire ARN pour leur transposition ls peuvent avoir un cycle extracellulaire et se transposer entre les cellules (Ex: les rétrovirus) ou avoir un cycle intracellulaire et être confinés dans une cellule. Dans ce système, le rétrotransposon présent dans l'ADN de l'hôte est d'abord transcrit en ARN. L'ARN est alors réverse transcrit en ADN par une enzyme codée par le transposon, la réverse transcriptase. L'ADN double-brin qui en résulte peut alors s'intégrer au hasard dans l'ADN de l'hôte.

Answer 3

Vue détaillée de la séquence des éléments proches des extrémités de l’ARN et de l’ADN rétroviraux. Le rétrotransposon ADN intégré dans l’ADN chromosomique (appelé provirus) est transcrit en ARN par la machinerie cellulaire de la transcription. Cet ARN est ensuite copié en ADN par la reverse transcriptase pour être intégré dans le génome de l’hôte. Le rétrotansposon a des extrémités dont les séquences sont répétées. Il contient aussi des gènes liés à sa rétrotransposition (Gag, Pol et Env). mec: A partir d’un provirus intégré dans le chromosome de l’hôte, il y a transcription d’un ARN viral. L’ARN est ensuite copié en ADN double-brin par la réverse transcriptase. Au moyen de l’intégrase, les extrémités du rétrotransposon sont coupées (perte d’un dinucléotide) en laissant une extension 5’. Les extrémités 3’ réagissent alors avec l’ADN chromosomique et le transfert des brins se produit. Les brèches sont réparées et ligaturées.

Answer 4

Exemple d’éléments rétroposons poly-A: les éléments LINE et SINE. Les éléments LINE sont terminés par des séquences non-traduites (UTR) et des enzymes qui permettent leur transposition. Leur transposition est autonome. Ils fournissent également les protéines nécessaires à la transposition des éléments SINE qui sont des éléments non-autonomes. Les régions cis critiques de ces éléments sont 1- leur promoteur qui permet leur transcription et 2- leur séquence poly-A qui sert à leur intégration dans l’ADN cible. Mécanisme de rétrotrasnposition d’un élément poly-A par transcription inverse amorcée par la cible. a) Une ARN polymérase cellulaire transcrit la séquence du rétroposon. b) L’ARN est traduit et les protéines résultantes se lient à l’extrémité 3’ de leur propre ARN. c) Le complexe se lie à une région riche en T dans l’ADN de l’hôte. d) Les protéines coupent l’ADN cible. La région poly-A de l’ARN s’hybride à la région riche en T de l’ADN formant un hybride ADN-ARN. e) L’extrémité 3’-OH libre de l’ADN au site de coupure sert d’amorce à la transcriptase inverse qui réplique l’ARN en une copie d’ADN. Ceci génère le premier brin d’ADNc. f) Il y a synthèse du deuxième brin d’ADN . Réparation et ligature de l’ADN pour finaliser l’intégration de l’élément rétroposon dans l’ADN cible.

Answer 5

Le système immunitaire des vertébrés a pour rôle de reconnaître et d’éliminer les organismes envahisseurs. Pour cette fonction, des anticorps et des récepteurs des cellules T sont produits par des cellules spécialisées. Pour être efficaces ces molécules doivent être très variées. Le mécanisme pour produire des molécules hétérogènes implique une recombinaison V(D)J. Les gènes codant les anticorps sont composés de segments de gènes qui sont assemblés par une série de réaménagements de l’ADN spécifique de séquence. Les chaînes légères des anticorps sont construites à partir des domaines V, J et C. La région du gène contient environ 300 segments codant différentes versions de la région protéique V, 4 segments J et 1 segment C. Par recombinaison, plus de 1,200 variants de la chaîne légère peuvent être produits. De même, la région génomique codant la chaîne lourde peut générer plus de 4,800 protéines différentes par recombinaison des domaines V, D, J et C. Les chaînes lourdes et légères sont ensuite assemblées pour augmenter encore plus l’hétérogénéité.

Answer 6

(a) Organisation génomique d’une partie de l’ADN codant une chaîne légère chez les cellules n’ayant pas effectuées la recombinaison V(D)J (cellules de la lignée germinale). (b) La recombinaison entre deux segments de gène spécifiques (V3 et J3) a eu lieu pendant le développement d’une cellule B. C’est seulement l’un des nombreux réarrangements qui peuvent se dérouler dans les différents cellules pré-B. Le locus recombiné est ensuite transcrit en ARNm, épissé puis traduit pour générer la chaîne légère. (c) Schéma de la région génomique encore plus complexe codant pour les chaînes lourdes des immunoglobulines.

Answer 7

Mécanisme de recombinaison: les coupures se déroulent selon un mécanisme similaire à celui de l’excision d’un transposon. Les recombinases introduisent des coupures monocaténaires aux extrémités des séquences signal de recombinaison, ce qui crée des extrémités 3’-OH libres. Chaque 3’-OH libre attaque alors le brin opposé pour former un intermédiaire en épingle à cheveux. Les structures en épingles à cheveux sont ensuite hydrolysées puis ligaturées pour former un ensemble codant entre les régions V et J. Les deux extrémités portant les séquences signal de recombinaison sont également ligaturées ce qui forme une jonction signal. La première molécule subit des recombinaisons ultérieures alors que l’autre est éliminée.

Answer 8

Logique du code génétique: il semble que l’évolution ait tenté de minimiser les effets délétères qui pourraient survenir suite à des mutations de l’ADN. - Une mutation dans le troisième nucléotide du codon spécifie souvent un acide aminé identique ou similaire - Une mutation dans le premier nucléotide du codon spécifie souvent un acide aminé similaire - Les codons contenant des pyrimidines en deuxième position codent souvent pour des acides aminées hydrophobes. Les codons contenant des purines à cette position codent généralement pour des acides aminés polaires. - Lorsque les deux premiers nucléotides du codon sont G ou C, la nature du troisième nucléotide n’a pas d’influence sur le choix de l’acide aminé.

Answer 9

Il est maintenant accepté que 3 règles principales gouvernent le code génétique; 1- les codons sont lus de l’extrémité 5’ du gène vers l’extrémité 3’. 2- les codons ne se chevauchent pas et le message ne contient aucun espace. 3- le message est traduit dans un cadre de lecture fixe imposé par le codon d’initiation.

Answer 10

Le transfert d’information génétique entre la séquence de l’ARNm et la formation de la protéine correspondante est assuré par les ARNt. Ces molécules contiennent deux sites importants, l’un pour fixer un acide aminé spécifique, l’autre pour reconnaître les codons sur l’ARNm. Cette fonction est assurée par l’anticodon (3 pb) qui se paire selon les règles Watson/Crick à la séquence du codon. Il y a une stricte concordance entre la séquence de l’anticodon et la nature de l’acide aminé porté par l’ARNt, ce qui assure un transfert fiable de l’information génétique. Il est à noter que la base située en 5’ de l’anticodon (qui se paire au nucléotide situé en 3’ du codon) est dans un environnement moins structuré que la base située en 3’ de l’anticodon.

Answer 11

plus d’un ARNt peut correspondre à un acide aminé particulier: Le code étant dégénéré, certains acides aminés sont codés par plus d’un ARNt. Par exemple, deux ARNt qui ont des séquences d’anticodon différentes sont liés à la leucine. Ceci permet de reconnaître par complémentarité de bases deux des 6 codons qui codent pour la leucine. En fait, il existe 32 ARNt différents dans les cellules humaines pour correspondre aux 61 codons. Comment les 32 ARNt peuvent-ils répondent aux besoins de 61 codons?? un même ARNt peut lier différents codons dû à l’appariement bancal des bases: L’explication vient du fait qu’un appariement bancal non-canonique est toléré entre le nucléotide en 5’ de l’anticodon et le nucléotide en 3’ du codon. La base située en 5’ de l’anticodon est moins confinée dans l’espace que les 2 autres bases, ce qui lui permet de se pairer avec n’importe quelle autre base positionnée en 3’ du codon (selon les combinaisons indiquées au tableau 15.2). Ces paires de base non-canoniques ont une même distance ribose-ribose que celles observées dans les appariements canoniques. De plus, plusieurs ARNt contiennent de l’inosine en position 5’ de l’anticodon ce qui permet une liaison de cette base à plusieurs nucléotides différents en position 3’ du codon (A, U ou C).

Answer 12

Par rapport à la traduction, les mutations ponctuelles peuvent être également classées comme 1) mutations contre-sens, lorsqu'elles changent un acide aminé en un autre dans la protéine, 2) mutations non-sens, lorsqu'elles introduisent un codon STOP, 3) mutations silencieuses, lorsqu'elles ne provoquent pas de changements dans la séquence des acides aminés de la protéine. Des mutations ponctuelles par changement de cadre de lecture sont aussi possibles (voir plus loin).

Answer 13

Réparation par recombinaison Lorsque la machinerie de réplication de l’ADN rencontre une lésion, le réplisome se bloque et se dissocie, laissant une région non- répliquée. La réparation par recombinaison permet de réparer la lésion. .

Answer 14

Les protéines UvrA et UvrB balaient l’ADN pour identifier une déformation. UvrA quitte le complexe et UvrB ouvre localement l’ADN autour de la déformation. UvrC forme un complexe avec UvrB et crée des césures de chaque côté de la lésion. L’ADN hélicase UvrD détache le fragment d’ADNsb et l’ADN polymérase I et la ligase viennent réparer la brèche dans l’ADN.

Answer 15

En présence d’acide nitreux, (a)la cytosine est transformée en uracile, qui s’apparie avec l’adénine (b)l’adénine est transformée en hypoxanthine, un dérivé de la guanine, qui s’apparie avec la cytosine. Plusieurs produits chimiques dans l’environnement (ou de façon spontanée) peuvent altérer la structure des bases. Les bases modifiées peuvent se pairer à des nucléotides différents. Il s’en suit que la modification d’une base dans l’ADN peut causer une mutation lors de la réplication de l’ADN si cette base se paire à un nouveau nucléotide.

Answer 16

Plusieurs produits chimiques dans l’environnement ont une structure similaire à celles des nucléotides. Ces produits peuvent donc s’incorporer dans l’ADN et jouer le rôle d’une base. Le problème vient du fait que les formes cétone et énol de ces produits se pairent de façon préférentielle à des nucléotides différents. Ainsi le BrdU peut lier ou l’adénine ou la guanine. Il s’en suit que l’incorporation d’un de ces produits dans l’ADN peut causer une mutation lors de la réplication de l’ADN si le produit change d’une forme à une autre.

Answer 17

Dans une cellule dont l’ADN n’est pas endommagé (schéma du haut), la protéine LexA réprime fortement la synthèse des protéines de réparation LexA, UvrA, UvrB, RecA etc. Quand il y a une lésion (schéma inférieur), la protéine RecA est activée par sa liaison à l’ADN simple brin qui résulte des trous post-réplicatifs. Ceci stimule fortement l’autoclivage de LexA. Une synthèse importante des protéines SOS a alors lieu, permettant la réparation des lésions de l’ADN.