8- épigénétique Flashcards
Qu’est-ce que le génome?
GÉNOME :
Ensemble du matériel génétique d’une espèce codée dans son ADN, à l’exception de certains virus dont le génome est constitué d’ARN.
Contient en tous les gènes codant des protéines ou correspondant à des ARN structuraux, ainsi que des séquences sans gènes.
Il se compose donc en des séquences codantes (transcrites en ARN messagers) et traduites en protéines et des séquences non-codantes (non transcrites ou transcrites mais pas traduites).
Que fournit le génome et dans quoi est-il stocké?
Un génome fournit toutes les informations dont l’organisme a besoin pour fonctionner.
(Chez les organismes vivants) le génome est stocké dans de longues molécules d’ADN appelées chromosomes (23 paires chez l’humain).
Des sections d’ADN, les gènes, codent pour les molécules d’ARN et de protéines requises par l’organisme.
Que sont les gènes?
Séquence d’ADN contenant toute l’information pour produire un ARN (menant habituellement à une protéine).
Donc une région du génome portant une caractéristique ou des caractéristiques héréditaires de l’organisme.
Quels types d’ARN sont codés par les gènes?
Les ARN messagers ou ARNm.
Le gène aboutit-il toujours à la formation d’une protéine?
Non, il y a des gènes qui sont transcrits en ARN, mais ces ARN ne sont pas traduits en protéine.
Ces ARN non-codants sont toutefois fonctionnels et impliqués en divers processus essentiels comme les ARNr (ribosomiques) et les ARNt (de transfert) qui sont impliqués dans la traduction des ARNm en protéines.
Que sont les snRNA?
Les snRNA font partie de complexes snRNP (snurps) qui sont impliqués dans l’épissage de pré-ARNm en ARNm mature et d’autres.
Locus
Correspond à un endroit spécifique sur un chromosome (comme une adresse postale).
Le locus est invariable, car il s’agit d’un endroit physique sur le chromosome caractérisé par des coordonnées.
(Ex : 11 chromosome, bras long, etc.)
Allèle
Un allèle est la version donnée d’un gène. Les allèles du même gène varient entre les individus, ce qui explique la diversité qu’on retrouve dans une même espèce.
Chez un ind, chaque gène possède 2 allèles (une version par chromosome).
ALLÈLE EST COMME UNE SPÉCIFICITÉ DANS UNE PLUS GRANDE CLASSE (EX: YEUX BRUNS DANS LE GÈNE DE LA COULEUR DES YEUX).
Organisation des gènes des procaryotes et des eucaryotes
Gènes des procaryotes : l’information génétique est continue.
Gènes des eucaryotes : l’information génétique eest discontinue.
Que contient l’info génétique d’un eucaryote?
Segments rouges : EXONS : séquences du gène qui codent pour des parties des protéines.
Segments jaunes : INTRONS: séquences du gène qui ne codent pas pour une partie des protéines et vont être éliminés lors de l’épissage.
Qu’est-ce que l’épissage?
Processus par lequel les introns sont éliminés de le pré-ARNm, les exons sont liés ensemble pour donner l’ARNm mature.
Transcription
Synthèse d’ARN à partir d’ADN.
Traduction
Synthèse de protéines à partir d’ARN messager (ARNm).
Que sont les spacers?
Régions du génome ne contenant pas de gène.
Comment peuvent être classées les séquences d’ADN?
Séquences utiles correspondant aux gènes: 10 à 20 % du génome, exons seulement 1,5-2% (séquence codante).
Séquences intergéniques (inutiles / junk): 80-90% du génome.
Une large proportion sont des séquences intergéniques sont des séquences répétées.
Que contiennent les séquences utiles?
SÉQUENCES UTILES :
Information pour produire les protéines et certains petits ARN (ARNt, ARNr, snRNA, etc).
Trois catégories de gènes dans les séquences utiles
Gènes solitaires: une seule copie dans tout le génome.
Gènes divergents: gènes qui dérivent d’un gène ancestral (ex gènes des globines).
Gènes répétés en tandem: gènes dupliqués (répétés) sur un même chromosome (ex : gènes d’histones).
Comment sont la majorité des gènes
Solitaires
Que sont les gènes dupliqués divergents?
GÈNES DUPLIQUÉS DIVERGENTS :
2 ou plus copies.
On pense que des cycles répétés de duplication et mutation ont généré la famille de globines chez l’humain.
Schéma à côté :
Single-chain globin gene aurait donné le alpha-globin gene et béta.
Le béta aurait donné le béta fétal et adulte
Béta fétal donne epsilone et gamma .
Béta adulte donne delta et béta.
Quelles globines sont exprimées avant et après la naissance?
Fétal: alpha et gamma.
Adulte: alpha et béta.
Quel est l’avantage d’avoir plusieurs copies du même gène?
Produire + de protéines.
Comment sont divisées les séquences inutiles?
Séquences répétées en tandem** : STR et VNTR.
Séquences répétées dispersées : éléments transposables (mobiles) LINE et SINE.
STR
short tandem repeat (2 à 6 nucléotides).
VNTR
Variable number of tandem repeats (10à 100 nucléotides).
LINE
Lon interspersed nuclear element.
SINE
Short interspersed nuclear element.
Où sont répétés les STR?
Short Tandem Repeats :
Ces séquences sont répétées dans un même locus, de 5 à 200 fois .
Génome humain a 50 000 à 100 000 di-nucléotides répétés et un moindre nombre de tri, tétra et pentanucléotides répétés.
Pour quoi sont utiles les STR?
Puisque leur nombre varie dans un même locus, ils sont utilisés pour le DNA fingerprint en médecine légale.
Pour quoi sont utiles les VNTR?
Les VNTR sont utiles pour le DNA fingerprint, car répétées entre 10 et 1500 fois dans un même locus, variant entre individus.
Qu’est-ce qui constitue les séquences répétées dispersées?
Éléments transposables (éléments mobiles ou transposons) de quelques centaines à plusieurs milliers de pb (paire de base).
Qu’est-ce qu’un transposon?
Une séquence d’ADN capable de se déplacer de manière autonome dans un génome par un mécanisme appelé transposition.
Comment se déplacent certains transposons (tout court)?
En tant qu’ADN par un processus de recombinaison.
Comment se déplacent les rétrotransposons?
Rétrotransposons : vestiges d’ancien rétrovirus.
Transcrit en ARN et ensuite convertit en ADN qui finalement va s’insérer dans un autre locus dans le génome.
Que peuvent faire les éléments transposables?
Transporter des gènes et les insérer dans de nouveaux endroits dans le génome.
Chez les bactéries, les éléments transposables sont en partie responsable de la transmission de la résistance aux antibios.
À quoi servent les transposons?
Moteurs d’évolution et de biodiversité en transportant avec eux des exons ou des gènes d’une partie du génome à une autre, créant ainsi de nouveaux gènes ou affectant la régulation d’un gène.
Que peut porter un exon?
Un exon peut porter un domaine protéique fonctionnel comme lier l’ADN ou lier une autre protéine.
Comment se fait la mobilité d’un rétrotransposon?
Transcription, reverse transcription, insertion of double-stranded DNA copy in target DNA.
Qu’est ce qu’un déplacement d’un exon par transposon peut causer
Des transposons ont pu mobiliser avec eux des exons ou des gènes d’une partie du génome à autre, créant ainsi de nouveaux gènes ou affectant la régulation d’un gène.
De quoi dépendent les SINE
Les SINE …
Rôles d’Alu.
1) Rôle important dans l’évolution du génome humain.
2) Associées à plusieurs maladies: cancer colorectal, sein, poumon, estomac, hémophilie, neurofibrimatose, diabète de type II, alzheimer.
3) Peut hausser la production d’oncogènes et désactiver des gènes suppresseurs de tumeurs.
Que sont les ORF?
Open reading frame: cadre ouvert de lecture, donc une séquence qui code pour une protéine.
Caractéristique et contenu cellule somatique
Diploïde.
22 paires de chromosomes + 2 chromosomes sexuels (XX ou XY) = 46 chromosomes, soient 2 fois 22 autosomes et 2 gonosomes (sexuels).
Caryotype
Organisation des chromosomes homologues, placés en ordre et numérotés selon une entente internationale, lorsque la cellule est en mitose et que les chromosomes sont condensés.
Définir un chromosome
Longue structure en forme de filament composée d’ADN de séquence unique et associée à des protéines.
Porte info génétique d’un organisme (sauf ADN mitochondrial), organisée sous forme de gènes.
Formé d’une seule, très longue, molécule linéaire d’ADN (double-hélice) fortement condensée lors des divisions cellulaires.
Centromère
Région qui unit les chromatides soeurs.
Utilisé pour leur ségrégation vers les pôles opposés lors de la division cellulaire dans le but de diriger de façon équilibrée les chromatides vers chacune des cellules filles.
PAS DE GÈNE DANS LES CENTROMÈRES.
Télomère
Portion distale des chromosomes contenant des séquences nucléotidiques répétées qui empêchent une perte de matériel génétique lors de la réplication des chromosomes.
Chromosome homologue
Une des deux copies d’un chromosome dans une cellule diploïde, l’une provenant du père et l’autre de la mère.
Chromatide
Copie d’un chromosome ayant été répliqué et qui est encore rattachée à sa chromatide soeur par son centromère.
Chromatine
Complexe formé d’ADN, histones et de protéines non histones présent dans le noyau des cellules eucaryotes.
Matériel composant les chromosomes qui eux sont visibles lors des divisions cellulaires.
Nucléosome
Unité organisatrice de base de la chromatine composée d’un segment d’ADN et d’un complexe protéique d’histones (H2A, H2B, H3, H4).
Quelle charge ont les histones?
+, car elles doivent s’attacher à l’ADN qi est - à cause des phosphates.
Combien de pb dans un nucléosome?
147
Qu’est-ce qu’un noyau protéique?
Octamère formé de 2 copies de chacune des protéines H2A, H2B, H3, H4 autour duquel l’ADN effectue environ 2 tours (1,67).
Que fait l’histone H1?
Lie l’ADN au niveau ou celui-ci rentre et sort de la particulle de coeur. Compacte l’ADN et force le rapprochement de l’ADN entrant et sortant sur une trentaine de pb, limitant leurs mouvements et scellant ainsi le complexe
Hétérochromatine vs euchromatine
Hétérochromatine : zone contenant de la chromatine fortement condensée et donc peu accessible. Cette portion d’ADN contient peu de gènes ex: télomère et centromères. Expression de gènes réprimée.
Euchromatine : zones plus lâches qui rendent les segments d’ADN fréquemment utilisés plus accessibles pour la cellule. Expression de gènes possibles.
Que font les complexes de remodelage?
Modifient la position de l’ADN enroulée autour des nucléosomes, permettant de donner lieu à une condensation ou une décondensation de l’ADN après glissement des nucléosomes.
Complexe de remodelage de la chromatine utilisent de l’ATP pour modifier la position de l’ADN enroulé autour des nucléosomes. Plusieurs cycles d’hydrolyse sont aussi nécessaires pour générer un déplacement.
Quelles sont les modif chimiques réversibles ?
Histones:
Acétylation des lysines.
Méthylation des lysines p/e (peut se faire sur l’ADN aussi).
Phosphorylation des sérines p/e.
ADN : phosphorylation
Ces modifications chimiques affectant les histones font en sorte que la chromatine se condense ou se décondense.
Sur queue N-terminale des histones
Certaines de ces modifs sont épigénétiques(héritables).
Que fait l’Acétylation des histones
Neutralise la charge + à la surface des istones sur des résidus lysine et arginine. Ceci décondense la chromatine par perte de l’intéraction avec l’ADN.
Réversible (lorsque les groupes acétyles sont enlevés, la chromatine reprend sa forme condensée).
Que fait la phosphorylation des histones?
Ajout de groupement Phosphate (charge négative) à des résidus contenant OH (Sérine, Tyrosine, Thréonine).
Conséquences de la phosphorylation d’histones : Groupement phosphate (charge -) de l’ADN interagit moins fortement avec l’histone (charge +), car la phosphorylation ajoute des charges - à l’histone, ce qui empêche l’enroulement de l’ADN autour de l’octamère d’histones.
Cela cause la décondensation.
Réversible (lorsque les groupements phosphates sont enlevés, la chromatine reprend sa forme condensée).
Que fait la méthylation d’histones?
- Méthylation de lysine et d’arginine faite par des enzymes arginine transférase PKMT.
Perte de charge + et augmente hydrophobicité (pas soluble dans l’eau). - La méthylation des histones peut être associée avec soit la répression ou activation de la transcription.
- Réversible.
Que fait la méthylation de l’ADN?
- Méthylation des cytosines entraîne toujours une augmentation de la condensation de l’ADN et donc une diminution de l’accessibilité aux gènes codés par la portion méthylée.
- Conséquence de la méthylation d’ADN : Répression de la transcription.
- Réversible.
Que sont les CpG islands?
Régions riches en C et G en amont de promoteurs.
Si les C sont méthylés, les promoteurs sont réprimés.
Définir l’épigénétique
- Changements héritables dans l’expression de gènes ou phénotypes sans changements de la séquence d’ADN.
- Rôle important dans l’établissement et maintient de types cellulaires.
Quelle modification peut être transmise comme marque épigénétique?
La méthylation de certains cytosines (méthylation de l’ADN) est transmise aux cellules filles par des méthylases de maintient, qui après réplication de l’ADN vont copier le patron de méthylation du vieux brin sur le nouveau brin.
Décrit le passage des histones comme marque épigénétique
Modification des histones peut aussi être héritée et maintenue chez les cellules filles.
Histones parentaux modifiés, mais histones filles non modifiés le seront par reader-writer complexes.
Transmission possible des marques épigénétiques des histones aux ¢ filles. Héritage épigénétique (se surimpose à transmission génétique via l’ADN).
Donne un exemple d’épigénétique
Reine et ouvrière abeille.
Qu’est-ce qui impacte l’épigénétique?
- Influences intergénérationnelles.
- Évènement clinique
- Nutrition, lifestyle et le stress social
- Environnements chimiques.
Later life outcomes and susceptibilities of épigénétique
- Growth.
- Neurobehaviour.
- Obesity.
- Reproduction.
- Cancer.
Qu’est-ce qui influence l’expression des gènes?
L’environnement et histoire individuelle via des modifications (marques épigénétiques) réversibles ou transmissibles d’une génération à l’autre sans altération de l’information dans l’ADN.
Qu’est-ce qui peut modifier l’épigénome des cellules reproductrices humaines?
Style de vie, en particulier l’exercice physique
Peut avoir effet sur la santé des générations futures, influençant santé de progéniture et risque maladies.
