ADN Flashcards
Professeur: Dr. Alexandre Dubrac
Nomme les unité de base des acides nucléiques.
Nucléotides
Nomme les deux acides nucléique.
ADN
ARN
En quoi consiste un nucléotide?
Sucre de 5 carbones
Gr. phosphate
Base contenant un gr. nitrogène
Qu’est-ce qu’un nucléoside?
Base + sucre
Qu’est-ce qu’un nucléotide?
Bas + sucre + phosphate
Nomme les 5 bases.
Adénine
Guanine
Cytosine
Uracile
Thymine
Nomme les bases azotées présentes dans l’ADN.
A
G
T
C
Nomme les bases azotées présentes dans l’ARN.
A
G
U
C
Nomme le pentose de l’ARN.
Ribose
Nomme le pentose de l’ADN.
Désoxyribose
Normalement, sur quel C est lié le gr. phosphate?
C5
Quels groupements de phosphates sont les plus communs?
Monophosphate
Diphosphate
Triphosphate
Par quoi sont relié les nucléotides dans l’ADN et l’ARN?
Lien phosphodiester
Entre quelles structures se fait un lien phosphodiester?
Entre carbone 5’ et 3’ des sucres (passe par le gr. phosphate)
Qu’est-ce qui confère une charge négative à l’ADN?
Phosphates impliqués dans liens phosphodiesters
Nomme les 3 caractéristiques de la structure hélicoidale de l’ADN.
1- La structure de l’ADN est une double hélice
2- Les brins l‘ADN ont une polarité 5’ -> 3’
3- Les brins d’ADN sont antiparallèles et complémentaires
Décrit l’appariement de base dans l’ADN.
A-T et G-C
La chaine d’ADN est orienté comment?
5’ vers 3’
Combien de ponts H entre A-T?
2
Combien de ponts H entre G-C?
3
Quelle paire de b.a. est la plus forte?
G-C
Qu’est-ce qui constitue le squelette de l’ADN?
L’enchaînement des sucres et des phosphates
Où sont situés les sucres et phosphates dans l’hélice?
Extérieur
Où sont situés les b.a. dans l’hélice?
Intérieur
Nomme les 2 sillons de l’ADN.
Majeur
Mineur
Combien de mètre pour le génome haploide humain?
1-3
Les protéines qui se lient à l’ADN sont:
basiques (charge positive)?
ou bien
Acides (charge négative)?
Basique
Combien de paires de nucléotides par tour d’hélice?
10
Quelles sont les bases qui composent l’ADN et les bases qui composent l’ARN?
ADN: A,G,T, C
ARN: A, G, U, C
Quels sont les appariements de bases dans l’ADN et dans l’ARN?
C-G
A-T(U)
Quels sont les sucres dans l’ADN et dans l’ARN?
Désoxyribose
Ribose
Qu’est-ce qu’un lien phosphodiester?
Lien entre les nucléotides
Qu’est-ce la polarité de l’ADN?
Négative
Pourquoi l’ADN est double brin?
Pour permettre sa réparation
Comment les brins sont orientés dans la double hélice?
Bases à l’intérieur de l’hélice
Sucres et phosphates à l’extérieur de l’hélice
Combien de paires de bases par tour d’hélice?
10
La réplication de l’ADN est…
semi-conservative
Quand a lieu la réplication de l’ADN?
Lors de l’interphase, dans la phase S
Nomme les éléments du chromosome important dans la réplication.
Télomères
Origines de réplication
Centromère
Que se passe-t-il au niveau du chromosome dans l’interphase?
Bulles de réplication aux origines de réplications
La réplication débute au niveaux des ____________.
origines de réplication
La synthèse d’ADN est __________.
bidirectionnelle
Forme des fourches de réplication?
Y
Combien de fourches de réplication par origine de réplication?
2
Les deux fourches de réplication progressent comment l’une par rapport à l’autre?
S’éloignent
dans des directions
opposées à partir de
multiples origines de
réplication dans les
chromosomes
Explique le début de la réplication.
La synthèse d’ADN commence aux origines de réplication
L’ADN est ouvert par des protéines d’initiation
L’ADN simple brin va servir de matrice
L’origine de réplication est reconnue par de ____________.
protéines spécifiques
En quoi est riche d’origine de réplication? Quel est l’impact?
Région riche en appariements des bases A-T
Moins stable (2 ponts H)
Vrai ou faux? Il n’y a qu’une seule origine de réplication par chromosome.
FAUX
Explique l’ouverture des deux brins d’ADN.
- L’origine est reconnue par des protéines d’initiation qui ouvrent l’hélice séparant les brins
- Liaison de l’hélicase (fonction d’ouvrir l’ADN double-brin, dézipe l’ADN)
La réplication de l’ADN est quel type de processus?
Enzymatique
Quelle enzyme s’occupe de la réplication de l’ADN?
ADN polymérase
Nomme les 3 contraintes de l’ADN polymérase. (c’est une enzyme assez picky)
- Elle ne peut synthétiser que dans le sens 5’ vers 3’
- Elle requiert une amorce d’ADN ou d’ARN
- Elle requiert une matrice
Explique la nécessité d’une amorce.
L’ADN polymérase ne peut pas initier la réplication, doit ajouter un nouveau nucléotide à un bout 3’ déjà existant
Qu’est-ce qu’une matrice?
Région d’un simple brin
L’ADN polymérase synthétise dans le sens de formation de ___________ 5’ ->3’.
phosphodiesters
Explique en gros la synthèse de l’ADN.
Un brin d’ADN sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire par addition de nucléotides de façon complémentaire (5 vers 3 du nouveau brin, 3 vers 5 de la matrice)
Ajout du nucléotide à l’extrémité __’ du brin amorce
3
Explique d’où vient l’énergie pour la polymérisation.
Les nucléotides triphosphates fournissent l’énergie requise pour la polymérisation
Que couple l’ADN polymérase afin de synthétiser l’ADN?
Libération d’énergie et la réaction de polymérisation
Quelle énergie permet la réplication d’ADN?
C’est l’énergie libérée par la coupure de 2 phosphates (sur 3, car les nucléotides ajoutés sont des nucléotides triphosphates) liés au nucléotide servant à la synthèse
Efficacité de l’ADN polymérase?
100 nucléotides à la seconde chez l’humain
Combien de temps pour une réplication complète du génome?
6 à 8 heures
Explique la formation de l’origine de réplication.
- L’origine est reconnue par des protéines d’initiation qui ouvrent l’hélice séparant les brins
- Liaison de l’hélicase (fonction d’ouvrir l’ADN double-brin, dézipe l’ADN)
- Liaison de la primase (fait des petites amorces en ARN)
- Formation du complexe primase-hélicase
Au niveau de chaque fourche de réplication la synthèse d’ADN se fait sur ____________.
les deux brins
La synthèse des DEUX brins se fait dans quel sens?
5 vers 3
A la fourche de réplication, les deux brins d’ADN nouvellement synthétisés ont une polarité _______.
inverse
Explique la synthèse d’ADN du brin conducteur.
Synthèse d’ADN continue à partir d’une seule amorce
Explique la synthèse d’ADN à partir du brin retardé.
Doit être synthétisé de façon discontinue, sous forme de courts fragments (fragments d’Okasaki) qui seront ensuite réunis bout à bout
Que reste-t-il entre deux fragments d’Okazaki?
Nick
Qu’est-ce qu’un nick?
Brèche ou coupure simple brin
Rupture (manque) d’un lien phosphodiester
Qu’est-ce qui lie les fragments d’Okazaki et comment?
ADN ligase
Créer un lien phosphodiester
Explique l’extension et le remplacement de l’amorce ARN par de l’ADN sur le brin tardif.
- Extension de l’amorce d’ARN
- Finalisation de l’extension de l’amorce d’ARN
- Élimination de l’amorce d’ARN par une activité ribonucléase
- Une ADN polymérase de réparation complète l’ADN entre les fragments d‘Okazaki
- Ligation du nouveau fragment d’Okazaki à la chaîne en croissance (ligase)
Qui ajoute une amorce d’ARN?
Primase
Une amorce tout les ____ nucléotides.
200/300
Combien de nucléotides pour une amorce?
10
Nomme les enzymes de la réplication de l’ADN en ordre.
Hélicase (zip)
Primase (amorce)
ADN polymérase III
ADN polymérase I
Ligase
sliding clamp, SSB
À quoi sert la primase?
Synthétise des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN
Qu’est-ce que la primase?
ARN polymérase qui ne requiert pas d’amorce pour polymériser des ribonucléotides.
Fonction de l’ADN polymérase III?
Utilise les amorces d’ARN sur le brin retardé pour synthétiser les les fragments d’Okasaki du brin tardif). Une seule amorce d’ARN est requise pour synthétiser le brin conducteur.
Fonction de l’ADN polymérase I?
Enzyme avec deux activités requises;
1) Activité de nucléase (enlève l’amorce d’ARN)
2) Activité d’ADN polymérase dite de réparation
Fonction de la ligase?
Une enzyme qui lie deux bouts d’ADN en créant un lien phosphodiester et en utilisant de l’ATP
À quoi servent le Sliding clamp?
Clamp coulissant protéine circulaire maintient l’ADN polymérase et l’ADN pendant la synthèse d’ADN
À quoi sert le SSB?
Protéine fixant l’ADN simple brin, dont son rôle est d’empêcher ce brin de s’apparier avec son brin complémentaire
À quoi sert l’hélicase?
Sépare les brins / Protéines de liaison à l’ADN simple brin maintiennent brins séparés
Que se passe-t-il avec l’avancement de la fourche de réplication?
À mesure que l’hélicase ouvre le double brin, il se passe un super enroulement en aval de la fourche
À quoi sert la topoisomérase?
Relâche le stress du superenroulement en faisant une coupure simple-brin dans l’ADN, en aval de la fourche de réplication, et en reliant le brin d’ADN coupé
Explique le problème dans la réplication des télomères.
Après dégradation de l’amorce en ARN il reste un bout de matrice non répliqué des brins tardifs aux extrémités du chromosome (les télomères), car l’ADN polymérase ne peut pas démarrer la synthèse d’ADN dans le vide, elle a besoin d’un bout 3’OH de l’amorce. La primase à besoin d’une matrice pour synthétiser l’amorce.
Quelle est la solution à la synthèse discontinue?
L’enzyme télomérase ajoute une séquence répétée d’ADN à l’extrémité 3’-OH du brin matrice du brin tardif.
Cela permet d’allonger l’extrémité des chromosomes et d’assurer leur intégrité lors de la réplication.
Que fait la télomérase dans la réplication des télomères?
Elle reconnaît des séquences spécifiques des extrémités des chromosomes auxquelles elle se lie pour y rajouter des séquences répétées qui serviront de matrice à la réplication des extrémités des chromosomes eucaryotes.
La télomérase permet quoi au niveau de l’ADN?
Permet à l’ADN de s’allonger d’un segment répété 1500 X (TGGGGTTG)
À quoi sert la composante complémentaire ARN ACCCCAAC?
Sert de matrice pour sa composante protéique qui fait la synthèse des segments répétés et de l’élongation du brin dans le sens 5’- 3’
Est-ce qu’il y a de informations importantes sur les télomères?
Non!
Nomme les deux parties de la télomérase.
- Partie protéique
- Partie ARN
Décrit brièvement la partie protéique.
Activité d’ADN polymérase capable d’utiliser de l’ARN comme matrice (= activité de ‘reverse transcriptase’ = transcriptase inverse)
Explique brièvement la partie ARN.
3’-ACCCCAAC-5’
Matrice d’ARN faisant partie intégrante de la télomérase
Explique le mécanisme complet de la télomérase.
- Extension du brin complémentaire au brin retardé. La télomérase agit comme une polymérase utilisant son ARN comme matrice
- La télomérase se re-apparie avec l’extrémité de la séquence ajoutée plusieurs fois ici.
- Le brin tardif est complété par l’ADN polymérase a, qui elle porte une activité primase
Vrai ou faux? Dans la télomérase, plusieurs séquences répétées peuvent être ajoutées en tandem.
Vrai
diapo 42
Où la télomérase est-elle active?
Gamètes et cellules souches
À quoi est en parti dû le vieillissement?
À la perte de l’activité télomérase dans les cellules somatiques (raccourcissement des télomères)
Qu’est-ce qui peut se passer dans certains cancers?
Il y a une réactivation de la télomérase dans certains types de cancer
En moyenne, il y a environ ______ nucléotides répétés dans le télomère et une perte de _____ nucléotides à chaque réplication.
10 000
200 à 300
Quelle est la cible de nombreux traitements du cancer?
Le mécanisme de la réplication.
Qu’est-ce qui peut bloquer la réplication de l’ADN et comment?
« analogue de Thymidine » (tel l’AZT)
L’ADN polymérase désactivée
Est-ce que les traitements qui visent la réplication peuvent épargner certaines cellules?
Non (beaucoup d’effets secondaires comme perte de cheveux)
Dans quel direction la réplication est effectuée?
5 vers 3
Quelle sont les caractéristique d’une origine de réplication?
Région riche en appariements des bases A-T
Qu’est-ce que le brin avancé et le brin tardif?
Brin avancé: brin continu
Brin tardif: brin discontinu
Quelles sont les enzymes impliquées dans la réplication?
Primase
ADN polymérase III
ADN polymérae I
Ligase
Sliding clamp
SSB
Hélicase
Quelles sont les caractéristiques des ADN polymérases?
- Ne peut pas initier la réplication à partir de rien
- Peut seulement ajouter des nouveaux nucléotides à un bout 3’ OH déjà existant
- Besoin d’amorce
- Besoin d’une matrice simple brin
Quelles sont les caractéristiques des ARN polymérases?
Pas besoin d’amorce
C’est la primase
Qu’est-ce qu’un fragment d’Okazaki et comment est-il généré?
Généré sur le brin tardif, fragment de brin d’ADN répliqué
Comment les télomères sont répliqués?
- Extension du brin complémentaire au brin retardé
- La télomérase agit comme une polymérase utilisant son ARN comme matrice
- La télomérase se re-apparie avec l’extrémité de la séquence ajoutée plusieurs fois ici.
- Le brin tardif est complété par l’ADN polymérase a, qui elle porte une activité primase
Quels sont les rôles des télomères dans le cancer et le vieillissement?
Il y a une réactivation de la télomérase dans certains types de cancer
Perte de son activité dans les cellules somatiques (vieillissement des tissus)
Fonction de l’ADN polymérase a?
Initiation de la réplication, ARN Primase, fragments d’Okazaki, Réparation
Fonction de l’ADN polymérase b?
Réparation
Fonction de l’ADN polymérase g?
Réplication dans la mitochondrie
Fonction de l’ADN polymérase d?
Réplication du brin tardif
Fonction de l’ADN polymérase e?
Principale polymérase, réplication du brin avancé
Que forme la PCNA?
Clamp
Que forme la RPA?
SSB
Fonction de la RNase H1?
Dégradation des amorces ARN
Fonction de la FEN1?
Dégradation des amorces ARN
Pourquoi la réparation de l’ADN est elle utile?
Il peut y avoir des erreurs d’incorporation de nucléotides pendant la réplication de l’ADN
Les cellules subissent constamment des lésions
Nomme les causes des lésions de l’ADN.
- le métabolisme (pH, ROS [reactive oxygen species])
- les radiations (UV, rayon X, etc)
- des composés chimiques dans l’environnement
Si il n’y avait pas de correction, qu’adviendrait-il d’un changement de nucléotide?
Au cycle de réplication suivant, une des molécules d’ADN sera mutée de façon permanente et la mutation sera transmise
Est-ce que l’ADN polymérase fait souvent des erreurs?
Non, c’est rare, mais possible
Comment appelle-t-on une erreur dans la séquence d’ADN qui est transmise?
Mutation
Qu’est-ce qui peut se passer si une gamète mute?
Mutation hérité par la descendance
Peuvent causer des maladies héréditaires
Donne un exemple de mutation.
Anémie falciforme
GAG devient GTG
Qu’est-ce que la fibrose kystique?
Maladie autosomale récessive
DF508, délétion de 3 nucléotides qui codent pour la phénylalanine 508 du canal chlore CFTR
Des mutations dans les cellules somatiques peuvent causer quoi?
Cancer
Combien de mutation dans une cellule pour avoir un cancer?
4-5
Pourquoi les risques du cancer du côlon augmente avec l’âge?
Car les cellules accumulent les mutations somatiques
Vrai ou faux? Les cellules possèdent un seul mécanisme de réparation de l’ADN pour maintenir l’intégrité du génome.
Faux, plusieurs
Nomme les 3 mécanismes de réparation de l’ADN.
- Réparation durant la synthèse de l’ADN
- Correction post-réplicationnelle des mésappariements
- Réparation des lésions par excision
Explique la réparation durant la synthèse de l’ADN brièvement.
Vérification et autocorrection par l’ADN polymérase
Explique brièvement la correction post-réplicationnelle des mésappariements.
Reconnaissance du nucléotide mal incorporé, excision et réparation
Explique brièvement la réparation des lésions par excision.
Les bases mutés par déamination, dépurination, radiation (UV dimères de thymine) sont reconnues par de nucléases et excisées. Ensuite, Repolymérisation par l’ADN polymérase de réparation et ligation
Comment les mutations sont reconnues?
Les systèmes de réparations doivent distinguer entre les bases originales et les bases mutées
Pourquoi l’ADN est-il composé d’une double hélice?
Pour être réparable
La réparation du brin muté utilise quoi?
Le brin indemne comme matrice
En général, comment les nucléotides erronés ou endommagés sont-ils reconnus?
Causent une torsion, une déformation de la double hélice
Explique en détails la correction co-réplicationnelle.
- Vérification par la polymérase lors de l’appariement des bases.
- Reconnaissance des mauvais appariements par déformation de l’hélice (les ponts H sont différents).
- Activité exonucléase de la polymérase
- L’action régulière de polymérisation de la
polymérase est reprise.
Explique l’activité exonucléase de la polymérase.
Elle détache le mauvais nucléotide par
hydrolyse du lien phosphodiester en
reculant et agit ainsi en exonucléase
Que permet la correction co-réplicationnelle?
1 erreur/10 000 000 qui reste
Que vérifie l’ADN polymérase lors de la réplication?
Si un nucléotide ajouté dans un brin d’ADN en croissance est incorrect.
Nomme les deux sites de l’ADN polymérase ainsi que leur fonction.
Catalytique de polymérisation: pour la réplication
Édition: pour l’excision et la correction
Si un nucléotide ajouté dans un brin d’ADN en croissance est incorrect, que se passe-t-il?
Ce brin se déplace temporairement vers le site E pour correction
Que se passe-t-il lorsque une mutation
n’est pas corrigée lors de la réplication
Ou
Une lésion survient après réplication?
Correction post-réplicationnelle de Mésappariements
Quand rentre en action la correction post-réplicationnelle de Mésappariements
Lorsque la polymérase n’a pas détecté la mutation de façon co-réplicationnelle
Explique en détails la correction post-réplicationnelle de mésappariments.
- Les mésappariement causent une distorsion de la double hélice, qui est détectée par des protéines spécifiques
- Le protéines de reconnaissance forment
un complexe qui recrute une exonucléase (Exo1) - Une portion du nouveau brin incluant le
nucléotide erroné est dégradée par l’exonucléase - Réparation de cette lacune par l’ADN polymérase et ligation
Comment les systèmes de réparation savent-ils quel brin doit être utilisé comme matrice pour la réparation?
On suppose que le brin néosynthétisé contient des « nicks » qui aident à l’identifier (par méthylation aussi possible, car l’ADN est méthylé après synthèse)
Que font les endonucléases?
Elles clivent à l’intérieur de la molécule d’ADN produisant un nick si elles agissent sur seule brin ou une coupure si elles agissent sur les deux brins
Que font les exonucléases?
Elles digèrent un brin d’ADN dans la direction 5’ à 3’, soit de 3’ à 5’, selon le type d’exonucléase
Qu’est-ce qu’il faut pour qu’une exonucléase puisse agir?
Il lui faut un bout 5’ ou 3’ libre (selon le type d’exonucléase), elle ne peut pas agir à l’intérieur de la molécule d’ADN
Que fournit un nick?
À la fois un bout 5’ et 3’
Qu’est-ce qui provoque la dépurination?
Des collisions thermiques entre molécules causent la perte de purines (G, A) de certains nucléotides
Est-ce que la dépurination casse le squelette phosphodiester de l’ADN?
Non, mais génère des lésions que l’on peut comparer à des dents manquantes
Qu’est-ce que la déamination?
Le métabolisme peut causer la perte groupement amino de cytosines causant la transformation en base uracile (qui est non-complémentaire à la base située sur l’autre
brin d’ADN)
C devient U
Est-ce que la déamination comprend une perte de base?
NON
Que peut causer les rayons UV du soleil?
Formation de liens covalents entre deux thymines adjacentes (formation de dimères de thymine)
Explique la formation d’un dimère de thymine.
Bris du double lien C-C à l’intérieur du cycle de la base et formation d’un lien covalent avec la base inférieure ou supérieure sur le brin
Les radiations ultraviolettes de la lumière solaire peuvent endommager l’ADN (cellules _____ les plus susceptibles à ces lésions)
de la peau
Nomme les 3 étapes du mécanisme de base de réparation des lésions par excision.
- Excision
- Synthèse
- Ligation
Explique en détails le mécanisme de base de réparation des lésions par excision.
- L’ADN endommagé est reconnu et la portion affecté est excisée par une nucléase (des nucléases différentes reconnaissent différents types de dommages)
- Une ADN polymérase de réparation se fixe au brin venant de subir la coupure et fait une copie complémentaire (5’ vers 3’) du brin (normal) laissé indemne
- Finalement, la cassure existant toujours au niveau du squelette phosphodiester est reliée grâce à une ADN ligase
Quelle est la différence entre une mutation somatique et une mutation germinale?
Mutation somatique: dans cellules du corps
Mutation germinale: dans les gamètes
Quelles sont les conséquences de ces deux types de mutations?
Somatique: cancer
Germinale: maladies héréditaires
Quelles sont les causes des mutations?
Dépurination
Déamination
Dimères de Thymine
Quelles sont les mécanismes de réparation de mutations?
- Réparation durant la synthèse de l’ADN «Proofreading»
- Correction post-réplicationnelle des mésappariements « DNA Mismatch Repair System »
- Réparation des lésions par excision
Comment les mutations sont reconnues dans la cellule?
En général, les nucléotides erronés et ou endommagés sont reconnus comme mésappariements causant une torsion, une déformation de la double hélice
En réalité, est-ce que la réplication de l’ADN se fait avec les deux brins complètement déroulé, comme sur les schémas?
Non, c’est plus complexe, car espace réduit
Nomme les purines.
A
G
Nomme les pyrimidines.
T
U
C
