ADN - Dogme central Flashcards
Décrit les 2 expériences qui ont mis en évidence que
l’ADN est le matériel génétique
- L’expérience Griffith-Avery
- Des bactéries inoffensives sont injectées dans une sourie, la sourie survie
- Les bactéries et un principe transformant sont injectés dans une sourie, la sourie meurt
- Les bactéries et le principe transformant sont traités avec des protéases ou ribonucléases, ceci est injecté dans la sourie et elle meurt
- Les bactéries et le principe transformant sont traités avec des désoxyribonuclases, ceci est injecté dans la sourie et elle survie
Cette expérience démontre que l’ADN est le matériel génétique, car quand elle est dénaturée la bactérie se retrouve inoffensive.
- L’expérience Hershey-Chase
- Des phages sont ajoutés à des bactéries en solution
- Deux teintures sont ajoutés aux phages, une teinture pour les protéines (capside) et une teinture pour l’ADN
- La solution de phages et bactéries est agitée et ensuite centrifugée
- Le surnageant et le culot sont analysés pour les teintures
- Le culot, contenant les bactérie, présente une majorité de la teinture associée à l’ADN
Cette expérience démontre que l’ADN est le matériel génétique puisqu’une concentration plus élevé de la teinture dans le culot, ou se retrouvent les bactéries infectées, signifie que ces molécules sont celles qui mènent à l’infection (et alors la reproduction bactérienne, qui nécessite le matériel génétique)
Explique pourquoi les bases de l’ADN se trouvent au centre de l’hélice alors que les
sucres se trouvent en périphérie
Cette configuration est dû à l’entropie.
L’eau peut créer beaucoup plus de pont hydrogène avec les liaisons phosphodiester créés entre les sucres qu’avec les bases. Ceci maximise l’entropie lorsque les sucres sont à l’extérieur de la double hélice.
Alors c’est l’eau qui dicte la structure de l’ADN
Explique les trois principes qui dirigent la formation de la double hélice d’ADN
- Liens phosphodiesters: l’entropie augmente lorsque les liens phosphodiesters (et par extension les sucres) sont à l’extérieur tandis que les bases sont à l’intérieur
- Liaisons H: les paires de bases forment des pont H entre eux. La formation d’un pont facilite la formation d’un autre, ainsi de suite (c.à.d se renforcent mutuellement)
- Forces VDW: Les bases sont empilées de sorte à former des systèmes pi conjugués (alors chaque atome est polarisable), ce qui maximise l’énergie d’interaction des forces VDW. L’aire de contact est maximisée et l’empilement cré le contact le plus proche possible
Explique comment les ponts hydrogène formés
entre une paire de bases constituent un principe déterminant dans la formation
de la structure de l’ADN
Les ponts H se renforcent mutuellement. Lorsqu’un pont est formé, il facilite alors la formation d’un deuxième pont. Et dans le cas de G-C, la formation du troisième pont est encore plus facilitée par la présence de deux ponts H précédemment formés. La formation de ce troisième pont H ne comporte aucune pénalité entropique
Décrit les facteurs qui contribuent à la force des interactions de van der Waals
dans la double hélice d’ADN
- La structure plane des bases + empilement = systèmes pi conjugués = bcp d’énergie d’intéraction VDW
- Forces VDW dépendent de la distance + empilemen assure contact le plus proche sur la plus grande surface
- Conjugaison des systèmes pi = atomes individuels polarisables
Définir le dogme central en biologie moléculaire
Les segments d’ADN composent les gènes qui, à travers une série de processus moléculaires, forment chacun de nos traits hérités
Décrit comment le projet de séquençage du génome humain a changé le dogme central en biologie moléculaire
Le projet de séquençage du génome humain à mis en évidence que le dogme central n’est pas entièrement exacte, et qu’il existe des différences entre la réalité et ce qui a été proposé
En réalité, le code génétique n’est pas universel
Décrit les caractéristiques de l’ADN en sa forme B
- 2 chaines depolynucléotidies complémentaires, anti-parallèles tournant vers la droite
- Bases sont à l’intérieur de l’hélice, sucres à l’extérieur (donne une charge nette - à l’ADN)
- plan des bases sont pratiquement perpendiculaire à l’axe de l’hélice
- Chaines maintenues ensembles par ponts H
- Distance entre un atome P situé à l’extérieur et l’axe de l’hélice = 1nm (donc largeur de 2nm)
- Pyrimidine pairée avec purine = uniformité de l’hélice
- Hélice fait un tour complet à chaque 10 nucléotides, distance entre 2 bases adj. sur le même brin = 0.34nm, donc tour complet = 3.4nm
- Pairage A-T et C-G (règle de Chargaff)
- Séquence des deux chaînes sont fixes l’une par rapport à l’autre
Nomme les différences entre la forme A et B de l’ADN
- Changements de géométrie locale
- Hélice entière un peu plus grande en diamètre
- Changement de la rainure principale et mineure
Nomme les différences entre la forme B et Z de l’ADN
- Géométrie locale radicalement différente
- Hélice hauche
- Petit sillon profond et grand sillon non-apparent
Quel est l’importance biologique de la forme B de l’ADN?
Forme dominant biologique
Quel est l’importance biologique de la forme A de l’ADN?
Quand l’humidité descend à 75%, forme B devient forme A
- Observée lorsque les bactéries gram sporulent
- Présent dans l’ARN
Quel est l’importance biologique de la forme Z de l’ADN?
Observée avec l’oligomère d(CGCGCG)
- Concentration élevée de en sel stabilise la forme Z (réduit forces électrostatiques de répulsion entre groupes phosphates)
- Méthylation des résidus C en C5 favorise forme Z
Quel est l’importance biologique de la forme A de l’ADN?
Comment a-ton mis en évidence l’existence des conformations non B de l’ADN?
En étudiant les modifications covalentes de l’ADN relié à son empaquetage sous forme de chromatine, où on retrouve une variété de structures
Où et quand pouvons nous trouver des stuctures non B de l’ADN?
- Pendant les réactions de réplication, transcription et recombinaison, la dénaturation de l’ADN transitoire requière des modifications de la chromatine qui favorise la formation transitoire de conformations non B
- Régions incluant des séquences répétées simples
Quand les changements de conformation de l’ADN peuvent t’il devenir problématique?
Lorsqu’un changement de conformation d’une structure transitoire de l’ADN crée une mutation
Environ 30 maladies héréditaires neuro. et désordre de croissance sont associé à ce phénomène
Nomme quatre structures non B de l’ADN
- Slipped structure
- Cruciform
- Triplex
- G-quadruplex
Quel est la forme tautomère de la cytosine et de l’adénine?
Forme amino devient forme imino (NH)
- C4 pour C
- C6 pour A
Quel est la forme tautomère de la guanine et de la thymine?
Forme céto devient forme énol (OH)
- C6 pour G
- C4 pour T
Quels sont les pairages des tautomères des bases
- Énol T: T-G
- Énol G: G-T
- Imino A: A-C
- Imino C: C-A
Quel est un effet possible de la présence de tautomères de bases?
Peut être une source d’erreur durant la réaction de synthèse d’ADN
Sur quoi repose le flux de l’info génétique?
La capacité de synthétiser et de décoder les séquences d’acides nucléiques complémentaires
Décrit le flux de l’information génétique
AND matrice –> synthèse d’ADN (réplication)
ADN matrice –> synthèse d’ARN (transcription)
ARN matrice –> diriger et transformer l’ARN
ARN matrice –> formation de la chaîne polypeptidique et assemblage de l’appareil de traduction, repliement de la chaîne d’acides amonés pour former les protéines
Énumère les quatres énoncés de l’interprétation du dogme central
- Une série d’évènements moléculaires mènent à l’émergence de traits génétiques à partir des gènes. Processus rigide: les gènes d’ADN contrôlent de façon unique, universelle et absolue la totalité des traits qui caractérisent toutes les formes de vie
- Les gènes gouvernent la synthèse protéique et les protéines forment les structures internes des cellules et catalysent les évènements chimiques le tout définissant les traits génétiques. La capacité de l’ADN à gouverner la synthèse protéique est facilitée par les structures similaires de ces deux molécules; toute deux sont des molécules linéaires composées de séquences spécifiques
- Un gène se distingue d’un autre gène par l’ordre dans lequel apparaissent les 4 différentes nucléotides formant l’ADN. De la même façon, une protéines particulière se distingue d’une autre par la séquence dans laquelle se trouve les 20 diférents a.a composant les protéines. La séquence en acides aminés est liée à celle de l’ADN et le code génétique est universel
- Pour chaque être vivant, il doit y avoir une correspondance de 1 à 1 entre le nombre de gènes et le nombre total de protéines. Le génome humain dout représenter en entier l’héritage génétique et doit en même temps conférer les distinctions entre les différents organismes
Pourquoi le dogme n’est il pas exacte (1)?
L’unité d’épissage formée de protéines a des affinités particulières pour les différents sites de l’ARN et en se liant catalusent activement les coupures de l’ARN et la soudure des fragments résultants.
Donc les protéines qui forment l’unité d’épissage (50-60) contribuent à ajouter de l’info génétique que l’épissage alternatif génère
Les protéines peuvent transmettre de l’info génétique que l’épissage alternatif génère
Pourquoi le dogme central n’est-il pas exact (2)?
Watson et crick on dit que la structure de la ouble hélice suggère un mechanisme pour copier le matériel génétique
La réplication de l’ADN se fait dans la cellule vivante et non par la molécule d’ADN seule
Un oeuf fertilisé qui croit dans un adulte à un taux d’erreur de réplication de 1 pour 10 milliard (séquence de 3 milliard du nucléotides). In vitro, ADN avec 4 nucléotides, taux d’erreur de 1 pour 100. In vitro ADN + 4 nucléotides + enzymes de réplication taux d’erreur de 1 pour 10 millions. In vitro, nucléotides + enzymes de réplication + enzymes de réparation taux d’erreur de 1 pour 10 milliard
Donc, les enzymes qui catalysent la synthèse d’ADN influencent la séquence nucléotidique. L’info génétique dérive non seulement de l’ADN mais aussi de la collaboration essentielle des enzymes (protéines)
Pourquoi le dogme central n’est-il pas exact (3)?
Dogme: protéines se replient d’elles mêmes de la bonne façon une fois assemblées
Maladie du prion (mad cow) démontre que certaines protéines on besoin d’un chaperon pour être repliées, sinon elles restent inactives
Donc, le chaperon facilitent le repliement de protéines synthétisées et sont une partie essentielle de la transformation gène –> protéine
Pourquoi le dogme central n’est-il pas exact (4)?
Dogme: ADN génomique est répliqué avec fidélité. Protéines traduite avec fidélité à partir de l’ARNm
Organisation intron-exon chez les eucaryotes n’est pas fixe. Introns sont mobiles et peuvent être déplacé dans le génome (théorie du brassage des exons, explique comment domaines protéiques se trouvent dans des protéines diff.)
ex. domaine EGF retrouvé dans diff protéines non reliées
Recombinaison des introns/exons nécessite des enzymes et des co-facteurs pour couper et lier l’ADN
