ADN et ARN Flashcards
1
Q
Quelles étaient les théories des Grecs sur l’hérédité?
A
Elles sont basées sur la la «pangénèse». Cette théorie dicte qu’il y a transmission, au cours des rapports sexuels, de fragments corporels miniaturisés: cheveux, ongles, veines, artères, tendons et os sous forme de particules invisibles. L’embryon était assemblé à partir de ces composantes minuscules. Il y a dissociation de ces particules au cours du développement.
2
Q
La théorie des grecs sur l’hérédité était-elle exacte?
A
Non. Mais elle était bien considérant le peu de technologie à l’époque.
3
Q
Qu’est-ce que l’hérédité?
A
C’est le transfert de caractéristiques d’un individu à l’autre de façon génétique.
4
Q
Vrai ou faux? La théorie des grecs sur l’hérédité a été émises aux années 400 a.a JC.
A
Vrai.
5
Q
Où est né Gregor Mendel (1822-1884)?
A
Il est né d’une famille de paysan de la république tchèque.
6
Q
Gregor Mendel étudie quoi et sous la supervision de qui?
A
Il entreprend ses études en 1856 sous la supervision d’Abbot Napp. Il essaie de comprendre les mécanismes génétiques et effectuée une série d’expérimentation sur l’hérédité.
7
Q
Quel est le modèle expérimental de Mendel?
A
Le pois.
8
Q
Qu’est-ce que Gregor Mendel a réussi à comprendre lors de ses expérimentation avec les pois?
A
Il en déduit que les facteurs qui définissent la couleur (ultérieurement désignés ‘gènes’) se transmettent aux générations suivantes.
Il démontre qu’il existe 2 versions du gène (plus tard nommé allèle) de la couleur chez les pois : jaune et vert.
Il définit les notions de dominance et de récessivité (la couleur jaune l’emporte sur le vert).
9
Q
Comment caractériser l’origine du mot «gène»?
A
Son origine remonte en 1909 à Wilhelm Johannsen.
Il est dérivé du mot «pangène».
10
Q
Que signifie le mot «pangène»?
A
Il signifie tous les organites intracellulaires présents dans toutes les cellules.
Hugo De Vries en 1889.
11
Q
Qui suis-je? Je suis un naturaliste anglais dont les travaux sur l’évolution des espèces vivantes ont révolutionné la biologie.
A
Charles Darwin (1809-1882).
12
Q
Quel est l’ouvrage le plus populaire de Darwin? De quoi cet ouvrage parle?
A
«L’origine des espèces». Cet ouvrage explique le mécanisme présidant, selon Darwin, à l’évolution graduelle des espèces vivantes dans la nature.
13
Q
Vrai ou faux? Mendel est considéré aujourd’hui comme fondateur de la théorie de l’évolution moderne.
A
Faux. C’est Darwin.
14
Q
Comment expliquer la transmission des gènes selon Darwin?
A
Les variations héréditaires qui confèrent un avantage sélectif seront davantage transmises à la génération suivante que les variations moins avantageuses. En d’autre mots, le gène qui permet un avantage sera transmis et celui qui possède un désavantage ne sera pas transmis et même perdu.
15
Q
La capacité d’adaptation dépend de quoi?
A
Elle dépend de la capacité de reproduction de chaque espèce. En effet, plus la reproduction est rapide, plus les changements surviennent rapidement.
16
Q
Vrai ou faux? Les Victoriens (1832-1901) appliquent la logique de Darwin des animaux aux humains.
A
Vrai.
17
Q
Qu’est-ce qui a causé la panique chez les Victoriens (1832-1901)?
A
Le nombre de personnes faisant partie de la classe moyenne et de celle des travailleurs devenait minoritaire face aux classes inférieures.
Les victoriens pensaient que les vertus et les vices étaient héréditaires.
Pour eux, cela était un problème, car les classes inférieures se multipliaient plus rapidement que les classes supérieures.
L’espèce humaine était donc condamnée à sa perte puisque les classes inférieures allaient dominer.
Cela a donc semé la panique.
18
Q
Qui est cousin et bon ami de Charles Darwin?
A
Francis Galton.
19
Q
Qu’est-ce qu’a crée Galton?
A
Il entreprend une croisade sociale et génétique aux conséquences désastreuses.
Il a crée le mouvement eugénisme en 1883.
20
Q
Qu’est-ce que l’eugénisme?
A
C’est l’ensemble des méthodes et pratiques visant à transformer le patrimoine génétique de l’espèce humaine dans le but de le faire tendre vers un idéal déterminé.
21
Q
Qui avait la certitude que les traits de comportement étaient déterminés génétiquement?
A
Francis Galton (1822-1911).
22
Q
Comment était-il possible d’améliorer l’être humain selon Galton?
A
Possibilité d’améliorer le cheptel humain en favorisant la reproduction des individus les plus doués (eugénisme +) et en empêchant celle des moins doués (eugénisme -).
Il fallait produire une race d’hommes hautement doués grâce à des mariages judicieux sur plusieurs générations.
23
Q
Qu’est-ce qui est considéré une mesure d’orientation dirigée de l’évolution humaine?
A
L’eugénisme.
24
Q
Vrai ou faux? Galton a réussi à convaincre l’ensemble des Victoriens de ses théories.
A
Vrai.
25
Qui est le meneur du mouvement eugénisme aux USA?
Charles Davenport (1866-1944).
26
Quel est le cheminement de Charles Davenport (1866-1944)? Quelle était sa fonction?
En 1890: devient directeur du laboratoire de Cold Spring Harbor (Long Island)
En 1910: Crée le centre d’études eugénistes aux USA
Sa fonction: recueillir données de base -des arbres généalogiques- concernant la génétique de certains traits distinctifs (épilepsie à la criminalité).
27
Est-ce que le programme de recherche de Davenport repose sur des bonnes bases? Expliquez.
Non, son programme de recherche repose sur des bases profondément fallacieuses aux conséquences épouvantables.
28
Qui est Madison Grant (1865-1937)?
C’est un haut placé aux États-Unis.
C’est un avocat américain, connu principalement pour son travail comme eugéniste et conservateur naturaliste.
Riche New-Yorkais ami de Davenport et de Franklin D. Roosevelt (32ème président USA; 1933-1945).
29
Madison Grant milita en faveur de quoi?
Il milita en faveur de politiques eugénistes racistes.
30
Qui a publié « Le déclin de la grande race »? Qu’est-ce que cet ouvrage raconte?
En 1916, Madison Grant publie « Le déclin de la grande race » qui devient un best-seller.
Cet ouvrage raconte : Dans les conditions actuelles, la méthode la plus pratique pour améliorer la race consiste à éliminer les éléments indésirables de la nation en leur enlevant le pouvoir de contribuer à la procréation des générations futures.
31
Après la publication de l’ouvrage « Le déclin de la grande race » que s’est-il passé?
Cet ouvrage a été traduit en allemand et c’est de cette façon qu’il a séduit les nazis.
Dans une lettre, Adolf Hitler l’informe Grant que son ouvrage est devenu sa bible.
Grant en est tres content.
32
Quelle a été le processus de la conséquence principale qui a été causée par la lecture de Hitler de l’ouvrage de Grant?
Premièrement, Hitler écrit un ouvrage « Mein Kampf » (« mon combat »(1924-1925)) dans lequel il explique que l’état doit déclarer que tout individu notoirement malade ou atteint de tares héréditaires, donc transmissibles à ses rejetons, n’a pas le droit de se reproduire et doit lui enlever matériellement la faculté.
Après leur arrivée au pouvoir en 1933, les nazis votèrent une loi de stérilisation de portée générale désignée la « loi sur la prévention de la transmission des maladies héréditaires ».
En l’espace de 3 ans, 225 000 personnes furent stérilisées.
33
Pourquoi les nazis ont arrêté de stériliser les gens qu’ils jugeaient être nuisibles pour le futur? Qu’est-ce qu’ils ont fait à la place?
En 1939, les nazis introduisent l’euthanasie, car la stérilisation est trop compliquée.
Il se demandent pourquoi gaspiller de la nourriture pour des gens inutiles. Les pensionnaires des asiles sont rangés dans la catégorie des « bouches inutiles ».
Près de 75 000 (hôpitaux psychiatriques) sont soumis à l’extermination massive (chambres à gaz).
Cela a éliminé 5-6 millions juïfs soit le 2/3 population juïve d’Europe.
Ce que nous appelons aujourd’hui l’Holocauste constitua l’apogée de l’eugénisme nazi.
34
Comment l’eugénisme est disparu? Quand?
L’eugénisme disparaît de lui-même au milieu du XXème siècle.
35
Après que l’eugénisme soit disparu, à quoi se retrouve confrontée la génétique?
La science légitime de la génétique, en particulier la génétique humaine, se trouve confrontée à un problème de relations publiques majeures.
36
À qui doit-on la renaissance de la génétique humaine?
À James Watson (1928-).
37
Quel est l’ouvrage qui a inspiré Watson? Qu’est-ce que cet ouvrage décrit?
En 1944 il s’inspire d’un ouvrage de Erwin Shrödinger: « Qu’est-ce que la vie? »
Selon Shrödinger « la vie pouvait se concevoir comme un processus de stockage et de transmission d’informations biologiques ».
« Le ‘code héréditaire’ est inscrit dans le matériau moléculaire des chromosomes »
Si nous voulions comprendre la vie, il nous fallait alors identifier ces molécules et déchiffrer leur code.
38
La plupart des biologistes pensaient qu’on finirait par prouver que les principaux supports de l’information génétique étaient quoi?
Les protéines.
39
Qu’est-ce qui a été établi sur l’ADN en 1930? Qu’est-ce qu’on ne savait pas encore?
On établit que l’ADN était une longue molécule composée de 4 bases différentes
À cette époque on ignorait:
i) Comment les sous-unités de la molécule (désoxynucléotides) étaient reliés chimiquement
ii) Si les séquences que formaient les 4 bases pouvaient varier.
40
Qui était Salvador Luria?
Il était le superviseur de Watson lorsque celui-ci est arrivé à l’université d’Indiana pour son doctorat.
41
Quel a été le parcours de Watson dans le laboratoire de Herman Kalckar? Pourquoi a-t-il quitté?
En 1950, il entreprend un PDF dans le laboratoire du biochimiste Herman Kalckar à Copenhague (synthèse des grosses molécules à partir desquelles est constitué l’ADN).
Après un an, il se rend compte que son approche n’a pas la moindre chance de mener à la découverte de l’essence même du gène. Il quitte.
42
Watson a assisté à la conférence de qui?
De Wilkins.
43
De quelle façon s’attaque Wilkins à l’ADN?
Il s’attaque à l’ADN en utilisant la méthode de diffraction des rayons X.
44
Qu’est-ce que Wilkins découvre par rapport à l’ADN? Pourquoi ce n’est pas exact?
Ses clichés de diffraction aux motifs nombreux et précis suggère que l’ADN possède un contenu cristallin d’une extrême régularité. Par contre, à ce temps là, il ne savait pas que la forme de l’ADN observé était la forme ADN-A qui n’est pas la forme biologiquement active.
45
Avec qui Wilkins partage son espace de travail?
Avec Francis Crick.
46
De quoi Wilkins était convaincu?
Il était convaincu que l’ADN était une hélice formée de plusieurs brins (3).
47
Watson cherche l’opinion de Crick par rapport à quoi?
Watson cherche l’opinion de Crick sur la validité d’utiliser une approche fondée sur la construction de modèles pour déterminer la structure de l’ADN.
48
Quel est le premier modèle que Watson et Crick ont construit?
Watson et Crick construisent un premier modèle de la molécule d’ADN à trois hélices à armature centrale (squelette sucre-phosphate à l’intérieur et bases orientées vers l’extérieur).
49
Comment expliquer de Rosalind Franklin a détruit le modèle de Watson et Crick?
Elle démolie le modèle car elle s’aperçoit que le contenue en eau de l’ADN cristallisé rend impossible un modèle avec armature centrale. Cela favorise plutôt armature externe.
50
Qu’est-ce que Wilkins a fait qui n’était pas éthique? Qu’est-ce que cela a permis?
Il montre un cliché aux rayons X obtenu par un étudiant de Rosalind Franklin de ce qu’il appelait la forme B du cristal d’ADN. Le cliché de diffraction montre une croix suggérant une structure de type hélicoïdale.
Watson s’aperçoit que les données issues des mesures de densité de l’ADN privilégiaient une structure constituée de 2 chaînes et non 3. Il sait également que les bases A-T et G-C s’associent entre-elles probablement par la formation de liaisons hydrogènes.
Cela est possible seulement si les bases sont au centre et l’armature à l’extérieur.
51
L’ADN est constitué de quoi?
L’ADN comporte 2 chaînes polynucléotidiques enroulées l’une autour de l’autre.
Le squelette de chaque brin est une succession de sucres alternant avec des phosphates.
Les bases azotées se projettent à l’intérieur mais demeurent accessibles par les petits et grands sillons de la double-hélice.
52
Quelle est la différence physique entre le petit et le grand sillon?
Le grand sillon est plus large.
53
Vrai ou faux? Les bases azotées sont accessibles seulement par le grand sillon.
Faux. Elles sont accessibles par les deux types de sillons. Par contre, les protéines ont plus de facilité à passer par le grand sillon.
54
Quelles sont les étapes de la formation d’un nucléoside?
1. La base azotée se lie au sucre à l’aide d’un lien glycosyle (réaction de condensation donc émission d’une molécule d’eau).
2. La liaison du groupement phosphate avec le nucléoside entraîne la formation d’un lien phosphoester (réaction de condensation donc émission d’une autre molécule d’eau).
En tout il y a deux réactions de condensation et donc l’émission de deux molécules d’eau.
55
Comment deux nucléotides se lient entre eux dans l’ADN?
Nucléotides ensuite liés les uns aux autres pour former chaines polynucléotidiques par liaison chimique entre :
1) fonction 3’-OH du désoxyribose d’un nucléotide
2) phosphate (PO4) en 5’ d’un autre nucléotide
Lien phosphodiester
(ces liens forment le squelette régulier sucre-phosphate de la chaine polynucléotidique)
56
Quelles sont les caractéristiques physiques des purines?
Elles sont bicycliques et comprennent l’adénine et la guanine.
57
Quelles sont les caractéristiques des pyrimidines?
Elles sont monocycliques et comprennent la cytosine et la thymine.
58
Que sont des états tautomériques?
C’est le fait que chaque base azotée existe sous deux configurations en équilibre.
59
Pourquoi certains états tautomériques sont préférés pour certains nucléotides?
Pour assurer le pairage adéquat dans la double hélice.
60
Quel est l’état tautomérique préféré pour la cytosine et l’adénine?
L’état amino est préféré.
61
Quel est l’état tautomérique préféré pour la thymine et la guanine?
C’est l’état céto.
62
Quels sont les deux états tautomériques possibles pour l’adénine et la cytosine?
L’état amino (préféré) et l’état imino.
63
Quels sont les deux états tautomériques possibles pour la guanine et la thymine?
La céto (préféré) et l’énol.
64
Vrai ou faux? Les bases doivent être dans leur état tautomérique préférentiel pour que l’appariement Watson-Crick soit possible.
Vrai.
65
Quels sont les liens hydrogène formés entre une guanine et une cytosine?
Guanine :
Carbonyle (C6)
Azote (N1)
Amine (C2)
Cytosine :
Amine (C4)
Azote (N3)
Carbonyle (C2)
Il y a 3 liens H.
66
Quels sont les liens hydrogène formés entre une adénine et une thymine?
Adénine :
Amine (C6)
Azote(N1)
Thymine :
Carbonyle (C4)
Azote (N3)
67
L’appariement des bases entre elles impose une orientation comment?
Une orientation antiparallèle.
68
Qu’est-ce qu’assurent les liaisons H entre les bases azotées?
La stabilité thermodynamique de l’hélice
La spécificité d’appariement des paires de bases
69
Quels sont les trois facteurs qui assurent la stabilité de la double hélice de l’ADN?
L’entropie, l’empilement des bases et les influences hydrophiles/hydrophobes.
70
Comment l’entropie (désorganisation) assure la stabilité de la double hélice de l’ADN?
Toute molécule organique en solution forment des liaisons H engagées avec molécules H2O très mobiles.
En conséquence, chaque liaison H entre deux bases en interaction provient de la disparition d’une liaison H pré-existante avec une molécule d’eau.
Lorsqu’il y a séparation des brins, des molécules d’eau sont alignées le long des bases de la chaine.
Quand les brins s’apparient pour reformer la double hélice, les molécules d’eau associées aux bases sont chassées, ce qui crée de l’entropie qui stabilise la double hélice.
71
Comment l’empilement des bases stabilise la double hélice?
Les bases azotées sont planes et relativement hydrophobes.
Les bases azotées interagissent grâce à des interactions entre les nuages électroniques délocalisés des noyaux aromatiques (π-π).
Les paires de bases s’attirent par des forces de Van der Walls.
Tout cela stabilise la double hélice.
72
Comment les influences hydrophiles/hydrophobes stabilisent la double hélice?
L’armature sucre-phosphate est polaire et donc hydrophile ce qui fait en sorte qu’elle préfère la proximité de H2O.
La partie intérieure de l’ADN (bases) est relativement non-polaire et donc hydrophobe.
Cette dualité exerce une influence stabilisatrice importante sur la structure de la double hélice. Ces forces hydrostatiques créent une forte pression qui ‘colle’ en quelque sorte les 2 brins de l’ADN ce qui stabilise la double hélice.
73
Pourquoi existe-t-il incompatibilité entre l’adénine et la cytosine?
Voir diapo 32.
Car, lorsqu’on approche une adénine d’une cytosine, on peut remarquer que l’accepteur de l’adénine et l’accepteur de la cytosine sont cotes à cotes. Cela fait en sorte que le passage d’une molécule d’eau est impossible.
De plus, les deux donneurs sont encore une fois très rapprochés. Puisqu’ils sont très volumineux, cela nuit aux interactions possibles et à la formation d’une pont H entre les deux bases.
74
Vrai ou faux? Les liaisons H sont particulièrement importantes pour la spécificité de l’appariement des bases.
Vrai.
75
Qu’est-ce que le phénomène de pivotement de base?
C’est le fait que certaines bases peuvent ressortir de la double hélice.
76
Quelles sont les composantes qui retournent les bases dans le phénomène de pivotement des bases? Pourquoi font-elles ça?
Ce sont les protéines. Elles balaient l’ADN pour chercher des homologies ou lésions en retournant les bases les unes après les autres.
77
Ce sont les enzymes impliqués dans quoi qui retournent les bases?
Dans la methylation des bases, dans la recombinaison homologue et dans la réparation de l’ADN.
78
Comment expliquer le processus de retournement des bases par l’enzyme HaeIII dans l’ADN?
Cette enzyme de restriction va parcourir l’ADN en retournant les bases une par une jusqu’à ce qu’elle reconnaisse la séquence et quelle coupe l’ADN.
79
Comment expliquer l’action d’une méthyltransférase dans le retournement des bases?
La méthyltransférase retourne les base de l’ADN une par une jusqu’à ce qu’elle reconnaisse une séquence cible et qu’elle ajoute un groupement methyl à la base qu’elle va avoir retournée. Cela va donc modifier localement la structure de l’ADN.
80
Le pas de la double hélice est habituellement de quel sens?
À droite. Si on la tournait dans le sens des aiguille d’une montre, elle s’enfoncerait dans la terre, comme une vis.
81
Quelle est la conséquence de la nature hélicoïdale de l’ADN?
La périodicité.
82
Vrai ou faux? Il peut arriver que l’ADN a un pas d’hélice à gauche.
Vrai.
83
Chaque paire de base est décalée de la suivante de combien de degrés?
36°
84
Comment expliquer la formation du grand et du petit sillon de l’ADN?
Lorsqu’on prend une paire de base et on la regarde de face, on peut apercevoir que les sucres de chacune des base va dans une direction inverse. Cela a comme conséquence de former une forme de X. Dans le X, le plus petit angle est de 120°et le plus grand est de 240°. L’angle de 120° va former le petit sillon tandis que l’angle de 240° va former le grand sillon.
85
Quelles sont les informations que les protéines vont tirer en analysant le petit et le grand sillon?
Elles vont reconnaître les accepteurs (A), les donneurs (D), les groupements méthyl (M) et les atomes H (H).
86
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le grand sillon d’une paire A : T?
ADAM
87
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le grand sillon d’une paire T : A?
MADA
88
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le grand sillon d’une paire C : G?
HDAA
89
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le grand sillon d’une paire G : C?
AADH
90
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le petit sillon d’une paire A : T?
AHA
91
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le petit sillon d’une paire T : A?
AHA
92
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le petit sillon d’une paire G : C?
ADA
93
Quel sera le code reconnu par une protéine qui analyse le petit sillon d’une paire C : G?
ADA
94
Vrai ou faux? Une protéine ne peut pas faire la différence entre une paire A : T et T : A en analysant sont grand sillon.
Faux. Elle peut faire la différence, car le code obtenu n’est pas le même.
95
Est-ce que les protéines ont plus avantage à aller analyser un sillon que l’autre? Lequel et pourquoi?
Oui. Elles ont plus avantage à analyser le grand sillon. Le grand sillon est beaucoup plus riche en information. De plus, une protéine peut faire la différence entre toutes les différentes paires de bases en analysant le grand sillon. Au contraire, en analysant le petit sillon, celle-ci recueille les mêmes information pour une paire T : A et une paire A : T ainsi que pour une paire C : G et une paire G : C.
96
Quelles sont les caractéristiques de la forme B de l’ADN?
Sa périodicité est de 10 pb/tour
Les grands et petits sillons sont facilement distinguables
C’est la forme principalement retrouvée dans la cellule, car elle est plus près des conditions physiologiques.
97
Quelles sont les caractéristiques de la forme A de l’ADN?
Sa périodicité est de 11 pb / tour
Les différents sillons sont difficilement distinguables, car le grand sillon est plus étroit et le petit sillon est plus large et moins profond.
On retrouve cette forme dans des solutions pauvres en eau.
98
Quelles sont les caractéristiques de la forme Z de l’ADN?
Sa périodicité est de 12 pb / tour
Le grand sillon est aplati à la surface de l’hélice et le petit sillon est très étroit et plus profond
On la retrouve dans les régions où il y a une répétition de purine et pyrimidine
99
Comment décrire le profil typique des structures hélicoïdales?
L’image de diffraction des rayons X par l’ADN observée par Rosalind Franklin montre une structure en croix de Malte.
100
Comment expliquer le vrillage des paires de bases dans une double hélice?
Le vrillage des paires de bases permet un arrangement en hélice d’avion.
Cette flexibilité est due au fait que les bases ont la capacité de modifier leur plan par rapport à leur base complémentaire.
101
Qu’est-ce que permet le vrillage des bases dans une double hélice?
Il permet de modifier localement le nombre de pb/tour (périodicité)
Il permet de créer des grands et petits sillons de largeurs différentes
102
Quand est-ce que l’ADN peut adopter la structure d’une hélice à gauche?
Lorsque l’ADN continent des résidus de purines et de pyrimidines répétés, il peut s’enrouler aussi bien à droite qu’à gauche.
103
Vrai ou faux? Les nucleotides peuvent adopter des configurations syn dans l’ADN-A, l’ADN-B et
l’ADN-Z.
Faux. Seulement dans l’ADN-Z.
104
Quelles sont les différentes configurations que peut adopter la liaison glycosyle qui relie la base au sommet C1 du désoxyribose dans les nucleotides?
Syn ou anti.
105
Quand est-ce que la liaison glycosyle qui relie la base au sommet C1 du désoxyribose d’un nucléotide est en configuration anti?
Lorsque l’ADN est en hélice droite (forme A, B et Z)
Lorsque l’ADN est en hélice gauche (des fois forme Z) elle sera en liaison anti pour les résidus pyrimidiques (cystéine et thymine).
106
Quand est-ce que la liaison glycosyle qui relie la base au sommet C1 du désoxyribose d’un nucléotide est en configuration syn?
Lorsque l’ADN est en hélice gauche (forme Z), pour les résidus puriques (adénine et guanine).
107
Qu’est-ce qui donne une allure en zigzag à l’ADN-Z?
C’est l’alternance entre les configurations anti et syn.
108
Quand est-ce que l’ADN-Z peut être une hélice à gauche?
Seulement qu’en présence d’une concentration élevée en ions positifs (tel Na+ ou K+).
JAMAIS DANS LA CELLULE
109
Quelle est la réalité physiologique de l’ADN-Z?
Elle est discutable. Si hélices gauches existent dans la cellule, cela équivaut à une très faible partie de l’ADN cellulaire.
110
Si l’ADN-Z était vraiment présent dans la cellule, quelle serait hypothétiquement l’endroit où la trouver?
Dans les régions de gènes qui sont fortement transcrites. En effet, pour pouvoir transformer l’ADN en ARN, les protéines doivent dérouler l’hélice. On croit qu’il serait plus facile de séparer l’ADN-Z.
111
Quelles sont les sens d’enroulement des différents types d’ADN?
A : droite
B : droite
Z : gauche et droite
112
Quelles sont les différences entre les grands sillons des différents types d’ADN?
A : extrêmement étroit mais très profond
B : large mais de profondeur moyenne
Z : aplati à la surface de l’hélice
113
Quelles sont les différences entre les petits sillons des différents types d’ADN?
A : très large mais peu profond
B : étroit et de moyenne profondeur
Z : extrêmement étroit mais très profond
114
Comment se nomme la séparation des deux brins de l’ADN?
La dénaturation.
115
Comment se nomme la réassociation de deux brins d’ADN qui était séparés?
La renaturation ou l’hybridation.
116
De quoi dépend la facilité de séparer deux brins d’ADN?
De leur %C-G, car il y a plus de ponts H.
117
Comment dénaturer un brin d’ADN?
Par chauffage ou par augmentation du pH.
118
Comment renaturer un brin d’ADN?
Par diminution lente de la température ou du pH.
119
L’ADN a-t-elle une capacité d’absorbance?
Oui. Elle absorbe les UV (260 nm)
120
Que se passe-t-il au niveau de l’absorbance lorsque la température de l’ADN est augmentée?
Plus on augmente la température, plus l’ADN va absorber des UV (260 nm)
121
Qu’est-ce que le phénomène d’hyperchromicité?
Lorsque la température de la solution d’ADN est augmentée jusqu’au point d’ébullition de l’eau, l’absorbance augmente fortement. Ce phénomène, appelé l’effet hyperchrome ou l’hyperchromicité, s’explique par le fait que les bases dans l’ADN double brin (ou bicaténaire) absorbent environ 40 % moins de lumière UV que les bases dans l’ADN simple brin (monocaténaire). L’empilement des bases à l’intérieur de la double hélice diminue leur capacité à absorber les rayons UV.
122
Qu’est-ce que la température de fusion de l’ADN?
C’est lorsque 50% des molécules d’ADN sont dénaturées. Cette température tourne autour de 70°C.
123
Quelles sont les caractéristiques de la température de fusion de l’ADN?
Elle est caractéristique à chaque type d’ADN
Elle dépend du contenu en pb C : G
Elle dépend de la force ionique en solution
124
Comment expliquer que la dénaturation de l’ADN dépend de la concentration saline?
Le squelette des 2 brins d’ADN contient des groupements phosphates chargés négativement. Les charges (-) d’un brin sont très près de celles du brin complémentaire. Sans contre-ions, elles se repousseraient l’une l’autre. Donc, plus il y a de contre-ions en solution, moins les charges se repoussent ce qui augmente la stabilité de la molécule qui est donc plus difficile à dénaturer.
125
Quelle est la différence physique entre l’ADN bactérien et plasmidique à l’ADN humain?
L’ADN bactérien et plasmidique est de forme circulaire tandis que l’ADN humain est linéaire mais surenroulé.
126
Comment expliquer la flexibilité de l’ADN linéaire à 2 extrémités?
Le nombre de tours d’un brin autour de l’autre peut varier.
127
Comment expliquer la flexibilité de l’ADN circulaire?
Le nombre absolu de tours est limité.
128
Qu’est-ce qu’un ADNccc?
ADN circulaire dont les extrémités sont liées de façon covalente.
129
Vrai ou faux? Les 2 brins d’un ADNccc ne peuvent être séparés sans qu’une liaison covalente ne soit rompue.
Vrai.
130
Comment expliquer le nombre d’enlacements (linking number) d’un ADNccc?
C’est le nombre de fois qu’un brin d’ADN doit passer à travers l’autre pour que les deux brins soient séparés. C’est toujours un nombre entier.
131
Quelle est la relation entre le nombre d’enlacements, le nombre de torsions et le nombre de supertours?
Nombre d’enlacements = nombre de torsions + nombre de supertours
132
Qui est-ce que le nombre de torsions? Quand est-ce que la valeur est positive?
C’est le nombre de tours d’hélice d’un brin autour de l’autre.
La valeur est positive dans l’ADN droite.
133
Vrai ou faux? Le nombre de torsions est le même que celui d’enlacements dans un ADN qui n’est pas surrenroulé.
Vrai.
134
Quelles sont les 2 formes de supertours dans un ADN surenroulé?
Les supertours plectonémiques : la torsade correspond à un enroulement de l’axe longitudinal sur lui-même.
Les supertours toroïdaux : l’enroulement de l’axe longitudinal de la double hélice autour d’un cylindre imaginaire.
135
Comment calculer le linking number sans connaître le nombre de twist ni le nombre de supertours?
Linking number = nombre d’enlacements ADN complètement relaxé = nombre pb/10,5
136
Quel est l’effet de l’enzyme Dnase I en conditions douces sur un ADNccc?
Elle élimine le surenroulement et relâche l’ADN. Les deux brins peuvent tourner l’un autour de l’autre. Elle couper un brin, ce qui va permettre d’éliminer le surenroulement.
137
Qu’est-ce que le surenroulement négatif? Qu’est-ce qu’il emmagasine?
C’est une forme d’emmagasinage d’énergie libre disponible pour faciliter les processus biologiques que nécessite la séparation des 2 brins de la double hélice (réplication, transcription).
Ce sont des régions qui ont tendances à se désenrouler partiellement.
Cela explique pourquoi la séparation des 2 brins des l’ADN est plus facile dans ces régions a surenroulement négatif que dans les régions relâchées.
138
Qu’est-ce qui introduit un surenroulement négatifis chez les eucaryotes? Expliquez le processus.
Le nucléosome.
L’ADN des cellules eucaryotes est compacte dans de petites structures particulières : les nucléosomes.
La double hélice s’enroule 2 fois autour d’un cœur protéique (histones). Le pas de cet enroulement tourne à gauche, ce qui équivaut à un surenroulement négatif.
L’enroulement de l’ADN autour des nucléosomes introduit donc une densité de super hélicité négative.
139
Qu’est-ce que les topoisomérases peuvent faire?
Elles peuvent relâcher l’ADN surenroulé. Elles jouent un rôle essentiel lors de nombreuses étapes de la vie cellulaire (réplication, transcription, séparation des chromosomes, etc…)
140
Quelles sont les caractéristiques de la topoisomérase de type I?
Modifie la valeur du nombre enlacements de + 1 ou - 1
Elles peuvent causer un surenroulement positif ou négatif ou éliminer un surenroulement.
Catalyse la coupure transitoire d’un seul brin, passe le brin non coupé à travers la brèche et referme derrière la coupure
N’utilise pas l’ATP
141
Quelles sont les caractéristiques de la topoisomérase II?
Modifie la valeur du nombre enlacements de +2 ou -2
Coupe transitoirement les 2 brins de l’ADN, passe la partie intacte de l’ADN à travers la brèche et referme la coupure derrière en reformant 2 liens phosphodiesters.
Utilise l’énergie chimique obtenue de l’hydrolyse de l’ATP
142
Quelles sont les fonctions biologiques de la topoisomérase de type I et de type II?
Type II : réplication de l’ADN plasmidique (lorsque deux molécules s’attachent ensemble), séparation des chromatides soeurs durant l’anaphase et elles peuvent démêler les noeuds qui peuvent apparaître
Type I : réplication de l’ADN plasmidique, mais elle a besoin que l’ADN soit simple brin à quelque part.
143
Pourquoi une cellule ne pourrait pas être viable sans Topo II?
Parce que la séparation des chromatides sœurs ne serait pas possible durant la réplication de l’ADN.
144
Expliquez le processus des topoisomérases qui coupent l’ADN en formant un intermédiaire covalent entre un résidu tyrosine et l’ADN.
Premièrement, la Topo I attaque d’un lien phosphodiester par un résidu tyrosine du site actif de la topoisomérase.
Ensuite, la Topo I se lie de façon covalente à l’une des deux extrémités de l’ADN coupé
Le groupement phosphotyrosyle conserve l’énergie chimique de la liaison phosphodiester clivée. Ce qui va permettre de ressouder les 2 extrémités coupées de l’ADN.
Cela permet de libérer la Topo I et de répéter ce cycle ailleurs.
145
Comment expliquer le processus des topoisomérases qui forment un pont enzymatique pour passer les segments d’ADN un à travers l’autre?
Un domaine est responsable de lier l’enzyme à l’ADN. Deux autres domaines maintiennent les extrémités et les écartées. Le dernier domaine lie l’ADN pour le faire passer de l’autre côté. Ensuite, il y a refermeture du brin coupé par jonction et les enzymes se dissocient de l’ADN.
146
Comment expliquer les niveaux de séparations des topoisomères de l’ADN par électrophorèse?
En partant des puits, on retrouve les molécules d’ADNccc de même taille mais qui présentent des contraintes topologiques différentes.
Premièrement la forme relâchée, la forme linéaire, la forme surenroulée.
Plus l’ADN présente de supertours, plus sa conformation est compacte. Il migre plus loin, car son encombrement stérique est moindre.
147
Que se passe-t-il si on laisse une molécule d’ADN de plus en plus longtemps avec Dnase I?
Plus on augmente le temps avec Dnase I, plus l’ADN a tendance à revenir à sa forme relâchée.
148
Quel est l’effet de l’ion éthidium sur l’ADN?
Il déroule l’ADN. Il détord localement l’ADN d’environ 26°, ce qui réduit la rotation d’une paire de base à l’autre de 36° à 10° environ.
Ce sont des molécules qui s’intercalent entre les paires de bases et qui émettent de la fluorescence.
Il diminue l’enroulement de l’ADN et relâche les ADNccc (l’enlacement ne change par sur l’ADNccc)
149
L’ARN diffère de l’ADN de 3 façons. Quelles sont-elles?
1. Le squelette des ARN contient du ribose au lieu du 2’-désoxyribose. Il y a une fonction OH présente en position 2’.
2. Continent de l’uracile à la place de la thymine.
3. Généralement mono caténaire.
150
À quoi servent les ARNm?
Ils servent d’intermédiaires entre le gène et la machinerie cellulaire de synthèse des protéines.
151
À quoi servent les ARNt?
Ils servent d’adaptateurs entre les codons des ARNm et les acides aminés correspondant.
152
À quoi servent les ARNr?
Ils jouent un rôle structural en composant ribosomes.
153
À quoi servent les petits ARN?
Ils peuvent avoir un rôle de régulation.
154
Quels sont les ARN qui sont des enzymes qui catalysent des réactions essentielles dans les cellules?
Certains ARN et les ARNr.
155
Comment expliquer les structures que la chaîne d’ARN peut former en se repliant sur elle-même?
Les ARN forment de nombreuses structures secondaires de type tige-boucle.
L’épingle à cheveux : deux régions de la chaîne sont complémentaires, ce qui forme une chaîne double.
Les hernies : deux régions de la chaîne sont complémentaires sauf quelques bases qui forment l’hernie.
Les simples boucles : deux régions de la chaîne sont complémentaires sauf quelques bases de chaque côtes. Cela forme une structure symétrique.
156
Comment expliquer la structure de la tétra-boucle? Quelle est la séquence de celle-ci?
La structure de la tétra-boucle est une structure que l’ARN peut former.
La séquence est C(UUGG)G dont les 4 bases à l’intérieur de la parenthèse forment la boucle.
157
Comment expliquer la stabilité de la tétra-boucle?
Grâce aux interactions très particulières d’empilement des bases en son sein. Les interactions d’empilement entre les nuages électroniques délocalisés des noyaux aromatiques sont de type π-π.
158
Quelle est la particularité de l’ARN si on parle de paires de bases?
Leur capacité à former une paire de base G:U avec deux liaisons H. Les chaînes d’ARN ont une forte tendance à l’auto-appariement.
159
Qu’est-ce qu’un pseudo-noeud? Par quoi est-il causé?
Interaction hélicoïdale entre 3 segments complémentaires non-contigus du même ARN.
Appariement de bases en des régions éloignées peuvent créer des structures secondaires complexes: les pseudo-noeuds
160
L’ARN peut se replier et former des structures tertiaires complexes. Quelles sont-elles? Comment expliquer leur formation?
Le triplet de bases U:A:U.
Elle peut former cela car puisqu’elle est monocaténaire, elle est débarrassé des contraintes liées aux longues doubles hélices. Elle peut donc adopter une grande variété de structures tertiaires comme les triplets de bases et des interactions entre une base et des atomes du squelette (ARNt).
161
Vrai ou faux? Certains ARN sont des enzymes.
Vrai.
162
Qu’est-ce qu’une enzyme?
Macromolécule qui fixe spécifiquement un substrat et y catalyse une réaction chimique particulière et qui répète cette série d’étapes de très nombreuses fois.
163
Quels sont les ARN qui peuvent avoir un rôle d’enzyme?
Les ribozymes. Ils possèdent un site actif, un site de fixation du substrat et un site de fixation d’un cofacteur.
164
Quel est un des premiers ribozymes découverts?
Rnase P.
165
Donnez les caractéristiques de la Rnase P.
C’est une ribonucléase impliquée dans la production des ARNt à partir d’un ARN précurseur (aussi ARNr 5S)
Seule la partie ARN catalyse la réaction
La partie protéique: facilite l’association du substrat à la partie ARN en neutralisant les charges négatives du squelette sucre-phosphate
166
Qu’est-ce que le ribozyme à tête de marteau?
C’est une ribonucléase à séquence-spécifique de certains agents infectieux des plantes, les viroïdes qui requiert leur autoclivage pour se propager.
167
Que sont des viroïdes?
Agents subviraux qui existent à l'intérieur des cellules en tant que particules d'ARN uniquement, sans capside ni enveloppe. Ils n’ont qu’un seul ARN circulaire qui contient très peu de nucléotides (250 à 400). Son génome est organisé en bâtonnet (genome à 70% apparié).
168
L’ARN d’un viroïde code-t-il pour des protéines? Si oui, lesquelles?
Non.
169
Que se produit-il lorsqu’un viroïde se réplique dans la cellule?
Il produit plusieurs copies de lui-même sous la forme d’un long ARN unique. Les copies isolées de viroïdes sont produites par clivages répétés de cette longue molécule sous l’action de ribozymes : une séquence darn située près de chaque point de clivage.
170
Qu’est-ce que les viroïdes infectent? Quelle est la conséquence de leur infection?
Infectent les plantes avec un spectre d’hôte plus ou moins large et provoquent des pathologies telles qu’une réduction de croissance allant jusqu’à la déformation, la nécrose, la chlorose, le rabougrissement et même la mort de la plante.
171
Comment les copies isolées de viroïdes sont produites?
Les copies isolées de viroïdes sont produites par clivages répétés de cette longue molécule sous l’action d’un ribozyme.
172
Qu’est-ce que la séquence ribozymique désignée tête de marteau?
C’est une séquence d’ARN située près de chaque point de clivage.
Est constitué de trois tiges en double hélice (I, II et III) qui entourent ribonucléotides non hélicoïdaux = cœur catalytique du ribozyme.
173
Que se passe-t-il avec le ribozyme à tête de marteau à pH élevé?
Les groupements 2’-OH des ARN sont progressivement déprotonés.
Les atomes d’oxygène en 2’ portent alors une charge négative.
Ils effectuent une attaque nucléophile du phosphate 3’ adjacent
La réaction coupe la chaine de l’ARN en produisant :
- Un groupement 2’,3’-phosphate cyclique sur une des extrémités
- Un groupement 5’-OH libre sur l’autre
Ribozyme à tête de marteau produit également groupements 2’,3’-phosphate cycliques mais selon mécanisme encore mal connu
174
Vrai ou faux? Tout comme les enzymes, chaque ribozyme peut assurer la réaction de clivage plus qu’une fois.
Faux. Ils ne peuvent seulement l’assurer une seule fois.
175
Quel est le rôle des protéines dans la structuration de certains ARN?
Des protéines peuvent faciliter la structuration de certains ARN, comme dans les ribosomes, en contre-balançant les charges négatives des phosphates du squelette de l’ARN qui, autrement, déstabiliserait la structure tertiaire.
176
Quelles réactions sont à la base de l’épissage de l’ADN?
D’autres ribozymes (les splicéosomes) catalysent des réactions de transestérification comme celles nécessaires à l’élimination de séquences d’interruption connues sous le nom d’introns des précurseurs des ARNm, ARNt et ARNr. Ces réactions sont à la base de l’épissage des ARN
177
Comment expliquer que les chaînes d’ARN ont une forte tendance à l’auto-appariement?
Puisque la paire de base G-U s’additionne aux 4 autres paires possibles, les chaînes d’ARN ont une forte tendance à l’auto-appariement.
