Biomol - Chap 1 Flashcards
ADN
- Acide DésoxyriboNucléique
- Polymère de désoxyribonucléotides (millions de nt)
Où peut-on trouver de l’ADN ?
- Noyau ç eucaryotes (chromatine)
- Mitochondries / Chloroplastes
- Cytoplasme ç procaryotes
Nucléosides
- (désoxy)adénosine
- (désoxy)guanosine
- (désoxy)cytidine
- (désoxy)uridine
- (désoxy)thymidine
ARN
- Acide RiboNucléique
- Polymère de ribonucléotides
- Certains virus ont un génome constitué d’ARN
- Permet de synthétiser prots lors de la traduction
- Permet transfert de l’info génétique à partir de l’ADN lors de la transcription
Phosphate
- Nt : au moins 1 groupement mais max 3
- Forte densité négative
- À partir acide phosphorique
Comment noter séquence complémentaire de 5’ GATCA 3’ ?
- 3’ CTAGT 5’
- 5’ TGATC 3’
- TGATC
Quelle liaison entre 2 désoribonucléotides (entre C3 et phosphate) ?
Liaison phosphodiester
Quelle liaison entre 2 bases complémentaires ?
Liaison H
Quelle liaison entre base azotée et sucre ?
Liaison N-osidique ou glycosidique
Quelle liaison entre le phosphate et le C5 du sucre ?
Liaison ester ou phosphoester
Quelle liaison entre 2 phosphates ?
Liaison anhydre d’acide
2 types de bases organiques azotées
- Purines : 2 cycles
- Pyrimidines : 1 cycle
Pentose cyclique
- Glucide à 5C
- 𝛃-D-ribose (ARN) = OH sur C2
- 𝛃-D-2-désoxyribose (ADN)
Partie hydrophobe de l’ADN
Bases azotées
Squelette de l’ADN
Sucres et phosphates
Liaisons H
- Faibles
- Stabilisent la structure
- 3 entre G et C ; 2 entre A et T ou A et U
Qui polymérise l’ADN ?
L’ADN-polymérase
PPi
- Pyrophosphate inorganique
- Phosphates 𝛃 et 𝛾 libérés après la création de la liaison phosphodiester
Liaison N-osidique ou glycosidique
Pas opposées directement
Différence entre thymine et uracile
- Thymine dans l’ADN, uracile dans l’ARN
- Uracile a moins d’énergie
- Thymine possède un groupement CH3 supplémentaire
Structure de l’ADN
- Structure Watson-Crick => 2 brins complémentaires et anti-parallèles
- Structure rigide
- 2 sillons (majeur / mineur) déterminent accessibilité des prots aux séquences d’ADN
3 conformations de l’ADN
- B (+++) = Biologiquement active
- A = Ruban aplati
- Z = Zig-zag, moins lisse que ADN B
Paire de bases par tour dans l’ADN B
10
Pas de l’hélice dans l’ADN B
3,4 nm
Conditions d’apparition pour l’ADN B
> 92% d’humidité
Enroulement ADN B
Droit (Dextrogyre)
Sillons ADN B
Petit et grand sillon
Paire de bases par tour dans l’ADN A
11
Pas de l’hélice dans l’ADN A
2,7 nm
Conditions d’apparition pour l’ADN A
- < 75% d’humidité
- Association transitoire d’ADN / ARN (hétéroduplex)
- Certaines spores bactériennes (↘︎ eau)
Enroulement ADN A
Droit (Dextrogyre)
Sillons ADN A
Grand sillon + profond et petit sillon moins creusé
Paire de bases par tour dans l’ADN Z
12
Pas de l’hélice dans l’ADN Z
4,5 nm
Conditions d’apparition pour l’ADN Z
- Riche en G-C (souvent méthylées)
- Forte force ionique
Enroulement ADN Z
Gauche (Lévogyre)
Sillons ADN Z
1 seul sillon petit et profond
Dénaturation de l’ADN
On brise les liaisons H pour obtenir ADN en état dénaturé (simple brin)
Dénaturation ADN in vitro
- Par chauffage ou en modifiant le pH
- Température de fusion Tm = brin à demi-déroulé (Tm ↗︎ avec nb de G et C ↗︎)
- Processus réversible : on refroidit puis réhybridation spontanée
- Permettra hybridation d’une sonde (complémentaire à une séquence)
Dénaturation ADN in vivo
Lors de la réplication, grâce à des enzymes spécifiques
≠ types d’ARN
- ARNr (ribosomique)
- ARNt (transfert)
- ARNm (messagers)
Structure primaire de l’ARN
- Brin unique + court (50 à 5 000 nt) → monocaténaires
- Orienté 5’ → 3’
- Nucléosides Triphosphate (NTP) : ATP, CTP, GTP, UTP
- Pas réparée en cas de dommages
- Moins stable et durée de vie + courte
Squelette souple de l’ARN implique…
Qu’il peut se replier et n’est donc jamais linéaire
Appariement non classiques dans l’ARN
Environ 150 comme :
- G-U (2 liaisons H)
- Liaison H entre base et ribose (2’OH)
Exemples de structures secondaires de l’ARN
- Boucle + tige
- Épingle à cheveux
- Boucle interne, multiple, terminale, latérale (hernie)
Exemples de structures tertiaire de l’ARN
- Pseudo-noeuds
- Triplex de brin
- Tétraboucle-récepteur
Organisation de l’ADN dans le noyau
Sous forme de chromatine
Chromatine
- ADN compacté
- ADN (35%) + prots (histone 35% ou non 10 à 25%)
- Constitue les chromosomes
- Interphase → relâchée
- ≠ territoires fonctionnels
Unité fondamentale de la chromatine
Nucléosome
2 formes de chromatine
- Euchromatine
- Hétérochromatine
Euchromatine
- Décondensée pendant interphase
- Riche en gènes actifs (chromatine transcrite)
- Se colore très légèrement
- Au centre du noyau
Hétérochromatine
- Condensée (toujours)
- Génétiquement inactive (pour la plupart)
- Se colore fortement
- En périphérie du noyau et du nucléole
2 formes d’hétérochromatine
- Constitutive
- Facultative
Hétérochromatine constitutive
- Peu de gènes + séquences répétées
- Non transcrites et non traduites
- Répliquée tardivement
- Proche des centromères et télomères (dans régions fixes)
- État irréversible
- Semble jouer rôle dans différenciation Çlaire
Hétérochromatine facultative
Réversible : peut passer ou repasser sous la forme d’euchromatine
Nucléosome
- 1er degré de compaction (max = chromosome métaphasique)
- 8 histones (4 ≠)
- 180 à 200 pb dont 146 en interaction avec histones
- Structure déterminée par isolement de la chromatine déroulée par digestion
Chromatosome
- 9 histones (5 ≠)
- 180-200 pb dont 166 en interaction avec histones
- Nucléosome + H1
Histone H1
- Dans ç réalisant la mitose
- Variable selon espèce
- 21 kDa
- Lie 20 pb
- Rôle dans espacement + compaction en fibres de 30 nm
Octamère d’histones
- Petites prots basiques (riches en arginine et lysine)
- 11-14 KDa
- Positive, interactions électrostatiques fortes avec ADN négatif qui est ainsi maintenu
- Extrêmement conservées surtout le domaine central avec le motif «histone fold»
- Queue N-terminale : + variables et dépourvues de structures secondaires / sujettes à de nb modifications post-traductionnelles
Motif “histone fold”
3 hélices ⍺ séparées par 2 boucles
Comment s’enroule l’ADN autour de l’octamère d’histone ?
x 1,7 fois
Région de liaison internucléosomale
Longueur variable selon espèce
Dimensions de la particule coeur
Diamètre : 7 nm
Hauteur : 5,5 nm
À propos des histones
- Peuvent favoriser / empêcher accessibilité de l’ADN aux autres prots
- ø retrouvées chez bactéries mais chez certains proc oui : archae bactérie
Méthylation
Par histones méthyltransférases HMT
- Ajout sur lysine des histones : inactivatrice (hétérochromatine)
- Ajout sur arginines des histones : activatrice (euchromatine)
Acétylation
Par histones acétyltransférases
- Ajout sur lysines des histones : activatrice
Ubiquitinylation
- Présente prot au protéosome ⟹ Dégradation prot
- Activation d’1 ou plusieurs gènes en agissant sur des lysines
Phosphorylation
Par histones kinases
- Ajout sur sérine et thréonine des histones
- Phénomène périodique lié au cycle çlaire ou à un facteur stress
- Phosphorylation de H1 et H3 entraîne la compaction en chromosomes
(poly)ADP-ribosylation
Par histone Poly (ADP-ribose)polymérase
- Transfert de la partie ADP ribose du NAD+
- Confère charges négatives aux histones donc perte affinité avec ADN : activatrice
Modifications d’histones
- Forment le «code des histones» (pas du tout universel)
- Modifient état transcriptionnel de la chromatine
Assemblage de l’octamère d’histones
1) Histones fold s’unissent
2) On a 2 hétérodimères H3-H4 qui fusionnent pour donner 1 tétramère H3-H4
3) Tétramère H3-H4 fusionne avec 2 hétérodimères H2A-H2B
4) On obtient l’octamère d’histones
NB : Les histones sont désacétylées pendant leur incorporation
Leur assemblage est contrôlé par des prots chaperonnes spécifiques de chaque hétérodimères
Étapes du repliement de la chromatine
1) Formation nucléosome
2) Maturation (avec ATP) pour former nucléofilament (11 nm de diamètre)
3) ◆ Ajout H1
◆ Repliement du nucléofilament → solénoïde (30 nm de diamètre avec 6 nucléosomes par tour)
4) Repliements successifs : chromatine empaquetée de façon hélicoïdale (fibres de 300 puis 700 nm de diamètre) → chromosome mitotique (50 000 x plus court que ADN déroulé)
Génome
= Ensemble matériel génétique d’un individu → molécules d’ADN qui portent information génétique et qui assurent le patrimoine héréditaire
Génome chez eucaryotes
- Majoritairement nucléaire
- Non nucléaire → organites / plasmides (→ levure)
Génome chez l’Homme
- 46 chromosomes (44 autosomes + 3 gonosomes / hétérochromosomes)
- 3,2 milliards de pb
Génome chez bactéries et archaebactéries
Chromosome unique circulaire = chromoïde / plasmide
Taille du génome
- En nb de nt ou bases
- Comparé à une encyclopédie (ex Homme = 80 volumes)
- ⚠️ Quantité d’ADN n’est pas proportionnelle à la complexité d’un organisme
ADN répété, séquence codante
- Gène à copies multiples
- 50% des gènes codant pour une prot chez les vertébrés
- Famille de gènes :
- Histones (sur ≠ chromosomes)
- Globine (mutations + duplications de
gènes ancestraux)
ADN répété, séquence non codante : 2 types
- En tandem
- Dispersée
ADN répété, séquence non codante en tandem
- 10 % du génome
- Pls millions de copies à la suite
- 3 types selon taille : microsatellites, minisatellites, grands blocs d’ADN satellite
Ex Centromères :
Chromatine centromérique : prot centromérique H3 ; flanquée de chaque côté par hétérochromatine
Ex Télomères : TTAGGG
- Évite que chromosome s’effiloche
- Évite que l’extrémité soit considérée comme rupture du double brin
- Permet de ne pas perdre infos génétiques (même s’ils raccourcissent à chaque réplication)
ADN répété, séquence non codante dispersée
- 50% du génome
- Transgènes, transposons / rétrotransposons (s. LINEs, SINEs, LTR)
ADN non répété, séquence codante
- Gène à copie unique
- Gène est une séquence d’ADN qui spécifie la synthèse d’une chaine polypeptidique ou d’un ARN fonctionnel
Gène avant transcription
- S.régulatrices + initiatrices de la transcription
- Exons
- Introns (peuvent contenir s.régulatrices)
- Séquences de terminaison de la transcription
Gène après transcription
- Exons
- Introns
= ARN précurseur
Gène après élimination des introns
Que des exons : ARN final = S. codante = celle traduite en prot
ADN non répété, séquence non codante
= pseudogènes = gènes inactifs
→ copie d’un gène ancestral non fonctionnelle
Fonctions gènes
Concerne ADN répété et non répété, séquence codante
→ Contrôle expression, réplication et maintenance du génome
→ Signalisation intracellulaire
→ Fonctions biochimiques
→ Autres activités / fn inconnues
