bloc 1 Flashcards
_______ fut le premier à fournir une explication rationnelle de la transmission de l’hérédité en analysant de façon rigoureuse __________.
Gregor Mendel
les croisements génétiques réalisés avec des lignées pures (‘bred true’) de la plante Pisum sativum (petit pois) possédant des caractères ou phénotypes spécifiques.
Le principe de la ségrégation indépendante????
En croisant plusieurs plantes de lignées pures différant par l’un ou l’autre de plusieurs caractères, Mendel constata que tous les descendants de première génération (F1) héritaient du caractère d’un seul des deux parents.
égrégation indépendante est souvent appelé
Première loi de Mendel.
Il n ’y a pas toujours dominance d ’un caractère sur un autre:
Caractères semi-dominants ou additifs
Caractères co-dominants (ex. ABO)
le ratio observé en F2 de 9:3:3:1 signifie
qu’il y a une chance égale de former chacun des gamètes RY, Ry, rY, ry.
C’est le principe de l’assortiment indépendant des gènes, que l’on réfère également à la seconde loi de Mendel :
Chaque gamète de la F1 ne pouvant contenir qu’un allèle de chacun des deux gènes,
sont donc portés par les chromosomes. ?
les facteurs : genes ( de mendel )
Le principe de l’assortiment indépendant des gènes ne s’applique que si
les gènes sont situés sur des chromosomes différents, et résulte de l’appariement aléatoire des différentes chromatides au cours de la méiose.
Lorsque deux gènes sont situés sur le même chromosome, la fréquence relative d’appariement indépendant au cours de la méiose sera directement affectée par
la distance qui les sépare sur le chromosome.
Un assortiment indépendant signifie
que la fréquence relative d’appariement de deux gènes du même parent au cours de la méiose est de 50 %.
a fréquence relative d’appariement de deux gènes du même parent au cours de la méiose est plus grande que 50 %, on dit alors que les gènes sont
liés
deux gènes du même parent seront hérités par la progéniture 100 % du temps c’est quoi ?
Une liaison complète
Comment deux gènes situés sur le même chromosome peuvent-ils être séparés au cours de la méiose ?
Par le mécanisme du crossing over
Le crossing over entre des chromatides non-soeurs permet
d’échanger du matériel génétique entre les chromosomes des deux parents, par coupure et ligature.
La probabilité qu’il y ait un crossing over, et donc une recombinaison, qui sépare deux gènes situés sur le même chromosome est en relation directe avec
avec cette distance.
On peut exploiter la liaison génétique pour _______ les gènes sur les chromosomes.
cartographier
Cartographie des chromosomes le principe :
Considérons 3 gènes situés sur le même chromosome. L’arrangement de ces gènes peut être déterminé par 3 croisements, en suivant à chaque croisement la liaison de deux gènes (i.e. en estimant la fréquence avec laquelle ces deux gènes sont séparés par crossing over).
est-ce que une fréquence de recombinaison de pres de 50% est fiable lors de la cartographie ?
une fréquence de recombinaison de près de 50 % n’est pas fiable, puisque deux gènes situés sur des chromosomes différents ont précisément 50 % de probabilité de se retrouver dissociés l’un de l’autre au cours de la méiose.
Confirmation de l’ordre des gènes par
un triple croisement: ABC X abc
Si l’ordre des gènes est bien A, C et B, l’individu recombinant ayant comme génotype AcB est le seul, parmi les six recombinants possibles, qui implique deux crossing overs.
On s’attend donc à ce que la fréquence de formation de ce recombinant soit la plus faible.
L ’unité de distance génétique est
le centimorgan (cM) 1 cM = segment de chromatide pour lequel la probabilité d ’un crossing-over (recombinaison) est de 1 %
En 1928, Griffith découvre que des souches virulentes de la bactérie causant la pneumonie peuvent transformer quoi ?
des souches non-virulentes, même lorsque tuées par la chaleur
En 1944, Avery découvre que le principe transformant mis en évidence par Griffith
est l’ADN
qui découvre que le principe transformant mis en évidence par Griffith
avery en 1944
En 1952, Hershey et Chase démontrent que les gènes viraux sont également
des acides nucléiques
qui démontrent que les gènes viraux sont également
hershey et chase
comment Hershey et Chase démontrent que les gènes viraux sont également des acides nucléiques
- À partir de particules virales (bactériophages) dont l’ADN et les protéines sont marqués, respectivement, avec les isotopes radioactif 32P et 35S, seul le 32P se retrouve à l’intérieur des bactéries infectées.
- Les nouvelles particules virales contiennent également du 32P, mais non du 35S.
quest-ce qui : montre le patron de diffraction au rayon-X de l’ADN
la photo 52
photo 52 fut prise par qui ?
fut prise par Rosalind Franklin qui travaillait alors dans le laboratoire de Maurice Wilkins.
qui a analyser la photo 52 ?
Ca a permis quoi ?
James Watson et Francis Crick leur permis de déduire la structure en double hélice de l’ADN en 1953.
Le modèle de double hélice de Crick et Watson s’appuyait sur plusieurs découvertes récentes dont;
La découverte par A. Todd en 1951 que les nucléotides de l’ADN sont liés par des ponts phosphodiesters entre les positions 5’ et 3’ des désoxyriboses.
Le modèle de la double hélice respecte et explique les règles de ______ établies en 1949
Chargaff
les règles de Chargaff
L ’ADN possède en nombres égaux les résidus A et T, de même que C et G
Composition en bases est indépendante du tissu duquel l ’ADN est extrait (caractéristique d ’un organisme)
L ’ARN et l ’ADN simples brins suivent les règles de Chargaff
faux . PAS
L ’ARN double brin se conforme aux règles de Chargaff
VRAI
Dans la double hélice, les deux chaînes d’ADN sont maintenues ensemble par
LIAISONS H
quest-ce qui fournit une explication pour la réplication fidèle de l’information génétique.
Un brin d’ADN peut être utilisé comme matrice pour la synthèse de l’autre brin.
La preuve formelle que l’ADN est répliqué fidèlement par la synthèse de novo à partir d’un brin ‘matrice’ est réalisée par l’équipe de
A. Kornberg vers la fin des années 50.
léquide de A kornberg a réalisé quoi en tout ?
- ladn est répliqué fidelement a partir dun brin matrice
- les nucléotides de ladn sont synthetiser a partir de précurseurs riche en energie
- Son équipe réalise ensuite la purification d’une enzyme qui catalyse la synthèse d’ADN en ajoutant les nucléotides dans le sens 5’3’.
ladn est répliqué fidelement a partir de quoi ?
brin matrice
les nucléotides de ladn sont synthetiser a partir de quoi?
précurseurs riche en energie : dATP, dCTP, dGTP et dTTP
L’ADN polymérase I est
ADN-dépendante (i.e. utilise l’ADN comme matrice) et forme des liens phophodiesters à partir des précurseurs riches en énergie dNTP
quest-ce qui confirment que la réplication de l’ADN procède selon un mode semi-conservatif.
Les expériences de Meselson et Stahl, en 1958,
quelles sont les expériences de meselson et stahl ?
VOIR DANS LESNOTES AVEC IMAGE
Chez les eucaryotes, l’ADN est présent dans ____, mais la synthèse protéique s’effectue dans ______ .
1 . LE NOYAU
2. le cytoplasme
PK ON SE DIT QUE La transmission de l’information génétique de l’ADN aux protéines doit impliquer d’autres molécules.????
CAR, Chez les eucaryotes, l’ADN est présent dans le noyau, mais la synthèse protéique s’effectue dans le cytoplasme.
L’ARN, une structure similaire à l’ADN sauf
pour l’uracile qui remplace thymine, a les propriétés pour transmettre l’information génétique.
QUI propose le dogme central en 1956
Francis Crick,
FRANCIS CRICK propose le dogme central en 1956 pour
illustrer le rôle
de l’ADN et de l’ARN dans la transmission de l’information génétique.
LE DOGME CENTRAL ? .
Transcription Traduction
Réplication ADN ⇒ ARN ⇒ Protéines
La molécule d’ARN la plus abondante de la cellule
(ARN ribosomale)
ARN ribosomale assure la transmission de l’information génétique.
FAUX. pas la spécificité pour ca.. CEST L’ARN MESSAGER
Les travaux réalisés avec le bactériophage T4 mènent à la découverte de
l’ARN messager (ARNm) qui est très peu abondant dans la cellule (< 5%).
Crick suggère également qu’une molécule ‘adaptatrice’ reconnaissant spécifiquement l’information contenue dans l’ARN doit lier les acides aminés pour assurer la synthèse protéique. quelle est cette molécule adaptatrice finalement ?
La découverte de l’ARN de transfert (ARNt) par Zamecnik a les propriétés de la molécule ‘adaptatrice’ proposée par Crick.
qui a découvert larn de transfert ?
zamecnik
quest-ce qui confirment que l’ARNm transmet l’information génétique de l’ADN.
La découverte par Hurwitz et Weiss d’une ARN polymérase utilisant l’ADN comme matrice et la démonstration que l’ARN synthétisé a la même composition en bases que l’ADN (i.e. ratio AU/CG vs AT/GC)
le code génétique est élucidé par
synthèse in vitro des protéines à partir de molécules synthétiques d’ARNm (ex. Poly-U)
quest-ce qui a établie que les protéines sont synthétisées dans le sens:
N-terminal ⇒ C-terminal
Des études de marquage métabolique (‘pulse- labeling’) avec un acide aminé radioactif VOIR AUPIRE DANS CAHIER
les prot sont synthétiser dans le sens :
n terminal à c terminal
Les signaux qui spécifient le début et la fin d’une protéine sont présents tant au niveau de l’ADN que de l’ARNm VRAI OU FAUX
VRAI
dans les protéines, À part le lien peptidique, les autres liens ont un certain degré de liberté, soit :
Φ (N - Cα) et Ψ (C - Cα) dénotent les angles de
rotation autour de Cα.
quel a.a n’a Aucune chiralité et donc Plus de liberté
conformationnelle que les autres aas
glycine
quel a.a a Moins de liberté conformationnelle que les autres aas
Perte d’un lien hydrogène
Briseur d’hélice α et n’est donc pas compaptible avec les hélices alpha ?
proline
quel a.a fait des Pont disulfure dans un environnement
oxydant (protéines extracellulaires)
cystéine
quelle contrainte restreint le nombre de séquences possibles d’un polypeptide
d’obtenir un repliement stable
pourquoi La proline ne peut se retrouver dans les hélices α
(l’azote de ne peut établir de lien hydrogène).
quels a.a sont rarement retrouvés dans les hélices α.
Gly, Tyr et Ser
dans lhelice alpha, Les interactions par liens hydrogène se font avec les groupements _____ de la même chaîne
carbonyl et imino
Un feuillet β est constitué
d’au moins deux chaines polypeptidiques, reliées entre elles par des liens hydrogène
En règle générale, une région β est composée de 4 à 6 brins β
Dans le feuillet β, les chaînes latérales des résidus d’acides aminés sont placés ou ?
alternent d’un côté et de l’autre du feuillet
Les boucles sont
des régions moins structurées des protéines qui relient les hélices α et les brins
β.
La taille des boucles est
très variable (3 aa à
quelques dizaines)
Les coudes β c’est quoi ?
(type de boucle) relient généralement deux brins β d’un feuillet.

quest-ce qui joue un rôle prépondérant dans la structure tertiaire d’une protéine
- La nécessité de masquer du solvant les chaînes latérales non-polaires
- l’optimisation de liens hydrogènes (même pour les résidus enfouis au coeur) joue un facteur déterminant dans l’établissement de la structure “native”
qu’est-ce qu’une structure ‘coiled-coil’ ou spire enroulée?
donner un exemple.
Plusieurs polypeptides interagissent ensemble par le superenroulement d’hélices α
(ex. GCN4 activateur de
transcription) ou ex : leucine zipper
Les protéines de 300 résidus et plus sont généralement composées de
plusieurs____
domaines
Un domaine protéique est
souvent associé à une fonction particulière et se retrouve dans plusieurs
protéines
qu’est-ce qui unissent les différents domaines.
Des charnières (hinges) ou espaceurs (linkers) de longueur variable Ces séquences sont peu structurées et
contiennent peu d’acides aminés hydrophobes.
L’activité d’une protéine dépend de
sa structure “native”
La structure native d’une protéine est
celle possédant le moins d’énergie libre
Peut-on prédire correctement la structure 3D d’une protéine à partir de sa séquence en acides aminés ?
non pas encore à100% .
les Interactions protéines-ADN ce font grace au contact avec :
le motif hélice-coude-hélice etle grand sillon de l’ADN
les contact entre protéine et adn ce font grace à quels liens ?
Ces contacts impliquent des liens hydrogènes et de van der Waals
Certaines protéines de reconnaissance de l’ADN font contact avec le petit sillon. Ex :
LEF-1
« indirect readout » : cest quoi ???
certaines séquences de bases ont un impact sur la courbure et la torsion de l’ADN-B, ce qui provoque des modifications de la structure de celui-ci.
que fait la protéine LEF-1
La fixation de LEF-1 à l’ADN facilite l’interaction de cette portion d’ADN avec d’autres protéines.
LEF-1 = «protéine architecturale »
Interactions protéines-protéines est beaucoup plus spécifiques ou complémentaires que protéines-ADN???
vrai
les interactions prot-prot reposent davantage sur :
Reposent davantage sur des contacts hydrophobes
Interactions protéines-ARN
• Ressemblent davantage aux interactions ____ que ______
protéines-protéines
protéines-ADN
Au pH physiologique les acides nucléiques sont
des polyanions
enzymes impliquées dans la recombinaison
et la réparation de l’ADN -
Méhtylases
Pourquoi un grand et un petit sillon ?
Valeurs des angles entre les liens glycosidiques (entre la base et le sucre) :
120 ̊ pour le plus petit angle, génère le petit sillon
- 240 ̊ pour le plus grand angle, génère le grand sillon
La formation de liens chimiques
faibles est plus favorable dans le petit/grand sillon de l’ADN-B que dans le petit/grand sillon, et permet une
meilleure _____ .
grand
petit
spécificité de contact
combien y a til de possibilité de liaison dans le sillon mineur et majeur ?
majeur : 4
mineur: 3
quel adn : A,B,Z a une Forme favorisée in vitro par faible
humidité
ADN-A
forme dadn la plus comune pour larn ?
ADN-A
QUEL ADN EST Formée à forte concentration
saline, lorsqu’il y a alternance purine / pyrimidine.
ADN-Z
QUEL EST LE DIAMETRE DE L’ADN B ?
24 A
QUEL EST LE DIAMETRE DE L’ADN Z
18 A
LE DIAMETRE DE L’ADN A
26 A
NOMBRE DE PAIRE DE BASES PAR TOUR
ADN A
ADN B
ADN Z
- 11
- 10,5
- 12 ( 6 dimeres )
La conversion de la forme B ou A en forme Z implique
une rotation de 180 degré des bases
Dans la forme Z, l’unité répétitive est
le
dinucléotide
Les bases ne peuvent adopter que deux configurations possibles autour du lien glycosidique
Syn ou Anti pour les purines (A, G)
Anti seulement pour les pyrimidines (C,T)
Dans l ’ADN-Z il y a rotation des bases puriques de 1800 autour
du carbone C1 ’ du sucre
l’inversion de 180 degré des bases pyrimidiques dans l’ADN-Z résulte de la rotation de :
du nucléoside autour des liens phosphodiesters
Stabilisation de la double hélice
ques que jpx dire la dessus :
Les liaisons hydrogènes sont nécessaires à l’appariement spécifique des bases et contribuent aussi peu à la stabilité de la double hélice d ’ADN
Ø Uneimportnte contribution à la stabilité est due aux interactions van der Waals (hydrophobes) qui se font entre les paires de bases empilées au centre de l’hélice
Ø Des intéractions ioniques entre les groupements phosphates chargés négativement et des cations en solution stabilisent la double hélice
pk labsorbance de ladn a double brin est moindre ?
car en simple brin les bases sont plus exposés
la dénaturation de ladn est un phenomene _____ que lont peu suivre expérimentalementpar l’effet _____ .
coopératif
hyperchrome
pk on dit que la dénaturation de ladn est un phenomene coopératif ?
car une fois que ca commence a se défaire , les 2 brins , ca se met a aller tres vite .
Un lien chimique est
une force d’attraction qui maintient les atomes ensemble
qu’ est donc considérée comme un « lien
chimique » .
Toute interaction positive de faible énergie, même si elle n’est pas assez forte, lorsqu’une seule interaction est considérée, pour lier deux atomes ensemble,
Une caractéristique évidente des liens chimiques est
sa force.
deux atomes d’hydrogène liés de façon covalente pour former la molécule d’hydrogène (H:H) sont séparés de ___ tandis que les mêmes atomes liés par des forces de van der Waals sont séparés de 1,2 Å
0,74 Å
1,2 Å
L’angle entre deux liens partant du même atome est appelé
l’angle de liaison
La nature des forces, fortes ou faibles, qui donne lieu aux liens chimiques trouve son explication dans la ___ et est basée sur les ___
mécanique quantique
forces électrostatiques.
La formation spontanée d’un lien entre deux atomes implique toujours ______ d’une certaine
forme d’énergie interne des atomes non-liés et sa conversion dans une autre forme d’énergie.
Plus le lien est fort, _________
la libération
plus grande est la quantité d’énergie libérée au cours de sa formation.
En biologie, le changement d’énergie est exprimé par______
la variation d’énergie libre
(ΔG)
Energie capable d’accomplir un travail
formule de delta G
ΔG = ΔH –TΔS
La seconde loi de thermodynamique stipule qu’une réaction spontanée est toujours
accompagnée
d’une perte d’énergie libre
ΔG < 0
La perte d’énergie libre
associée à une réaction spontanée sera donc transformée soit
en chaleur (↑T) ou en entropie (↑S)
Keq est reliée de façon exponentielle à
ΔG
plus le lien chimique formé est fort, plus __ est le
changement d’énergie libre qui accompagne sa formation et plus ___ est la proportion
d’atomes existant sous forme liée
grand
grande
Les liens chimiques faibles ont des énergies qui varient entre
1 et 7 kcal/mole
Les ΔG associés à la formation de liens covalents à partir d’atomes libres
(ex. H et O) sont
fortement négatifs (-50 à -110 kcal/mole).
énergies
•Liens de van der Waals ??
•Liens ioniques et hydrogène ???
(1-2 kcal/mole)
3-7 kcal/mole
pk les liens chimiques faibles se forment et se
brisent continuellement ???? quest-ce qui est du a ca.
Les énergies des liens chimiques faibles étant à peine plus élevées que l’énergie
cinétique des molécules en solution (0,6 kcal/mole),
van der walls : L’énergie de liaison est inversement
proportionnelle à la sixième puissance de la
distance ??
vrai
La distance idéale pour les liens de van der
Waals représente
la somme des rayons de van
der Waals pour deux atomes donnés.
Les meilleurs interactions ( POUR VAN DER WALLS ) sont souvent le
résultat de
l’association d’une cavité présente
dans l’une des molécules avec une
protubérance présente dans l’autre molécule.
une des plus fortes interactions non-covalentes. ????? La somme des liaisons de van der Waals dans ce cas est ????
L’interaction anticorpsantigène
très énergétique
20-30 kcal/mole
Le lien hydrogène est formé à partir d’un____
possédant une charge ____ et un atome ___
possédant une charge ____
atome donneur d’hydrogène
positive (partielle ou totale)
accepteur
négative (partielle ou totale)
Le lien ionique possède une énergie d’environ
5 kcal/mol dans une solution aqueuse.
Une molécule organique polaire peut établir des liens
hydrogène avec les molécules d’eau et est donc soluble. Sa solubilité est par contre limitée parce que
le réseau de liens
hydrogène de l’eau qu’elle détruit est souvent plus favorable
du point de vue énergétique.
On réfère souvent à la forte tendance de l’eau à exclure les molécules non-polaires comme le lien
hydrophobe. Il s’agit en réalité de
liaisons de van der Waals, mais l’énergie associée à cette liaison pour des molécules non-polaires dans un milieu aqueux est plus grande parce qu’elle est combinée à la
force qui tend à exclure cette molécule du réseau formé par les molécules d’eau.
Les liens hydrophobes peuvent constituer jusqu’à 50 % de l’énergie libre associée
au repliement (structure) des protéines dans les solutions physiologiques.
Les liens chimiques faibles dans les systèmes biologiques
Permettent les interactions transitoires suivantes:
- Enzyme-substrat
- Protéines-protéines (ex. Anticorps-antigène)
- Protéines-ADN
- Protéines-ARN
La quantité d’énergie libre que possède une molécule est inversement proportionnelle à la force des liens covalents qui unissent les atomes de cette molécule VRAU OU FAUX ?
vrai .
• Ex. Les liens entre O—O et H—H sont plus faibles que le lien O—H. La quantité d’énergie libre associée à la molécule O—H est donc plus faible. La formation du lien O—H aux dépens de O2 et H2 est donc favorisée (i.e. ΔG négatif)
Il faut fournir de l’énergie pour briser des liens covalents, même si la formation des nouveaux liens est favorable. Cette énergie s’appelle____
l’énergie d’activation.
Les énergies d’activation sont généralement de
20 à 30 kcal/mole.
Les énergies d’activation agissent comme
barrières pour empêcher que seules les molécules de plus faibles énergies existent, ce qui serait
incompatible avec le vivant.
- La thermodynamique nous dit que toutes les voies biochimiques doivent être accompagnées d’une perte d’énergie libre
- Toute l’énergie libre n’est cependant pas convertie en chaleur et en augmentation d’entropie
- Une partie de l’énergie libre associée aux voies de dégradation (ex. ~40% pour le métabolisme du glucose) est ‘stockée’ dans la formation de molécules à haute énergie (ex. ATP) A SAVOIR JUSTE
A SAVOIR
Une molécule dite « à haute énergie » ou « riche en énergie » contient
un ou plusieurs liens dont le bris par l’eau (i.e. hydrolyse) est associée à la libération d’une grande quantité d’énergie libre
Ces liens, sont appelés liens à haute (forte) énergie
– Le terme de ‘lien à haute énergie’ employé ici ne doit pas être confondu avec le lien covalent fort, les liens à haute énergie ne sont pas forts et c’est leur bris qui fournit une grande quantité d’énergie
– Le signe 〜 symbolise le lien à haute énergie
Pour être considéré un lien à haute énergie, l’énergie libérée par hydrolyse doit
être suffisante pour permettre son couplage à une autre réaction dans une étape de biosynthèse
Des molécules contenant des liens à haute énergie, ____ est la plus importante
l’ATP
La biosynthèse d’une protéine requiert
l’apport d’énergie libre qui proviendra du couplage de la réaction avec l’hydrolyse d’un lien à haute énergie
L’hydrolyse de l’ATP en ADP libère de l’énergie libre sous forme de___ . ET DONC .
chaleur
L’énergie thermique ne peut pas être utilisée dans la formation de lien covalent
Une réaction couplée n’est donc pas le résultat de deux réactions séparées, l’une avec un ΔG positif et l’autre avec un ΔG négatif, mais plutôt
le transfert de l’énergie libre (en une ou plusieurs étapes) pour l’activation de précurseurs par transfert de groupements impliquant des enzymes appelées ‘transférases’
L’ARN est généralement doublel / simple brin
simple
_____ remplace____ dans l’ARN
uracile
la thymine
La présence du groupement OH en 2’ du ribose :
- empêche l’ARN d’adopter la structure en double hélice de l’ADN-B
- rend l’ARN sensible à l’hydrolyse alcaline
Si double brin, l’ARN forme
une hélice de type ADN-A
la structure de l’ARN n’est pas statique et peut avoir
plusieurs fonctions biologiques
donner des exemples :
- ex. contrôle de l’expression d’une protéine impliquée dans la virulence par la température; Listeria monocytogenes)
- deux conformations de pseudonoeuds qui contrôlent l’expression de la
transcriptase inverse “Pol” dans les rétrovirus comme le MLV et HIV
