BM9 - Recombinaison spécifique de site et transposition de l'ADN

Question 1

Vrai ou Faux : Les bactériophages sont l’entité biologique la plus abondante.

Answer 1

Vrai.

Question 2

Que sont les caractéristiques générales des bactériophages?

Answer 2

• ADN double brin de 5000 à 650000 pb
• 24 à 200nm
• Hôtes-spécifiques. Il va y avoir co-adaptation avec l’hôte pour protéger l’ADN viral de la dégradation par des nucléases de la bactérie : sites CHI identiques à ceux du génome bactérien hôte ou inhibiteurs de RecBCD (quand sites CHI différents)

Question 3

Distinguez entre les prophages et les phages lytiques.

Answer 3

Prophages : Bactériophages inoffensifs.
-Intègrent pacifiquement leur génome à celui de la bactérie hôte.
-L’ADN du phage est répliqué passivement avec le génome de sa bactérie hôte
-L’hote utilise les gènes du phage (conversion lysogénique)
Phages Lytiques : Bactériophages virulents.
-La cellule infectée produit des phages jusqu’à exploser en libérant des capsules de phages.
-Phase lytique : quand l’hôte présente des signes de stress précédant sa mort, le phage multiplie alors son génome, s’auto-excise et produit des protéines phagiques, les assemble, et se libère en faisant exploser la cellule hôte.

Question 4

Décrivez la transduction chez les bactériophages.

Answer 4

Transduction = transfert de gènes entre le bactériophage et l’hôte.
-Le génome d’un phage contient des gènes inutiles à son cycle de vie qui vont participer au transfet horizontaux de gènes entre les populations bactériennes.

Question 5

Que sont les séquences spécifiques sur les sites de recombinaison nécessaires à l’intégration d’un génome d’un phage dans un ADN circulaire bactérien?

Answer 5

1) Sites de liaison à la recombinase (20pb)

2) Sites de clivage/scellement

Question 6

Que sont les 3 types de réarrangement d’ADN produit par les RSS

Answer 6

1) Insersion d’un segment d’ADN étranger à un site spécifique
2) Délétion ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’
3) Inversion ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ ‘’

Question 7

Qu’est-ce qui fait en sorte que les sites de liaison à la recombinase sont toujours polarisés, inversés ou non?

Answer 7

L’asymétrie de la séquence de la région centrale.

Question 8

Que sont les deux mode d’action possible pour la recombinaison de sites non-inversés (colinéaires)? Quel est le mode d’action pour la recombinaison de sites inversés?

Answer 8

1) Fusion de 2 sites colinéaires appaternant chacun à une molécule distincte (Ex. AB + XY -> XA-BY)
2) Fusion de 2 sites colinéaires appartenant chacun à la même molécule (Ex. XABY -> AB + XY)
Inversés : Inversion du segment entre les 2 sites inversés (Ex. XABY -> XBAY)

Question 9

Que sont les 2 familles de recombinases qui peuvent former un complexe synaptique?

Answer 9

La sérine et la tyrosine.

Question 10

Vrai ou Faux : La réaction de la formation du complexe synaptique est conservative.

Answer 10

Vrai.

Question 11

Décrivez la structure de la recombinase à sérine.

Answer 11

1) 1 recombinase tétramérique dont les 4 sous unités sont physiquement liées
2) 2 molécules double-brins clivées
- Chaque sous-unité (R1, R2, R3 et R4) catalyse le clivage d’un seul brin

Question 12

Décrivez le mode d’action de la recombinase à sérine.

Answer 12

1) 4 coupures simple brin nécessaires avant l’échange des brins. Chaque unité (R1, R2, R3 et R4) d’une recombinase catalyse le clivage d’un seul brin. (Clivage : R1 avec R2 et R3 avec R4. Recombinaisons : R2 avec R3 et R1 avec R4)
2) Après l’échange des brins, les 3’-OH libres de chacun des brins clivés attaquent les liaison covalentes recombinase-ADN de leurs nouveaux partenaires. Ceci libère l’énergie conservée par les 4 complexes covalents protéine-ADN qui est utilisé pour sceller les brins recombinés.

Question 13

Décrivez le mode d’action de la recombinase à tyrosine

Answer 13

1) R1 et R3 coupent l’ADN en 3’-O-P avec leur résidu tyrosine. Il y a donc échange des 2 premiers brins lorsque les extrémités 5’-OH attaquent les ponts tyrosine-P-3’-ADN.
2) R2 et R4 font la même chose pour échanger les 2 autres brins.

Question 14

Qu’est-ce qui est dirigé et catalysé par l’intégrase du phage λ, λInt?

Answer 14

Dirige : l’intégration puit l’excision de l’ADN viral dans un chromosome bactérien hôte.
Catalyse : La recombinaison entre 2 sites spécifiques attP et attB, dont le deuxième se situe sur le chromosme bactérien.

Question 15

Pour quelles actions les protéines accessoires, qui sont nécessaires pour la formation du complexe protéine-ADN des phages, sont-elles dites architecturales?

Answer 15

1) pour initier la formation du complexe protéine-ADN
2) pour intégrer le génome du phage au gémone bactérien
3) pour exciser l’ADN.

Question 16

Distinguez entre attP et attB. Nommez également les similarités entre eux.

Answer 16

attP diffère de attP par la présence de d’autres sites de liaisons à des protéines sur 240pb supplémentaires. Ces sites de liaison sont organisés de manière très asymétrique, et agissent comme les “bras” de attP. Les bras possèdent des sites de liaison à des protéines architecturales.
Similarités : les deux présentes un “coeur” composé d’une région centrale de croisement pour l’échange de brins (30pb) entourée de 2 sites de liaisons à λInt (C, C’ pour attP et B, B’ pour attB).

Question 17

Qu’est-ce qui détermine le sens et l’efficacité de la recombinaison entre attP et attB?

Answer 17

Les protéines architecturales présentes sur les “bras” de attP.

Question 18

Qu’est-ce qui est nécessaire pour l’intégration du génome d’un phage dans le génome bactérien?

Answer 18

attB, attP, λInt et FIH (facteur d’intégration hôte), une protéine bactérienne architecturale.

Question 19

Quelle est la fonction de FIH?

Answer 19

FIH permet à λInt d’accéder au site de clivage.

Question 20

Que se passe-t’il après la recombinaison entre le génome d’un phage et un génome bactérien?

Answer 20

L’ADN du phage est intégré dans son chromosome hôte :

a) 2 sites hybrides sont créés aux jonctions entre les 2 molécules d’ARN: attL et attR. Les bras sont désormais séparés.
b) Aucune des 2 régions du coeur sont à même d’assembler et d’activer un complexe de recombinase λInt : le site de clivage est démantelé.

Question 21

Quel est le rôle de la protéine architecturale Xis?

Answer 21

La médiation de l’excision de l’ADN du phage. Xis va également inhiber une nouvelle intégration d’ADN de phage, donc pas de recombinaison entre attP et attB.