Chapitre 1 : La structure de l'ADN COPY Flashcards
Qu’est-ce que la biologie
moléculaire ?
Spécialité de la biologie qui s’intéresse à la formation et la fonction des
macromolécules essentielles au fonctionnement de la cellule, telles que les
acides nucléiques et les protéines.
Qu’a fait Darwin?
Publication de L’Origine des
espèces en 1859.
Qu’a fait Pasteur?
Invalide que les cellules et la vie venait de la génération spontanée
Qu’a fait Mendel?
Publication des bases théoriques
de l’hérédité en 1865.
Qu’a fait Avery?
Continue les recherches de Frederick Griffith sur la
transformation bactérienne en déterminant la source
de la « substance transformante ».
Comment Avery a su que L’ADN permet la transmission
de l’information héréditaire
L’extrait actif perd la capacité à
transformer les cellules R
lorsque traité avec des DNases
Qui déduit la structure
chimique de l’ADN : une structure
hélicoïdale composée de deux ou trois
chaînes polynucléotidiques.
Rosalind Franklin et Raymond
Gosling
Qui fit le lien entre la double hélice alpha par pauling et les photographies de Franklin aux rayons X?
Watson et Crick
Quel est le dogme central de la biologie moléculaire?
réplication ADN–> Transcription ARN–> Traduction en protéines
Qu’a fait Maselson et Stahl?
prouvent que la réplication de l’ADN est un
processus semi-conservateur.
Qu’est-ce qu’un dNTP?
: désoxyribonucléotides triphosphate, sans information
sur la nature de la base azotée. Monomère.
Qu’est-ce que l’ADN monocaténaire?
une seule chaîne de
désoxyribonucléotides maintenue par des liaisons
phosphodiesters. L’orientation des nucléotides dans
la chaîne crée la polarité du brin.
Qu’est-ce que l’ADN bicaténaire?
association de deux
brins complémentaires via des liaisons hydrogènes
entres les bases azotés.
Qu’est-ce que la double hélice?
structure tertiaire créée par l’angle des
liaisons chimiques entre les nucléotides. Cette forme minimise
l’exposition des bases au milieu aqueux.
Qu’est-ce qu’un Désoxyribo nucléotide, composition?
Un groupement phosphate, un pentose (Désoxyribose (H)) et une base azoté
Que lient les liaisons phosphodiester?
Lie les groupement phosphate aux carbones de 2 sucres voisins (liaison covalente)
Que lient les liaisons hydrogènes?
Lient les base azotés des deux brins complémentaires ensemble
Qu’est-ce qu’une liaison covalente?
C’est le partage d’une ou plusieurs paires
d’électrons de valence par 2 atomes pour
combler leur dernier niveau d’énergie.
Qu’est-ce qu’une liaison covalente non polaire?
Les électrons se répartissent également
autour des 2 atomes qui forment la liaison
covalente
Qu’est-ce qu’une liaison covalente polaire?
Les électrons mis en commun sont plus
fortement attirés autour d’un des 2 atomes. La
molécule présente ainsi d’un côté une charge
partiellement négative, celui où se situent plus
souvent les électrons et de l’autre côté une
charge partiellement positive.
Qu’est-ce qu’une liaison ionique?
Capture d’un ou plusieurs électron de l’autre atome
Qu’oblige les liaisons hydrogènes entre les bazes azotés?
Oblige la formation de
couples de nucléotides
complémentaires entre les
deux polynucléotides.
Quels sont les carbones liés par les liens phosphoester?
C(5’) ET C(3’)
Qu’assurent les liaisons phosphodiesters?
Les liaisons phosphodiesters entre les
nucléotides assurent la polymérisation de la
charpente sucre-phosphate.
Qu’assurent les liaisons hydrogènes?
Les liaisons hydrogènes assurent la formation
de la structure secondaire bicaténaire de l’ADN.
Qui sont les purines?
Adéinine, guanine
Qui sont les pyrimidines?
Cytosine et thymine
Quelles sont les règles de Chargaff?
1: la composition de l’ADN comporte une égalité entre les
résidus adénine (A) et les résidus thymine (T), ainsi qu’entre les résidus guanine
(G) et les résidus cytosine (C).
%A = %T et %G = %C
2. : Le rapport de purines sur pyrimidines est toujours approximativement égal à 1.
Que permet l’hydrolyse des groupement phosphate du nucléoside triphosphate nécessaire à la polymérisation?
L’hydrolyse des
groupements
phosphates libère
l’énergie
nécessaire à la
polymérisation.
Quelle est la charge globale de l’ADN?
charge globale négative dû à la charge négative du groupement phosphate
Comment les deux brins vont être associés ensemble?
Les deux brins vont être associés
ensemble via la complémentarité des
bases azotées.
Quelles sont les condiftions pour former les liaisons hydrogènes
1) il faut avoir un couple compatible
2) même dans les couples compatibles,
les liens H ne se forment que si
l’orientation des nucléotides est
antiparallèle (polarité inversée des deux brins d’ADN)
Quelles sont les possibilités pour avoir accès aux bases?
En ouvrant l’ADN : lors de la dénaturation (défaire liens H)
Sans ouvrir l’ADN : lors de la transcription, régulation de la
compaction de l’ADN, réparation… à travers les sillions
(majeur et mineur).
Comment sont formés les sillons majeurs et mineurs?
Les sillons majeurs et mineurs sont formés suite à l’angle
entre les 2 liens glycosidiques d’un couple de nucléotides.
Quelle information fourni le sillon majeur?
Les profils d’atomes
(donneurs ou
accepteurs
d’hydrogène),
Formes atomiques
exposées
Quelle est la différence entre l’info fournit par le sillon majeur et mineur?
Le sillon mineur permet de distinguer
entre les paires A:T (AHA) et C:G (ADA).
Le sillon majeur permet de distinguer
entre les paires A:T (ADAM), T:A
(MADA), C:G (HDAA) et G:C (AADH).
Quelle est la caractéristique commun aux trois différentes formes d’ADN?
: la charpente désoxyribose + P est toujours vers l’extérieur et les
bases azotées sont toujours vers l’intérieur.
Quelle est la forme A de l’ADN?
Hélice à droite.
Plus compacte.
La torsion des bases
provoque une
migration plus loin de
l’axe central.
Quelle est la forme Z de l’ADN
Hélice à gauche.
Plus allongée.
Charpente sucre + P
forme un zigzag.
Unité de base en doublet
(purine-pyrimidine,
ex. (CpG)
x
)
Qu’est-ce que la dénaturation?
perte de la structure
quaternaire, tertiaire ou secondaire présente dans
la forme « native » de la molécule.
Comment dénature-t-on l’ADN?
En fournissant de l’énergie sous forme de
température ou en modifiant le pH vers une
solution plus alcaline, les liaisons hydrogènes
seront brisées, sans que les liaisons covalentes
le soient.
Qu’est-ce que l’hybridation?
Lorsque les conditions sont ramenées à la
normale, la complémentarité des bases permet
aux brins de se réassocier
La spécificité de l’hybride est régie par quoi?
La spécificité de l’hybride est régie par la
température d’hybridation : plus la
température est élevée (et donc proche
de la température de la dénaturation) –
plus l’hybride est spécifique.
Quelles sont les techniques de visualiation?
Techniques d’hybridation
in situ
Techniques d’hybridation
sur membrane
(immobilisé) : SOUTHERN
(ADN) et NORTHERN (ARN)
Que permet la l’immunocytochimie?
L’Immunocytochimie peut être utilisé en cytogénétique pour visualiser des
gènes sur les chromosomes condensés ou dans le génome
Quelles sont les étapes du Southern (ADN)?
enzyme de restriction + ADN–> 1) digéré par nucléase 2) Fragments séparés sur gel selon taile sur électrophorèse 3)adn trasnféré sur membrane par capillarité 4)Sonde radioactive produite (phosphate radioactif) 5)Sonde radioactive s’hybride avec la séquence complémentaire de la membrane 6) Le fragment doublebrin radioactif qui peut
être détecté par
exposition aux rayons X
(radiogramme)
Qu’est-ce que le génome?
L’ensemble des informations
contenues dans l’ADN
Comment les bactéries portent gènes?
Les bactéries
portent habituellement leurs gènes sur un
seul chromosome circulaire
Comment les eucaryotes portent leur ADN?
Les eucaryotes
divisent leur ADN en plusieurs chromosomes.
Souvent un ensemble de chromosomes
différents est présent 2 fois (les organismes
diploïdes).
Où est concentré le chromosome bactérien?
Le chromosome bactérien est concentré dans
la région du nucléoïde où des protéines
s’associent à l’ADN pour aider la compaction.
Qu’est-ce qu’un plasmide?
plasmides qui sont de petites molécules d’ADN
circulaires généralement indépendantes du chromosome et susceptibles d’êtres transmis
d’un individu à un autre. Possèdent une réplication
indépendante de celle du
chromosome.
Ils ne portent pas de gènes importants pourla croissance mais plutot des gènes résistants
Qu’est-ce que la ploïdie?
La ploïdie est le nombre de copies,
dans une cellule donnée, de jeux
complets des chromosomes du
génome de ce type d’organisme.
Quels organites ont leur propre génome?
: les mitochondries et les chloroplastes.
Quels sont les points communs entre la mitochondrie et la chloroplaste (ADN)?
Points communs :
Existent en plusieurs copies
par organite,
Réplication indépendante du
reste de la cellule
Transmission non mendélienne
Génomes circulaires
Séquences ressemblant aux
génomes bactériens.
Qu’est-ce qu’un gène?
GÈNE ≡ Un caractère transmissible (héréditaire) et porté par l’ADN.
Un ensemble de segments d’acides nucléiques contenant l’information nécessaire
pour produire un ARN fonctionnel de façon contrôlée
Comment sont organisés les gènes procaryote
n opérons
Transcrits
polycistroniques, i.e. (plusieurs gènes pour 1 promoteur, puisque ton ARNm codent pour plusieus protéines p.e.)
contenant
l’information pour
plusieurs protéines
Comment sont organisés les gènes eucaryotes
Codent une seule
protéine
(monocistronique)
avec des nuances
(épissage alternatif)
Discontinus.
(1 promoteur=1 gène)
Qui entre eucaryote et bactéries ont la densité génique la plus grande? Pourquoi l’un d’eux est moins dense?
Les bactéries
les eucaryotes sont , certes complexes, mais leur densité est plus faible = corrélation négative
Les eucaryotes possèdent des introns et l’ADN intergénique qui explique la diminution de la densité génique
Qu’est-ce qu’un intron?
Portion non-codante d’ADN
située dans un gène, qui est
transcrite puis éliminée par
épissage dans les ARN matures. –> peut augmenter la taille du gène.
Qu’est-ce que l’ADN intergénique? ça vaut pour quelle % dans le génome humain?
Les séquences uniques (séquences régulatrices, ADN régulateur, origine de réplication, pseudogènes) Les séquences répétées(transposons, télomères, centromères et microsatellites)
60% du génome humain
Comment est compactée l’ADN chez les procaryotes
Empaqueté dans une structure appelée nucléoïde située directement dans le
cytoplasme. Pas de membrane. (surenroulement par protéines structurelles)
NUCLÉOIDE EST DYNAMIQUE
Quels sont les deux formats de condensation de l’ADN chez les eucaryotes?
Chromosome : très condensé
Chromatine : moins condensé.
Qu’assurent les chromosomes?
Assure la transmission efficace des
gènes aux cellules filles lors de la
division
Structure stable
Taille compacte
Protection de l’information plus
importante
Qu’est-ce que la chromatine?
La chromatine est un ensemble l’ADN et de protéines associées (HISTONE, transcription, réparation, réplication, recombinaison.
Quelles sont les deux formes de la chromatine?
Hétérochromatine : fibres condensées 30 nm
Euchromatine : fibres étendues 10 nm (régions actives)
Quel est le premier niveau de condensation de l’ADN? de quoi est-il composée?
NUCLÉOSOME.
Le noyau du nucléosome («core»)
est constitué de 8 histones.
INTÉRIEUR DU NOYAU DU NUCLÉOSOME (octamère) :
H2A (2/nucléosome)
H2B (2/nucléosome)
H3 (2/nucléosome)
H4 (2/nucléosome)
EXTÉRIEUR DU NOYAU DU NUCLÉOSOME :
H1 (1/nucléosome)
Comment est l’affinité de l’histone à l’ADN?
et pourquoi elle se lie au sillon mineur?
L’affinité des histones(+) pour l’ADN est
très grande et non spécifique à la
séquence de bases.
. Ces dernières sont
chargées positivement (grâce à la qté de lysine et arginine) et interagissent
avec la charpente d’ADN chargée
négativement (gr. phosphate) au
niveau du sillon mineur
elle se lie au sillon mineur, car il y a plus de contacts possibles(un plus grand accès à la charpente), mais surtout au niveau de l’évolution, ca permet de laisser place au sillon majeur pour la réplication
De quoi est formé le noyau? peut-il se former en absence d’ADN?
Le noyau est formé de
2 dimères H2A-H2B et d’un
tétramère H3-H4 pour un
total de 8 histones
NON, il se forme lorsqu’il se lie à l’ADN
Comment se fait l’Assemblage du noyau du nucléosome? Combien de liens hydrogènes?
Le tétramère H3-H4 se lie à l’ADN en premier. Il
induit une courbure dans l’ADN et l’enroule.
Les deux dimères H2A-H2B se joignent ensuite au
complexe et le stabilisent.
(40 liens hydrogènes)
Pourquoi les nucléosomes ne sont pas fixés à leur emplacement?
leurs interactions dynamiques et non spécifiques d’une séquence
particulière, la plupart des nucléosomes ne sont pas fixés à leur emplacement.
Quelles sont les SÉQUENCES D’ADN AYANT PLUS D’AFFINITÉS ?
Les séquences riches en A:T
Au niveau du sillon mineur (A:T naturellement courbé au niveau du sillon A:T)
Qu’est-ce que l’euchromatine?
constituée de fibres étendues de 10nm d’épaisseur. L’histone H1
interagit avec l’ADN intercalaire entre les nucléosomes et avec
une partie de l’ADN autour du nucléosome. Cela a pour effet de
resserrer les nucléosomes entre eux et d’enrouler 20 pb de plus.
Qu’est-ce que l’hétérochromatine?
e fibre plus épaisse de 30nm. , les queues-N des histones des nucléosomes
adjacents forment de nombreuses interactions. Cela permet aux nucléosomes de
se rapprocher ensemble davantage, à former et à maintenir la structure en hélice.
Quels sont les deux modèles de l’hétérochromatine?
Modèle solénoïde
Modèle en zigzag
Quel est le niveau de compaction plus élevé que l’hétérochromatine?
Les boucles retenues par échafaudage nucléaire
Quelles sont les protéines de l’échafaudage nucléaire?
les topoisomérases II : participent au maintien de la
structure et s’assurent que les boucles demeurent
séparées l’une de l’autre
• les protéines SMC :
participent au maintien
(les mêmes protéines
sont impliquées dans
l’agencement de deux
chromatides soeurs en
1 chromosome)
À quoi est dû le dynamisme dans la condensation de l’ADN?
Ce dynamisme dans la condensation de l’ADN est contrôlé par deux classes de
complexes protéiques :
• Les complexes remodelants de la chromatine (ATP-dépendants)
• Le complexe de modifications post-traductionnelles des queues d’histones
Par quoi sont recrutés les complexes remodelant de la chromatine?
Ils sont recrutés par
les facteurs de transcription
les queues N-terminales des histones
Besoin d’ATP
Comment les complexes remodelant accèdent-ils à l’ADN?
Les nucléosomes sont tenus par des
liens non-covalents (surtout liens H)
Ils peuvent être “transférés” vers
un autre brin
L’ADN peut déroulé légèrement
par “glissement”
Quel complexe remodelant est le seul connu pour transférer et éjecter des nucléosome?
SW1/SNF est
connu pour permettre le
transfert et l’éjection des
nucléosomes.
Comment les queues d’histones peuvent être modifiés?
La portion N-terminale de chacune des histones sort du nucléosome et est
accessible pour être modifiée de trois façons par des enzymes correspondantes
1) ajout groupement acétyl
2) Ajout groupement méthyle
3) Ajout d’un phosphate sur une sérine (kinase)
Que provoque un groupement méthyl?
L’ajout du CH3 provoque une répression de la transcription. La queue méthylée
recrute des protéines responsables de la formation d’hétérochromatine
Que provoque l’ajout d’acétyl ou de phosphate?
L’ajout d’acetyl ou du P neutralise la charge (+) de l’histone et elle interagit moins
bien avec l’ADN → l’ADN peut être déroulé plus facilement.
Qu’est-ce qu’un variant d’histone?
Les cellules possèdent aussi des variants d’histones.
Séquence protéique diffère de celle des histones conventionnelles sur quelques résidus
seulement modifie grandement leurs propriétés !
Les variants sont spécifiques à certaines espèces, types cellulaires ou phases cellulaires
L’accessibilité à l’ADN est dynamique de trois manières.
Via le
positionnement
de variants
d’histones
Via les complexes
de modifications
posttraductionnelles
des queues
d’histones
Via des
complexes
remodelants
