Chapitre 2 : La structure du génome Flashcards
2.0 : Les protéines 2.1 : Le chromosome et la chromatine 2.2 : Les histones et le nucléosome 2.3 : Les fibres 11 nm et 30 nm 2.4 : Les chromosomes et l'extra 2.5 : Un gène et la densité génique 2.6 : L'accès à l'ADN 2.7 : Introduction à la transgénèse
Qu’est-ce qu’un lien peptidique?
Une liaison covalente entre le groupement carboxyle d’un acide aminé et le groupe amine de l’acide aminé suivant.
Comment se nomme le carbone « coeur » d’un acide aminée?
Le carbone alpha.
Dans une hélice alpha, les chaînes latérales R sont à l’extérieur ou à l’intérieur de l’hélice?
À l’extérieur.
Dans un feuillet beta, les chaînes latérales R se trouvent en haut ou en bas du feuillet?
En haut ET en bas.
Qu’est-ce qu’un domaine fonctionnel dans une protéine?
Un domaine est un agencement d’hélices alpha et/ou de feuillets beta qui se replie toujours de la même façon, peu importe le contexte dans lequel il se trouve. La forme du domaine détermine sa fonction.
Est-ce qu’un domaine fonctionnel est exclusif à une seule protéine?
Non. Un domaine donné peut se retrouver dans plusieurs protéines.
Quelle importance a un domaine dans une protéine?
La fonction d’une protéine peut être interprétée par les domaines qu’elle possède.
Que veut dire un « mère » dans une protéine? (ex. tétramère)
C’est une chaîne peptide repliée en structure tertiaire (une unité de construction).
Que signifie « hétérotétramère »?
Une protéine possédant 4 sous-unités, soit 4 chaînes peptidiques, (d’où le tétramère) où les 4 chaînes ne sont pas nécessairement les mêmes (ex. 2 chaînes T avec 2 chaînes W), à comparé à « homotétramère » où les 4 chaînes sont identiques.
Qu’est-ce qu’un lysozyme?
C’est une protéine (enzyme) qui accélère l’hydrolyse de 2 sucres, donc permet ls dégradation de la molécule.
Comment procède un lysozyme dans sa réaction? (Quels acides aminés, ce qu’ils ont de spécial.)
Sur le lysozyme, 2 acides aminés sont placés stratégiquement pour catalyser l’hydrolyse, soit Glu35 et Asp52. Ces 2 a. a. se retrouvent sous leur forme protonée à un pH physiologique normalement, mais dans ce cas-ci seul Asp52 se trouve dans une partie polaire de l’enzyme (Glu35 se trouve dans une partie plus hydrophobe, donc protégé). Lors de l’hydrolyse d’un sucre, leur charge nette déstabilise le lien covalent de la liaison glycosidique.
Vrai ou faux. Les bactéries portent habituellement leurs gènes sur des chromosomes comme chez l’humain.
Faux. Elles portent habituellement leurs gènes sur un seul chromosome circulaire.
Qu’est-ce que la phase stationnaire chez une bactérie?
Lorsqu’elle n’a plus assez de nourriture pour se diviser.
Comment se nomme la structure formée par le génome des bactéries et où est-elle située?
C’est le nucléoïde et il est situé dans le cytoplasme de la cellule.
Quelle est la taille d’une cellule E. Coli par rapport à la taille de son ADN?
La cellule mesure 1 µm et son ADN mesure environ 1 mm (1 000 µm).
Comment l’ADN d’une bactérie est organisé? Qu’est-ce qui s’en charge?
La protéine H-NS (histone-like nucleoid-structuring) s’occupe d’organiser l’ADN pour le compacter. Elle 4 façons de faire : 1 - recouvrement de l’ADN (coating) 2 - formation de ponts (bridging) 3 - enrouler l’ADN 4 - plier l’ADN
Quelles sont les protéines (autre que H-NS) qui travaillent dans le nucléoïde (bactérie) lors de la transcription?
- ARN polymérase et les promoteurs d’ARN : transcription d’un segment d’ADN en ARNm (aussi appelé transcriptase ) -Facteurs de transcription : amalgame de protéines aidant à la transcription -Fis : facteur de transcription pour les ARnr et autres gènes
Environ combien de fois l’ADN humain doit-il être condensé?
10 000 fois.
Comment s’appelle la phase de « vie normale » d’une cellule?
L’interphase.
Vrai ou faux. L’ADN est moins condensé en chromatine qu’en chromosome mitotique.
Vrai.
Où se trouve l’ADN dans une cellule procaryote pendant l’interphase?
Dans le noyau sous forme de chromatine.
Quelle est la forme de l’ADN lors de la mitose?
L’ADN est condensé en chromosomes mitotiques et se retrouve dans le cytoplasme.
Vrai ou faux. Les protéines représentent le quart de la masse moléculaire d’un chromosome.
Faux. Elles en représentent la moitié.
Qu’est-ce que l’hétérochromatine?
Des fibres d’ADN condensées à un diamètre de 30 nm et plus.
Qu’est-ce que l’euchromatine?
Des fibres d’ADN condensées à un diamètre de 11 nm.
De quoi est constitué le noyau d’un nucléosome (aussi appelé « core »)?
Il est composé de 8 histones (octamère) : 2 dimères H2A-H2B et un tétramère H3-H4.
L’ADN s’enroule combien de fois autour du noyau du nucléosome?
1,65 fois, soit environ 147 paires de base.
Vrai ou faux. Les nucléosomes sont collés les uns sur les autres sans laisser d’espace libre entre eux.
Faux. Un morceau d’ADN mesurant entre 20 et 60 pb relie 2 nucléosomes et est appelé « ADN intercalaire » ou « linker ».
Vrai ou faux. Les histones sont non spécifiques à la séquence de bases azotées de l’ADN.
Vrai.
Quels sont les acides aminés qui composent principalement les histones?
Lysine (K) et arginine (R). Ils représentent environ 20% des histones.
Vrai ou faux. L’affinité des histones pour l’ADN est très grande. Expliquez.
Vrai. Les histones sont composées en grande partie de lysine et d’arginine, lesquels sont chargés positivement, et la charpente de l’ADN est chargée négativement (à cause des groupements phosphates).
Pourquoi les histones se lient avec la charpente de l’ADN dans le sillon mineur?
Au niveau du sillon mineur, l’angle est plus petit, donc les groupements phosphates de la charpente de l’ADN sont plus rapprochés les uns des autres, ce qui facilite la liaison pour les histones (elles doivent accrocher les gr. P des 2 côtés de la chaîne).
Pourquoi les histones se lient de préférence sur des séquences riches en A-T?
A-T ne font que 2 ponts H, à comparer à C-G qui en font 3. Il y a donc moins de stress causé à la molécule si c’est le lien A-T qui est « plié ».
Vrai ou faux. Le noyau du nucléosome ne peut s’agencer qu’en présence d’ADN.
Vrai. Les dimères et les tétramères d’histones sont présents en solution en absence d’ADN disponible.
Qu’est-ce qu’un repli d’histone?
Les histones sont auto-complémentaires, car elles comportent des domaines identiques, ce qui leur permet de faire des « repli d’histones », soit de se replier sur elle-même en formant plusieurs liaisons faibles.
Comment se fait l’assemblage d’un nucléosome?
Le tétramère H3-H4 se lie en premier en pliant et en enroulant l’ADN. Les 2 dimères H2A-H2B se joignent ensuite au complexe pour le stabiliser.
Combien y a-t-il de points de contact ADN-histone à l’intérieur d’un nucléosome?
- Un pour chaque fois que le sillon mineur fait face au noyau (147 pb autour d’un nucléosome ; 1 tour d’hélice = 10 pb ; 147/10 = 14,7 sillons mineurs)
Les points de contact ADN-histone sont composés principalement de quel type de lien?
Environ 40 liens hydrogènes, la plupart impliquant les O de la charpente. Seulement 7 liens impliquent les bases azotées du sillon mineur. Plusieurs des 40 liaisons sont formées par les queues d’histones.
Vrai ou faux. Chaque histones du noyau du nucléosome a une longue queue C-terminale qui ressort du nucléosome. Expliquez.
Faux. Ce sont des queues N-terminale qui ressort du nucléosome. Ces queues servent à stabiliser davantage l’ADN autour du noyau et permettent des interactions entre les nucléosomes.
Quel intermédiaire du nucléosome lie le plus d’ADN?
Le tétramère H3-H4, puisqu’il se lie en premier et qu’il est capable de plier et de tenir l’ADN par lui-même (donc + de liens), à comparer au dimère H2A-H2B qui peut être enlevé temporairement (par exemple pour remplacer des histones par des variantes ou pour permettre la transcription).
Une protéine normale liant l’ADN fait combien de lien avec celui-ci?
20 liens, les 20 supplémentaires chez les nucléosomes donnent la force nécessaire pour plier l’ADN.
Par où sortent les queues de l’intermédiaire H2A?
En haut et en bas de l’hélice.
Par où sortent les queues de l’intermédiaire H2B?
Entre les 2 brins d’ADN où 2 sillons mineurs se font face, créant une brèche juste assez grande pour la chaîne peptidique.
Par où sortent les queues de l’intermédiaire H3?
Entre les 2 brins d’ADN où 2 sillons mineurs se font face, créant une brèche juste assez grande pour la chaîne peptidique.
Par où sortent les queues de l’intermédiaire H4?
En haut et en bas de l’hélice.
Vrai ou faux. Les enzymes modificatrices d’histone ne peuvent pas reconnaître leur propre travail.
Faux. Certaines enzymes peuvent reconnaître leur propre travail. Elles s’associent sur une queue déjà modifiée et font la même modification sur le nucléosome voisin.
Quelles sont les conséquences d’une acétylation sur une queue d’histone?
L’ajout d’acétyle sur la lysine neutralise la charge positive de l’histone, ce qui affaiblit le lien histone-ADN et rend l’ADN plus facile à dérouler. L’acétylation est aussi souvent associée à l’expression de gènes.
Que signifie HAT?
Histone AcetylTransferase (ajout d’acétyle sur une queue d’histone)
Que signifie HDAC?
Histone DeACetylase
Que nécessite l’assemblage d’un nucléosome?
Seul une longueur d’ADN suffisante (au moins 150 pb pour le core+linker) est nécessaire pour former un nucléosome. Les nucléosomes ne sont pas séquence-spécifique.
Qu’est-ce que l’inhibition de positionnement pour un nucléosome?
Des protéines interférentes lient l’ADN à des intervalles inférieur à 150 pb, l’ADN demeure alors « nu » et est facilement accessible. Il peut s’agir du linker ou d’un fragment plus long.
Qu’est-ce que l’assemblage préférentiel pour un nucléosome?
Des « protéines aidantes » se lient sur des nucléosomes existants et aident l’assemblage de nouveaux nucléosomes.
Quel est le rôle de H1?
C’est l’histone H1, il interagit avec l’ADN intercalaire et une partie de l’ADN autour du nucléosome pour resserrer les nucléosomes entre eux. C’est la première étape pour atteindre le 30 nm.
Combien de paires de bases supplémentaires H1 permet-il d’enrouler?
20 pb.
Comment se forme la fibre 30 nm de la chromatine?
Les queues N des histones forment de nombreuses interactions entre des nucléosomes voisins.
De quelle façon les complexes remodelants peuvent-ils rendre accessible l’ADN caché par les nucléosomes?
Les nucléosomes étant attachés par des liens non-covalents faibles (surtout des liens H), ils peuvent être déplacés ou leur ADN peut être déroulé légèrement par glissement.
Comment se fait le glissement d’ADN par un complexe remodelant (quelles sont les étapes)?
On peut voir le principe comme 2 « mains » qui tiennent l’ADN comme un fil. La séquence d’ADN voulu se trouve sous la main 2.
- La main 1 tient fort l’ADN (position fermée) tandis que la main 2 est lousse (position ouverte), mais les 2 font partie du même complexe remodelant.
- La main 1 reçoit de l’ATP pour changer sa conformation, la main 2 doit alors elle aussi changer sa conformation (1 devient ouverte et 2 devient fermée)
- La main 1 glisse vers la main 2 puis s’y lie. Il y a alors hydrolyse de l’ATP (donc dégagement d’énergie libre)
- Avec l’énergie libérée, la main 1 se resserre (et la main 2 redevient lousse) et tire l’ADN (le fil) vers l’endroit où elle était au début, ce qui expose la séquence d.ADN voulu
Que signifie la figure b?
H3K4me1 et H3K27ac sont les 2 modifications apportées (une méthylation sur la 4e lysine et une acétylation sur la 27e lysine, les 2 sur l’hsitone 3). Ces 2 modifications combinées vont engendrer un déroulement de l’ADN entre les 2 nucléosomes qui portente la MÊME modification. Des facteurs de transcriptions (boules roses) vont alors être recrutés.
Que sont les boules roses dans les figures b et e?
Ce sont des facteurs de transcriptions qu’on appelle « enhancer », soit des amplificateurs. Ce sont donc des facteurs de transcription activateurs.
Que signifie la figure c?
H3K4me3 et H3K27ac sont les 2 modifications apportées (3 méthylations sur la 4e lysine et une acétylation sur la 27e lysine, les deux sur l’histone 3). Ces 2 modifications combinées vont engendrer un déroulement de l’ADN entre les 2 nucléosomes qui portent la MÊME modification. Ensuite, une polymérase est recrutée.
Que signifie la figure d?
H3K4me1 et H3K27me3 sont les 2 modifications apportées (une méthylation sur la 4e lysine et trois méthylations sur la 27e lysine, les deux sur l’histone 3). La combinaison de ces 2 modifications « ferme » les nucléosome, l’ADN reste donc innaccessible.
