Chapitre 3 Flashcards
Différencier chromosome bactérien et plasmide.
Plasmide: Quelques gènes additionnels non essentiels à la survie ou à la reproduction. Extra chromosomique et réplication indépendante.
Chromosome: gènes essentiels à la survie. Comporte en moyenne 2000 à 3000 gènes. Situé dans le nucléoïde
Pour quelles raisons les organismes procaryotes sont très utilisés en biotechnologie?
- Simplicité de leur génome
- La grande similitude des processus de réplication de leur ADN et sa traduction en protéines avec ceux des organismes eucaryotes;
- La bonne connaissance que l’on a de leurs mécanismes de régulation de l’expression génique;
- Ce sont donc des organismes faciles à utiliser ou à manipuler.
Pourquoi les plasmides posent un problème grandissant dans le monde médical?
Certains plasmides peuvent contenir des gènes qui favorisent la résistance des bactéries aux antibiotiques.
On peut estimer que 80% de la résistance aux antibiotiques est liée aux plasmides de résistance.
Quels mécanismes contribuent à la diversité des populations de procaryotes?
Mutation et recombinaison
Quel mécanisme est le plus important processus amenant une diversité génétique chez les procaryotes?
La mutation
Expliquer pourquoi les mutations apparaissent beaucoup plus rapidement chez les procaryotes que chez les eucaryotes?
Même si le taux de mutation est relativement faible, le temps de génération étant très court chez les bactéries, les mutations apparaîtront et se distribueront parmi la population des descendants beaucoup plus rapidement.
Qu’est-ce qui fait que les mutations chez les procaryotes sont immédiatement éprouvées par la sélection naturelle?
Ce sont des organismes haploïdes
Quelles types de mutations sont dans la catégorie de la substitution d’une paire de base?
Mutation silencieuse
Faux-sens
Non-sens
Quelles types de mutations sont dans la catégorie insertion ou délétion d’une paire de nucléotides?
Décalage du cadre de lecture
Délétion d’un triplet de nucléotides
Qu’est-ce qu’une mutation silencieuse?
Aucun effet sur la séquence d’acides aminés.
Qu’est-ce qu’une mutation faux-sens?
Changement d’acide aminé dans la protéine
Qu’est-ce qu’une mutation non-sens?
Changement d’acide aminé pour le codon arrêt. Protéine plus courte
Qu’est-ce qui peut causer directement ou indirectement des mutations?
Mutagènes chimiques Les rayonnements (ex. rayons UV, rayons X)
Qu’est-ce que la recombinaison?
Formation d’une nouvelle combinaison des gènes provenant de 2 individus dans le génome d’un seul organisme.
Donner une différences entre les mutations et la recombinaison.
La mutation rend souvent le gène non fonctionnel.
La recombinaison ajoute de nouveaux arrangements de gènes ou en rassemblent chez un même individu certaines caractéristiques favorables des deux parents.
Décrire les 4 étapes de la recombinaison.
1- Introduction d’un fragment d’ADN d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse.
2- Appariement de ce fragment avec le segment homologue (même séquence de gènes) du chromosome de la bactérie receveuse.
3- Échanges géniques entre les deux segments d’ADN homologues grâce aux endonucléases.
4- Dégradation progressive de l’ADN excédentaire
Quels sont les 3 mécanismes pouvant entraîner une recombinaison chez les bactéries?
Transformation
Transduction
Conjugaison
Pourquoi dit-on qu’un organisme tire plus de bénéfices de la recombinaison génétique que de la mutation?
Parce qu’elle est moins susceptible d’empêcher la fonction des gènes et elle peut engendrer des combinaisons de gènes qui permettent aux organismes d’accomplir des fonctions inédites et avantageuses.
Quels sont les 3 mécanismes pouvant entraîner une recombinaison chez les bactéries?
La transformation
La transduction
La conjugaison
Qu’est-ce qu’une transformation?
Modification du génotype d’une bactérie par absorption de fragments d’ADN nu présent dans le milieu extracellulaire.
Donner un exemple de transformation.
Streptococcus pneumoniae dans l’expérience de Griffith
Qu’est-ce que la transduction?
Transfert d’ADN bactérien par l’intermédiaire d’un bactériophage.
Quels sont les 2 types de transduction?
Généralisée
Localisée
Qu’est-ce qu’une transduction généralisée?
Un phage intègre un bout d’ADN d’une bactérie et le transfère à une autre bactérie. Il n’y a pas de transfert sélectif de gènes.
Qu’est-ce qu’une transduction localisée?
Il s’agit d’un phage tempéré qui s’incorpore sur un site spécifique de la cellule hôte
Chez les Gram +, la transformation utilise une _________________________.
Protéine de liaison à la surface de la bactérie
Qu’est-ce que la conjugaison?
Transfert de gènes entre 2 batéries temporairement liées par un pili sexuel.
De quoi dépend la capacité de produire un pili sexuel?
La présence du facteur F sur un plasmide pour les bactéries F+ ou sur le chromosome pour les bactéries Hfr.
À quel endroit se situele facteur F chez les bactéries F+?
Sur le plasmide
À quel endroit se situe le facteur F pour les bactéries Hfr?
Sur le chromosome
Expliquer le mécanisme de conjuguaison des bactéries F+.
Réplication du plasmide F de la bactérie donneuse suivi du transfert par pilus sexuel du facteur F et des autres gènes plasmidiques. Il y aura ensuite bris du pilus et la bactérie receveuse devient F+.
Expliquer le mécanisme de conjugaison des bactéries Hfr.
Réplication des gènes chromosomiques de la bactérie Hfr. Il y a transfert par pilus sexuel du facetur F suivi des gènes bactériens. il y aura ensuite bris du pilus et recombinaison chez la bactérie receveuse.
Quel type de recombinaison utilise des fragments d’ADN nu?
Transformation
Quel type de recombinaison utilise un bactériophage?
Transduction
Quel type de recombinaison utilise un pilus sexuel?
Conjugaison
Quel type de recombianison est illustré?
Transformation
Quel type de transduction est-il question?
On suppose que le phage a perdu les gènes lui permettant de réaliser son cycle lytique.
Transduction généralisée
Quel type de transduction est-il question?
Lorsqu’il retourne au cycle lytique, le bactériophage peut entraîner des gènes spécifiques, adjacents, de l’hôte.
Transduction localisée
Quel type de recombinaison est illustré?
Transformation
Quel mécanisme de recombinaison est illustré?
Transduction généralisée
Quel mécanisme de recombinaison est illustré?
Transduction localisée
Qu’est-ce qu’un plasmide R?
Plasmide sur lequel on trouve un ou des gènes de résistance aux antibiotiques
Que veut dire l’acronyme Hfr?
Haute fréquence de recombinaison
Quel est le principe de la cartographie?
F s’intègre toujours sur le même site d’une souche donnée et les gènes de transfert passent toujours en premier.
Lors de l’expérience de Griffith, pourquoi la souris de l’expérience illustrée en d) meurt-elle?
Parce que les bactéries avirulentes ont incorporé du matériel génétique des bactéries mortes. Elles ont ainsi pu produire la capsule qui permet de produire la maladie.
Qu’est-ce qu’une cellule F+ ?
C’est une bactérie donneuse qui transfère un plasmide à une cellule receveuse.
Séquence de nucléotides qui permet à l’ARN polymérase de se fixer sur le brin matrice (transcrit) de l’ADN.
Promoteur
Séquence de nucléotides qui détermine l’accès de l’ARN polymérase aux gènes structuraux
Opérateur
Gènes qui codent pour les protéines (enzymes) d’une voie métabolique.
Gènes structuraux
Gène qui code pour le répresseur. Ce gène est transcrit en continu.
Gène Régulateur
Protéine qui se lie à l’opérateur et bloque la transcription des gènes structuraux.
Répresseur
Molécule qui se lie au répresseur et l’active
Corépresseur
L’opéron tryptophane est quel type d’opréon?
Opéron répressible
Pourquoi dit-on que l’opéron tryptophane est un opéron répressible?
Parce que la présence du produit de la voie métabolique inactive l’opéron.
La réguation d’une voie métabolique s’exerce à 2 niveaux pour la synthèse du tryptophane. Que sont-ils?
- Régulation de l’activité enzymatique
2. Régulation de la production des enzymes (réguler l’expression des gènes qui code pour ces enzymes)
Expliquer pourquoi la synthèse du tryptophane chez E. coli est un mécanisme de rétro-inhibition.
Si le Trp est absent du milieu, la bactérie réagit en activant une voie métabolique qui lui permet de synthétiser cette substance.
Si le Trp est déjà présent dans le milieu, la bactérie cesse d’en produire pour éviter de gaspiller ses ressources et car ses besoins sont comblés
Que comprend un opéron?
Un opéron comprend un ensemble de gènes de structure d’une voie métabolique contrôlés par un même promoteur et opérateur
Qu’est-ce qu’un corépresseur?
Molécule qui se lie à l’opérateur et bloque la transcription des gènes structuraux
Identifier les parties de l’opéron.
En l’absence de tryptophane, le répresseur est ___________.
Opéron activé ou inactivé?
Inactif
La transcription et la traduction se poursuivent et aboutissent à la synthèse du tryptophane.
Opéron activé
En présence de tryptophane, le répresseur est _________.
L’opéron est activé ou inactivé?
Répresseur actif
Opéron désactivé
Empêche la transcription de l’opéron
Pourquoi dit-on que l’opéron Lac est un opéron inductible?
La présence du substrat de la voie métabolique active (induit) la transcription des gènes structuraux.
Donner un exemple d’opéron inductible.
Opéron Lac (lactose)
L’opéron Trp peut être inactivé par une protéine nommée _________.
Répresseur Trp
Comment fonctionne un répresseur?
En se liant à l’opérateur, le répresseur empêche l’ARN polymérase de se fixer au promoteur, interrompant ainsi la transcription des gènes.
En absence de lactose, le répresseur est _________ et l’opéron est ___________.
Répresseur actif
Opéron désactivé
En présence de lactose, le répresseur est ____________ et l’opéron est ____________.
Répresseur inactif
Opéron activé
Quelle enzyme est nécessaire au métabolisme du lactose?
Bêta-galactosidase
Quelle est la fonction de l’enzyme B-galactosidase
Hydrolyse le lactose en glucose et en galactose
Que sont les histones?
Dans la chromatine, ce sont des protéines qui assurent le premier niveau de condensation de l’ADN.
Lors de quelle phase du cycle cellulaire l’ADN est sous forme de chromatine?
Cellule en interphase
Lors de quelle phase du cycle cellulaire l’ADN est sous forme de fibres?
Fin de l’interphase
Lors de quelle phase du cycle cellulaire l’ADN est sous forme de chromosome répliqué?
Mitose et méiose
Que sont les nucléosomes?
ADN enroulé autour des histones
Que sont les fibres?
Amas de nucléosomes
Que sont les boucles?
Amas de fibres
Que représente le premier niveau de conensation?
Le nucléosome
De quoi est composé le nucléosome?
Une protéine octomérique en forme de disque formé de 2 copies de chacune des histones:
H2A-H2B-H3-H4
Nucléosomes:
À quoi servent les molécules d’histone H1
Stabilisent le nucléosome
Identifier.
Les histones sont des protéines contenant une forte proportion d’acides aminés de charge ____________.
Elles sont liées à l’ADN porteur de charges __________ ce qui forme la chromatine
Acides aminés de charge positive
ADN porteur de charges négatives
Comment se nomme l’ensemble des 6 nucléosomes en hexagone?
Identifier les parties.
Quel est le nom de la protéine qui retient le solénoïde ?
Armature
À quel moment du cycle cellulaire l’ADN est le plus dense?
Lors de la mitose et méiose
Lors de quelle étape du cycle cellulaire l’ADN est en forme de solénoïde?
Cellule en interphase
Qu’est-ce que l’hétérochromatine?
L’ADN est assez compacte (reste fortement condensée).
Les régions qui la constituent contiennent des gènes qui ne sont pas exprimés par la cellule.
L’hétérochromatine n’est pas transcrite
Qu’est-ce que l’euchromatine?
La forme la moins compacte d’ADN et peut être transcrite en ARNm.
Les régions d’ADN qui la constituent contiennent des gènes qui sont fréquemment exprimés par la cellule.
Hétérochromatine ou euchromatine?
ADN assez compacte.
Hétérochromatine
Hétérochromatine ou euchromatine?
Gènes qui ne sont pas exprimés par la cellule
Hétérochromatine
Quels sont les 2 types de chromatine?
Hétérochromatine
Euchromatine
Hétérochromatine ou euchromatine?
Forme la moins compacte d’ADN
Euchromatine
Hétérochromatine ou euchromatine?
Peut être transcrite en ARNm
Euchromatine
Hétérochromatine ou euchromatine?
Régions d’ADN qui contiennent des gènes qui sont fréquemment exprimés par la cellule.
Euchromatine
Qu’est-ce que l’hétérochromatine facultative?
Les régions d’ADN qui constituent l’hétérochromatine facultative varient suivant les types de cellules.
QU’est-ce que l’hétérochromatine constitutive?
Télomères et centromères
Pourquoi l’hétérochromatine n’est pas transcrite?
L’hétérochromatine, fortement condensée est en grande partie inaccessible aux structures cellulaires assurant la transcription de l’information génétique codée sous forme d’ADN.
Identifier euchromatine et hétérochromatine.
Identifier euchromatine et hérétochromatine.
Identifier hétérochromatine et euchromatine
Quelles sont les différentes histones?
H2A
H2B
H3
H4
Qu’est-ce qu’un gène en copie unique?
Gènes qui codent pour des protéines. Ne sont représentés qu’une seule fois par génome haploïde.
Qu’est-ce qu’un gène en familles multigéniques?
Ensemble de gènes qui présentent des séquences qui se ressemblent plus ou moins.
Les protéines produites par ces gènes auront globalement les mêmes fonctions
Donner un exemple de gènes en familles multigéniques.
À partir de combien de % de ressemblance on peut considérer que ce n’est pas du hasard?
Ex: CMH, hémoglobine
20% de ressemblance
Donner un exemple de gènes en tandem.
Gènes des ARNr et ARNt et des histones
Que sont les gènes en tandem?
Multiples copies répétées et disposées en tandem, séparées par des régions intercalaires
De quel gène est-il question?
Permet la production en série de grandes quantités d’ARN et d’histones
Gènes en tandem
Qu’est-ce qu’un pseudogène?
Gène inactif (non-fonctionnel) au sein d’un génome.
Les éléments dorés sont des pseudogènes. Expliquer comment ils ont pu apparaître après une duplication génique.
Les pseudogènes sont non fonctionnels. Ils seraient apparus à la suite d’une duplication puis de mutations dans la 2e copie du gène, entraînant la destruction de la fonction de son produit (la protéine).
Les exemples comportent des changements de bases qui introduisent des codons arrêt dans la séquence, modifient les acides aminés ou changent une région du promoteur du gène de sorte que celui-ci ne peut plus être exprimé.
Donner un exemple de séquence microsatellite.
STR: ASP empreinte génétique (CSI)
Donner un exemple de minisatellites.
CRISPR
Donner un exemple de séquence SINE
Séquences ALU
Qu’est-ce que la méthylation?
L’ajout de groupements méthyles (CH3) sur la base cytosine (C) par l’ADN méthylase
Il y a une corrélation proportionnelle entre le taux de méthylation et l’inactivation de _________________.
La transcription
À quoi servent les complexes de remodelage de la chromatine?
Modifient la structure des nucléosomes pour que la transcription puisse débuter au niveau de l’euchromatine.
Plus la méthylation est ________, plus la transcription est __________
Méthylation élevée
Transcription faible
Sur quelle base de l’ADN la méthylation se produit?
Cytosine
VRAI OU FAUX?
La position de la méthylation n’affecte pas l’expression des gènes.
FAUX
La position affecte l’expression des gènes.
Si le groupement méthyle se trouve dans une région promotrice d’un gène, la transcription peut être complètement bloquée.
Si la méthylation se trouve dans une région non régulatrice, il peut n’y avoir aucune conséquence.
Donner un exemple d’inactivation d’un des chromosomes X des cellules de mammifères liée à sa forte méthylation.
Corpuscule de Barr
Pourquoi les robes écailles de tortues peuvent seulement se produire chez les chattes?
Le gène se trouve sur le chromosome X. Ce phénomène ne s’exprime qu’en présence de 2 allèles différentes, l’un pour le pelage roux, l’autre pour le pelage noir.
Seules les femelles peuvent recevoir les 2 allèles parce qu’elles seules ont 2 chromosomes X.
Quelle est la principale cause de la modification de l’ADN dans l’épigénétique?
Méthylation
Qu’est-ce que le corpuscule de Barr?
Chromosome X inactivé et fortement condensé.
Le chromosome X qui reste activé = celui qui s’exprime
Le réarrangement de l’ADN a quel utilité?
Accélère grandement la transcription
De quoi dépend l’activité de l’ARN polymérase?
L’interaction entre des facteurs de transcription et certaines séquences de nucléotides
Que se passe-t-il si les facteurs de transcription sont absents dans la cellule?
Il n’y a pas de transcription
Que peut-on tirer de cette figure?
Absence de tryptophane, répresseur inactif, opéron activé, la transcription de produit.
Que peut-on tirer de cette image?
Présence de tryptophane, répresseur actif, opéron inactivé et transcription interrompue
Que peut-on tirer de cette figure?
Absence de lactose, répresseur actif, opéron désactivé et transcription bloquée.
Que peut-on tirer de cette figure?
Présence de lactose, répresseur inactif, opéron activé et transcription se produit.
Certains ___________ se lient aux amplificateurs et stimulent la transcription d’un gène tandis que d’autres, les ____________ interviennent pour diminuer la transcription d’un gène.
Activateurs de la transcription
Silenceurs
À quel endroit les protéines régulatrices des gènes (facteurs de transcription) se lient davantage sur le brin d’ADN?
Du côté du grand sillon
Que sont les activateurs?
Se lient aux amplificateurs pour augmenter la transcription
Que sont les silenceurs (ou répresseurs)?
Diminuent la transcription en empêchant la fixation de l’ARN polymérase.
Comment définit-on un facteur de transcription?
Toute protéine nécessaire à l’initiation de la transcription.
Que sont les amplificateurs?
Séquences de nucléotides de petite taille (20 pb) qui peuvent se situer à des milliers de nucléotides du promoteur.
Que sont les silenceurs?
Interviennent pour diminuer la transcription d’un gène.
Quel est le site d’initiation de la transcription?
Promoteur
À quel endroit par rapport au gène (amont ou aval) se situent les amplificateurs?
En amont
Lors de la transcription spécifique du type de cellules, qu’est-ce qui détermine quels gènes sont exprimés?
Les facteurs de transcription
Les activateurs sont spécifiques à quoi sur l’ADN?
Aux éléments de contrôle
Il n’y a pas de système d’opéron comme chez les bactéries dans lequel _______________ contrôle l’expression de plusieurs gènes.
Un seul promoteur
Donner la définition d’une cellule souche.
Elles possèdent le même patrimoine génétique que toute autre cellule mais peuvent se transformer pour devenir une cellule spécialisée (différenciée) pendant le développement ou selon les besoins de l’organsime.
Comment les cellules souches peuvent-elles conserver leurs propriétés de cellules indifférenciées?
Elles doivent rester en contact avec les autres cellules de la niche cellulaire auxquelles elles appartiennent.
Que sont les cellules totipotentes?
Cellules au stade précoce de l’embryon.
Forment le placenta, l’embryon et tous les tissus.
Forment des cellules plus spécialisées et deviennent pluripotentes puis multipotentes
Que sont les cellules souches pluripotentes?
Isolées chez des embryons au stade précoce de leur développement.
Ont la capacité de donner naissance à tous les types cellulaires.
Que sont les cellules souches multipotentes?
Peuvent donner naissance à plusieurs types de cellules, mais sont déjà engagées dans une certaine direction.
Donner des exemples de cellules multipotentes.
- Hémocytoblaste (à l’origine de toutes les cellules sanguines)
- Cellules mésenchymateuses (origine des chondroblastes, des cartillages et des ostéoblastes des os)
Quel est le type de cellules souches?
Cellules totipotentes
Quel est le type de cellules souches?
Cellules souches pluripotentes
Quel est le type de cellules souches?
Cellules souches multipotentes.
Comment sont obtenues les cellules souches embryonnaires?
À partir d’embryons issu de fécondation in vitro.
D’où proviennent les cellules souches issues d’un adulte?
Moelle osseuse rouge
Donner quelques utilisations potentielles des cellules souches.
- Greffées au niveau de tissus ou organes lésés
- Découverte de cellules souches dans le cerveau = thérapie cellulaire du Parkinson
- Refaire des organes en contrôlant la différenciation cellulaire.
- Produire de l’insuline
- Cellules souches résistantes au VIH
- Remplacer la moelle osseuse (Leucémie)
La reprogrammation des cellules somatiques s’effectue en introduisant des ___________________.
Facteurs de transcription spécifiques
Expliquer comment fonctionne la technologie iPS comme traitement.
Que sont les cellules souches pluripotentes induites?
Des cellules souches pluripotentes générées en laboratoire à partir de cellules stomatiques. Ont le potentiel de se différencier en n’importe quelle cellule du corps humain.
Les cellules humaines ont été reprogrammées en y introduisant 4 gènes différents au moyen d’un ____________, pour être transformées en iPS.
Rétrovirus
Quel est l’avantage des cellules souches pluripotentes induites?
Éliminer tout risque de rejet en cas de transplantation, puisqu’elle permet de créer des cellules souches ayant le code génétique du patient.
Quel phénomène est en cause lorsque l’ADN d’une souche bactérienne causant la pneumonie est mélangé à une souche inffensive. Si on injecte des bactéries de ce mélange à des souris, elles meurent de la pneumonie.
Transformation
Quel phénomène est en cause? Une colonie de bactéries résistantes à un antibiotique est mélangée à une colonie sensible à cet antibiotique. Après plusieurs jours d’incubation, toutes les bactéries sont devenues résistantes.
Conjugaison
Quel phénomène est en cause? Un groupe de bactéries F+ est mélangé avec des bactéries F-. Après plusieurs jours, toutes les bactéries sont devenues F+.
Conjugaison.
Quel phénomène est en cause? Des bactéries de souche A et B croissent ensemble dans un milieu infecté par un phage. Après quelques temps, une nouvelle souche de bactéries qui présente des caractéristiques des deux souches est détectée.
Transduction
Plasmide contenant des gènes pour la résistance aux antibiotiques.
Plasmide R
Peut se répliquer indépendamment de la cellule ou être incorporé au chromosome bactérien.
Plasmide F
Est inactivé lorsqu’il est attaché au lactose.
Répresseur
Code pour la synthèse d’un répresseur
Gène régulateur
Hydrolyse le lactose
B-Galactosidase
Site de fixation du répresseur
Opérateur
Site de fixation de l’ARN polymérase.
Promoteur
Agit comme un inducteur qui inactive le répresseur.
Lactose
Code pour une enzyme
Gène structural
Quel serait le résultat d’une mutation qui rendrait le gène régulateur d’un opéron inductible inactif?
Une transcription continue des gènes structuraux.
VRAI OU FAUX?
Le plasmide F (facteur F) d’une bactérie contient les gènes permettant la production d’un pili sexuel.
VRAI
