Cours 1 Flashcards
Combien de chromosomes (autosomes) dans le noyau (sans compter en paire)?
De quoi sont ils constitués?
22 chromosomes
→ constitués de protéines et d’acides nucléiques (nucléine: 4 bases)
Quelles sont les trois expériences qui ont permis de démontrer le principe transformant?
- Expérience de Griffith
→ Transfert horizontal d’ADN - Expérience d’Avry/Mc Carty/Mc Leod
→ Protéines - Expérience de Hershey/Chase
→ ADN = source de l’info génétique
Expérience de Griffith
Bactéries, vivantes de type R (pas virulentes, rugueuse) injectées en combinaison avec bactéries de type S (virulente, lisse, morte) acquièrent les caractéristiques des bactéries S
= Transfert horizontal de matériel génétique
==> Identification de l’ADN comme «substance génétique»
Expérience d’Avry/Mc Carty/Mc Leod
Principe transformant disparaît quand enzymes traitées avec de l’endonucléase
→ Importance des protéines
Expérience de Hershey/Chase
Apporte la preuve que l’ADN est la molécule transmise du phage à la bactérie
Protéines quasi pas transmises → restent «dehors»
→ Seul l’ADN pénètre pour servir de source à l’information génétique
Qu’est-ce que l’ADN? (composition)
Polymère dont chaque monomère (nucléotide) possède 3 composants:
- Base azotée (ATCG)
- Sucre (déoxyribose)
- Phosphate (C5’)
ADN signifie…?
Acide désoxyribonucléique
Sucre + base azotée =
Nucléoside:
- Guanosine
- Adénosine
- Cytidine
- Thymidine
Expliquer composant de l’ADN: Sucre
(structure + lieu de liaison)
= (2) désoxyribose
= pentose (5 C numérotés) sans groupe hydroxyle
→ C5’ externe au cycle
→ se lient au phosphate du dessus au niveau de C5’ et au phosphate du dessous au niveau de C3’
Donner les 2 types de pentoses
- B-D-ribose => pour l’ARN
- B-D-2-ribose => pour ADN
Qu’est-ce qu’une base azotée?
= Composés cycliques contenant de l’azote (purine ou pyrimidine)
Donner les 4 bases + le type de base auquels elles appartiennent
Purine:
- Adénine (A)
- Guanine (G)
Pyrimidine:
- Cytosine (C)
- Tymine (T)
Rôle du groupe phosphate (carbone 5’)
- Liaison entre les nucléotides du même brin du squelette?
Covalent ou pas?
Coupée par quelle enzyme? - Où a lieu la polarité?
Permet la liaison d’un carbone 5’ d’une base aux carbone 3’ d’une autre
→ Lien phosphdiester covalent (coupé par endonucléase)
==> formation de chaîne/squelette
→ Polarité du phosphate C5’ au grpmnt OH du C3’
Quelle propriété (égalité) des bases azotées résulte de leur complémentarité?
Nb Purine = Nb Pyrimidine
Quantité A = Quantité T
Quantité G = Quantité C
Caractéristiques du modèle de l’ADN en double hélice (4)
- Hélices antiparallèles
5’ → 3’
3’ ← 5’ - Phosphates sont à l’extérieur (charge -)
- Bases sont à l’intérieur (cachées)
- Appariement des bases complémentaires (loi de chagraff)
Qu’implique la modèle en double hélice de l’ADN?
Si les brins se séparent, chaque brin peut être une matrice pour une nouvelle double hélice
→ La structure de l’ADN explique sa fonction
V/F: Le apport (A+T)/(G+C) diffère d’une espèce à l’autre
Vrai
En quoi consiste la complémentarité des bases d’ADN?
Qu’est-ce qui assure cette complémentarité?
- Appariement des bases via des ponts hydrogènes:
A = T
C ≡ G
→ Ponts H assurent la complémentarité (suggère la possibilité de réplication de l’ADN)
Que permettent les sillons de l’ADN?
Dans quel sillon se forment la plupart des contacts?
Permettent la reconnaissance de l’ADN par des protéines
→ La plupart des contacts sont formés dans le sillon majeur (plus facile d’accès)
Donner les 3 grpmnts chimiques que possède le grand sillon
À quoi servent-ils?
- Donneurs de ponts hydrogènes (H)
- Accepteurs de pont hydrogènes (N/O)
- Hydrophobes (CH4)
→ Les protéines reconnaissent l’ADN et peuvent se lier grâce à l’exposition des différents groupements chimiques
La reconnaissance de l’ADN se fait à travers quoi du coup?
Reconnaissance de l’ADN à travers la formation de liens non-covalents et des sillons
Comment peut-on parvenir à séparer/rattacher 2 brins d’ADN (en labo)?
-
Perte de ponts H par la chaleur
→ Chauffage déstabilise les liaisons plus faibles (A=T, C≡G nécessite plus d’énergie) -
Renaturation par refroidissement (lent)
→ Permet le réappariement des brins complémentaires
Que permet (clinique) l’application des techniques de séquençage de l’ADN en labo? (3)
- Trouver l’origine des maladies héréditaire
- Maintenant on connaît la cible des médocs
- Séquençage routinier dans les hôpitaux du génome des tumeurs pour trouver les médocs les plus adaptés (oncologie)
Pour les gènes liées à des maladies rares monogéniques, quel est l’impact d’une mutation?
+ 2 exs
Mutation qui ont des effets importants (détection facile)
→ Mucoviscidose, Myopathie de Duchenne…
Pour les gènes liées à des maladies fréquentes polygéniques, quel est l’impact d’une mutation?
+ 2 exs
Chaque mutation a un petit effet
= Combinaison de milliers de petites variations qui augmente le facteur de risque polygénique (détection difficile)
→ Diabète, Schizophrénie
Quelle est la structure des chromosomes à l’interphase ?
Durant la mitose?
Structure à l’interphase: Pelotte de laine
Les chromosomes existent dans leur forme condensée durant la mitose et la méiose (mais pas durant le reste du cycle)
De quoi le génome humain est-il composé?
- 24 chromosomes dont 22 autosomes (1-22) et 2 chromosomes sexuels (par cellule somatique humaine) (X,Y)
=> Chaque autosome est présent en 2 copies dans une cellule somatique humaines (44 autosomes)
=> total: 46 chromosomes - Haploïde (3.3 Gpb)
- Structure linéaire
- Contient des séquences répétées (télomères et centromères)
NB: tout n’est pas complètement emmêler/structuré, position des chromosomes pas toujours fixe
Quelles sont les 4 structures alternatives de l’ADN?
Qu’influencent-elles? (4)
- Forme canonique B: génome majoritairement maintenu sous cette forme (la plus stable)
- Forme Z : alternance purine-pyrimidine
- Forme H : que purine ou que pyrimidine avec répétition
- Forme G-quadruplex: ponts H entre 4 guanines = tétrade de G
Z,H et G-quadruplex visualisables in vivo
Influencent les 4 structures alternatives de l’ADN? (4)
- Initiation et vitesse de réplication
- Mutations
- Densités en histones
- Vitesse de transcription
En quoi consiste le Human Genome Project?
Séquençage de l’entièreté du génome humain
Prix du début: 3G$
Génome, complet de référence, avril 2022: 600$
Donner les 2 technologies utilisées lors du Human Genom Project (et dire la capacité de chacune)
Illumina: beaucoup de séquences courtes (50-500pb)
Illumina PACIBO/Nanopore sequencing: moins de séquences mais plus longues (5k-1mio pb)
Quelles ont été les découvertes suite au premier séquences d’ADN du Human Genome project Concernant le nombre de gènes?
Il n’y a moins de gènes codant qu’attendu: 20 000 gènes, comme chez les autres animaux
Toutes ces infos contenues dans un volumes minuscule (diamètre du noyau = 6 µm)
Quelles ont été les découvertes suite au premier séquences d’ADN du Human Genome project concernant la répartition des différentes séquences d’ADN? (3)
- La part codante (gènes) n’occupent que 1,2% du génome
- Il y a bcp de séquences répétées (génome pas complet avec cette version)
- Il y a des millions de séquences régulatrices
V/F: Les changements de régulation de l’ADN est ce qui contrôle l’évolution des animaux
Vrai
VRAI/FAUX: L’ATP est utilisé pour amener l’énergie nécessaire à sa propre liaison sur l’ADN
Vrai (fonction double de l’ATP)
→ Tous le nucléotides reste dans l’ADN, seul 1 pyrophosphate est libéré lors de la liaison
Est-ce que les hélicases peuvent se lier à de l’ADN double brin?
Non
→ nécessité de prot initiatrices pour séparer l’ADN au niveau des séquences AT-riches (d’initiation)
Ensuite l’hélicase se peut continuer d’ouvrir les fourches de réplication
Lors de l’initiation de la réplication, sur quel brin la primase synthétise l’amorce ARN?
Sur le brin précoce (et ensuite l’ADNpol débute la synthèse du brin précoce à la suite de l’amorce)
Différence entre endonucléase et exoculéase
Endonucléase
- Peut couper l’ADN partout (genre au milieu)
- ex: Topoisomérase II et CRSPRCas-9
Exonucléase
- Rabote des nucléotides simple brins sur les côtés de l’ADN (un après l’autre)
VRAI/FAUX: Les régions non-B peuvent amener et à une instabilité génétique
VRAI!!!
→ Régions non-B induisent des distorsions dans l’ADN qui affectent la liaison des prot et l’organisation des chromosomes de manière similaire à certains types de dommages à l’ADN
==> peut donc être reconnu par des prot de réparation de l’ADN
= origine des instabilités génétiques car erreur possibles dans la réparation (alors que de base y’avais pas besoin de réparer qqchose)
Quel est le rôle des résolvases ?
Enzymes qui coupent au centre de la jonction de hollyday (après un crossing-over) et rebranchent les fragments ensemble
Comment son les jonctions de hollyday sans crossing-over?
- Pas d’échange massif d’info (de bras chromosomique) mais quelques séquences échangées à l’intérieur du chiasma
- L’ADN est le même de part et d’autre de la jonction de hollyday
Comment son les jonctions de hollyday avec crossing-over?
- 1 coupure des brins à l’intérieur et 1 coupure à l’extérieur
- Échange d’info massif (tout ce qui est en aval de la région de coupure a été échangé entre les chromosomes homologues)
Différence entre crossing-over et recombinaison homologue?
Recombinaison homologue
- Brin envahissant rapidement relâché, pas besoin d’enzyme
Crossing over
- Brin envahissant non relâché, les 2 brins deviennent envahissants envers l’autre chr
- Nécessite des résolvases pour relâcher le système et résoudre la jonction de hollyday
Que peuvent induire des crossing over inégaux?
Comment?
Des variants structuraux
→ Si présences de régions répétées identiques à plsrs endroit du même chr
→ crossing over utilise la séquence au mauvais endroit
Qu’est-ce qui permet de réussir à couper (pas de repérer la zone à couper) l’ADN depuis l’extérieur dans la technique de CRISPRCas-9?
Où se fait la coupure?
Séquence PAM (en aval de la cible)
→ Le site de clivage se fait un peu en AMONT de la séquence PAM
Qu’est-ce qu’on doit introduire dans la machinerie CRISPRCas-9 si on veut un max de précision grâce à la recombinaison homologue?
Minichromosome homologues = ADN avec des bras d’homologie et contenant la cassette (mutation désirée) entre les bras d’homologie
À quoi servent les recombinaisons V(D)J?
Où?
À produire les domaines variables des immunoglobulines (reconnaissance de pathogènes)
==> Extrémités hyper variables = chaînes courtes/légère + longues/lourdes
Qu’est-ce qui code les chaînes longues (variables) des immunoglobulines pour la reconnaissance immunitaire des pathogènes?
Locus IGH (seul gène)
Quels sont les 3 segments des gènes de la chaîne lourdes (locus IGH) essentiels pour former les extrémité variables des immunoglobulines (création de diversité)?
Segments (plsrs pour chacun)
- Variables (Vh)
- Diversités (Dh)
- Jonctions (Jh)
Le reste sont des domaines constants
Comment se déroule l’union entre les fragments J et V du locus IgH (valable aussi pour fragments D et J)
→ 4 étapes
-
2 recombinases Rag 1 et Rag 2: l’une se lie au fragment V et l’autre au fragment J
= synapse/looping d’ADN - Recombinases coupent l’ADN à la fin du fragment V et au début du fragment J
- Cell reconnaît cette coupure double brin
- NHEJ = union des fragments V et J = nouveauté (+ insertion de séquences aléatoires augm les variations)
VRAI/FAUX: Le synthèse des télomères a une activité plus faible dans les cell somatiques
VRAI
Dans quelles cell la synthèse des télomères est elle très active? (2)
- Cellules souches
- Cellules germinales
+ cellules cancéreuses
L’activité de la télomérase a lieu quand dans le cycle cellulaire?
Phase S (mais aussi G2 et M)
