Cours 1 : Introduction générale du cours Flashcards
Quelles sont les molécules essentielles au vivant? Leur rôle?
ADN
- contient toute l’information
ARN
- prend l’information de l’ADN et la transporte vers la cellule
Protéines
- sert de fonctionnement
- permet les mécanismes, production d’énergie et la transmission
Glucides (sources d’énergie)
- énergie disponible très rapidement
Lipides
- stocke l’énergie et les molécules de structures, de transport
Quelles sont les différences entre l’ADN et l’ARN?
ADN
- Polymères linéaires de désoxyribonucléotides unis par des liaisons phosphodiesters
- Acide désoxyribonucléique (perte d’un oxygène)
- Double brin (liaison H entre les bases azotées)
- Base azotée : A-T(thymine) et C-G
ARN
- Polymères linéaires de ribonucléotides unis par des liaisons phosphodiesters
- Acide ribonucléique
- Simple brin
- Base azotée : A-U(uracil) et C-G
Que forme un nucléotide? un nucléoside?
Nucléotide
- base azotée + monosaccharide + groupement phosphate
Nucléoside
- base azotée + monosaccharide
Quelle est la différence entre la liaison A-T et C-G?
Adénine - Thymine (A-T) = 2 liens H
Cytosine - Guanine (C-G) = 3 liens H
Quelles sont les autres caractéristiques de l’ADN?
- quel type de structure s’agit-il?
ADN
- bicaténaire et stable
- les liaisons H sont faibles, mais leur grand nombre donne beaucoup de stabilité à l’ensemble
- la complémentarité des bases azotées est essentielle à la réplication
Structure secondaire
- double hélice avec des liaisons hydrogène (H) entre les bases azotées des deux chaines complémentaires
Quelles sont les autres caractéristiques de l’ARN?
ARN
- souvent monocaténaire et instable
- permet de faire des structures secondaires (boucles, tiges)
- demi-vie courte
- des ARN de même séquence peuvent prendre des formes diverses selon les conditions environnementales (protéines autour)
- nécessite une une température froide pour sa conservation (-40 degré celcius)
Qu’est-ce qui détruit l’ARN?
Arénase sur les mains détruit l’ARN
De quoi est formé un acide aminé?
Acide aminé
- formé d’un groupement amine (NH2), d’un groupement carboxyle (COOH) et d’un carbone alpha portant une chaîne latérale variable (R)
Qu’est-ce qu’une protéine?
Protéine
- un enchaînement d’acides aminés reliés les uns aux autres par des liaisons peptidiques (covalentes)
Il existe des centaines d’acides aminés différents, mais seulement 20 sont retrouvés dans les protéines
- des caractères/propriétés différentes augmentent la diversité des structures
Que permet la diversité des acides aminés?
La diversité des acides aminés (polaires, hydrophobes, chargés ou non) permet la création de structures (primaire-secondaire-tertiaire-quaternaire) très différentes
Laquelle de ces molécules, entre l’ADN, l’ARN et les protéines, a le plus grand pouvoir de catalyse (et donc le plus diversifié)? Pourquoi?
Les protéines en raison de leurs particularités
Qu’est-ce que les lipides?
Lipides
- molécules hydrophobes constituées principalement de carbone et d’hydrogène qui forment de longues chaînes carbonées
Acides gras - chaîne carbonée = entièrement hydrophobe
Groupement phosphate + glycérol = hydrophile (tête d’un phospholipide)
Quelles sont les deux formations possibles pour les molécules amphiphiles/amphipates?
Micelle
- tête hydrophile du côté de l’eau (extérieur)
- partie hydrophobe vers l’intérieur
Bicouche
- formation des membranes
- permet une certaine perméabilité (certaines protéines entrent dans les membranes)
Qu’est-ce que LUCA?
- avantage?
- indices qui ont permis d’identifier LUCA
LUCA
- The Last Universal Common Ancester
Environnement prébiotique (avant le vivant) avec des centaines de molécules qui se forment et se déforment : les molécules qui ont des propriétés pour le vivant ont un avantage = la prolifération (duplication des molécules)
Indices qui suggèrent un seul ancêtre commun
- code génétique universel (ADN)
- présence des 20 acides aminés
- les mêmes macromolécules dans toutes les cellules
Quels les origines de la première cellule?
- Simplicité de l’ARN (simple brin)
- Côté catalytique, avantageux au départ
- Demi-vie courte
- Encore des traces d’ARN dans les virus
Ce sont des aspects qui indiquent que l’ARN est à l’origine et qu’il était le matériel génétique de base des premières cellules (plutôt que l’ADN)
Au cours de l’évolution LUCA est de plus en plus complexe, pourquoi?
- ARN n’est plus suffisant, car il est instable et se dégrade facilement
- Pour assurer la transmission de ses gènes et augmenter ses chances de survie, l’ADN devient plus avantageux pour la cellule (plus de gènes et molécules à transmettre)
Quelle caractéristique fait en sorte que l’ADN est privilégiée pour le stockage de l’information génétique?
La grande stabilité de l’ADN en fait une molécule de choix pour stocker l’information génétique de la cellule
Quel est le rôle de l’ARN?
Le dogme central de la biologie moléculaire
- L’ARNm sert d’intermédiaire entre l’ADN (information) et les protéines (fonction). Elle fait la traduction.
- C’est une molécule qui remplit parfaitement ce rôle, car elle est simple, sa demi-vie est courte, etc.
Pourquoi les protéines sont plus efficaces que l’ARN dans l’activité de catalyse?
- plus de diversité des résidus (20 acides aminés VS 4 nucléotides)
- plus de diversité de formes et de fonctions
- plus de possibilités de liaisons avec d’autres molécules
Que constitue les procaryotes? les eucaryotes?
Procaryotes (pas de noyau)
- bactéries
- archées
Eucaryotes (noyau)
- animaux
- champignons
- végétaux
Depuis combien de temps les bactéries sont-elles présentes?
- premières cellules (non éteints)
- apparues il y a environ 3,5 milliard d’années
Quels sont les aspects obligatoires chez les bactéries?
- paroi (gram + ou -)
- ADN circulaire, libre dans le cytoplasme
- ribosomes
- membrane plasmique
Quels sont les aspects optionnels chez les bactéries?
- flagelle
- glycocalix
- pili et fimbrae
- plasmide
Quelles sont les caractéristiques des archées?
Archées
- avant placées près des bactéries ou comme sous catégories des bactéries
- pas de noyau et peu d’organites (comme les bactéries)
- paroi différente des bactéries
- éléments protéiques et génétiques différents des bactéries : ribosomes différents
- vivent dans des milieux extrêmes (+100 à -60 degré celcius) (dans les océans aussi)
Quels sont les adaptations des procaryotes? leur description?
Phosphorylation oxydative (respiration cellulaire)
- résultat d’une adaptation de certains procaryotes anaérobiques pour devenir aérobiques (respirent)
- bactéries utilisent l’azote ou le souffre pour respirer
Photosynthèse (production de son propre carbone)
- résultat d’une adaptation de certains procaryotes hétérotrophes pour devenir autotrophes (production de leur propre carbone organique)
- utilisation de l’énergie solaire pour produire du carbone
Quelle est la particularité d’une cyanobactérie?
Qu’est-ce qu’un thylakoïde?
Cyanobactérie
- capacité de faire de la photosythèse
Thylakoïde
- sac qui permet de produire du carbone
Depuis combien de temps les eucaryotes sont-ils présents?
- forme cellulaire récente
- entre 1,6 et 2,1 milliards d’années
Quelles sont les caractéristiques des eucaryotes?
- présence d’un noyau qui enveloppe l’ADN (distinction des procaryotes) qui assure une protection additionnelle pour l’ADN
- multitude d’organites
La cellule végétale
- rôle de la paroi cellulosique?
- rôle des chloroplastes et mitochondries?
Paroi cellulosique
- dicte la forme de la cellule en raison de sa rigidité
Chloroplastes et mitochondries
- assure la photosynthèse
- chacun ont leur propre ADN
Qu’est-ce que l’endosymbiose?
- L’invagination de la membrane plasmique permet d’abord d’augmenter le ratio surface/volume (permet plus de surface d’échange avec l’environnement)
- Ceci mène à la formation des organites membraneux et le nucléoïde est entouré de cette membrane
- début du noyau - Première endosymbiose
Parmi ces eucaryotes ancestraux, une cellule a incorporé une bactérie aérobie et, plutôt que de la dégrader, a développé une relation de symbiose avec celle-ci - Cet endosymbionte permet de créer de l’énergie via l’oxygène, ce qui devient un avantage pour la cellule hôte
- formation d’une mitochondrie - Deuxième endoxymbiose
Certains de ces eucaryotes ont ensuite incorporé de manière similaire une 2e bactérie, cette fois-ci photosynthétique
- formation d’un chloroplaste
Il existe des évidences génétiques et microscopiques de l’endosymbiose. Quelles sont les évidences microscopiques?
- Les mitochondries ont une double membrane et les chloroplastes une triple membrane : la membrane externe résulterait de l’endocytose
- Les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN, qui est circulaire et est compacté de manière similaire aux procaryotes (bactéries)
- Ils ont leur propre machinerie de transcription et traduction (semi-autonome) qui implique des protéines homologues aux procaryotes (ribosomes 70S)
- Se divisent par “fission” indépendamment de la cellule hôte (multiplication)
- Ont tous des chaînes de transport d’électrons membranaires (donc produit leur propre énergie)
Qu’est-ce que la cristallographie aux rayons X?
Diffraction des rayons X lorsqu’ils entrent en contact avec l’objet
- fonctionne bien avec les cristaux
Qu’est-ce que la microscopie électronique à transmission (MET)?
Faisceau d’électrons qui diffracte lorsqu’il touche un objet
