cours 2 (malik) Flashcards
en général, la forme globale de l’ARN ressemble à quoi ?
à une galette
qu’est-ce qui joue un rôle énergétique très important dans la formation des doubles hélices et des autres éléments de structures secondaires ?
les liaisons hydrogènes et l’empilement des bases
la formation des structures tertiaires implique d’autres interactions stabilisantes. nomme-moi les
- la structure des régions non pairées
- l’empilement coaxial: empilement de bases boût-à-boût de doubles hélices
- les autres interactions tertiaires pour empaqueter les hélices
vrai ou faux ? les interactions tertiaires sont généralement moins stables que les structures secondaires
vrai
dans les doubles hélices (domaines hélicaux), les charges négatives des phosphates se retrouvent où ?
généralement à l’extérieur en contact avec le milieu aqueux
quel est le rôle clé des ions métalliques (généralement le Mg2+) dans les structures tertiaires ?
la formation des structures tertiaires implique le rapprochement de domaines hélicaux portant des charges négatives. Les ions métalliques, typiquement le Mg²⁺, jouent un rôle essentiel dans ce processus en neutralisant les répulsions électrostatiques entre ces domaines chargés négativement
on retient l’importance de quels phénomènes dans le repliement de l’ARN ?
on retient l’importance de l’empilement des bases et des interactions électrostatiques dans le repliement de l’ARN
quels sont les types de doubles hélices ?
type A, B et Z
où sont observées les doubles hélices de type Z ?
dans les séquences rCrG sous des conditions de très hautes concentrations en sel
(6 M NaCl04 par exemple)
où sont observées les doubles hélices de type A ?
chez les doubles hélices d’ARN avec paires de bases
Watson-Crick et G-U
quels sont les hélices possible ?
- double hélices
- triple hélices
- quadruplet
quels sont les types de régions non appariées dans l’ARN où l’on retrouve des motifs structuraux comme les U-turns, GNRA ou l’empilement de purines ?
- Simples brins
- Extrémités des hélices
- Boucles terminales (épingles à cheveux)
- Boucles internes
- Jonctions (à plusieurs tiges)
sous quelles conditions, il va y avoir un empilement des bases dans les régions simple brins ? et quelle conformation adoptent-elles ?
à de basse température et à de hautes concentrations en sels
les riboses adoptent des conformations C3’ endo, et la forme hélicoïdale est à droite
sous quelles conditions, il va y avoir un empilement des bases moins important dans les régions simple brins ?
avec l’augmentation de température et la baisse de
concentration en sels
quelle est la tendance à empilement dans les régions simples brins ?
A, G > C > U
quel est le rôle des prolongement simple brins des hélices ?
de stabiliser les duplexes
les prolongements à l’extrémité 3’ ou ceux en 5’ sont plus stables thermodynamiquement ?
prolongements à l’extrémité 3’
purines ou pyrimidines qui stabilisent le plus ?
purines
nomme-moi des boucles terminales ?
- motif U-Turn
- tétraboucles
où retrouve-t-on le plus souvent les motifs U-Turn ?
- dans les boucles anticodon et TΨC des ARNt
- chez l’ARNr et plusieurs autres ARN
quelle est la séquence consensus des motifs U-Turn ?
UNR
(N est n’importe quel nucléotide, R est une purine)
quelles sont les caractéristiques structurales des motifs U-Turn ?
- ponts H
- angles du squelettes particuliers
quelles sont les classes importantes de boucles terminales à 4 nucléotides ?
GNRA, UNCG, CUYG
(N est A,G,C, ou U, Y est une pyrimidine, and R est purine)
vrai ou faux ? Les boucles terminales UNCG et GNRA se retrouvent aussi souvent chez plusieurs autres ARN
vrai
quel type de structure forment les tétraboucles ?
des structures compactes relativement rigides et stabilisantes
quelle est la caractéristique du nucléotide le plus variable chez les tétraboucles ?
il est aussi le plus flexible
les boucles GNRA jouent des rôles importants dans quoi ?
- reconnaissance de l’ARN
- reconnaissance des protéines
quelle est la séquence concensus des boucles CUYG ?
GCUYGC
quelle est la caractéristique des boucles CUYG ?
elle est généralement fermée par une paire de base G-C
qui la boucle UNCG peut-elle remplacer ?
la boucle GNRA
quelles sont les caractéristiques structurales des boucles GNRA ?
- paires de bases GA (sheared GA)
- des ponts H
- Empilement NRA, meilleur empilement avec N = R
- Tournant abrupte
- C3’-endo et C2’-endo
quelles sont les caractéristiques structurales des boucles CUYG ?
- paires de bases Watson-Crick
- C2’ endo
quelles sont les caractéristiques structurales des boucles UNCG ?
- C3’-endo et C2’ endo
- ponts H
c’est quoi des protubérances ?
des boucles internes à un ou plusieurs nucléotides non appariés sur un des deux brins
c’est quoi une protubérance à un nucléotide ?
lorsque la base non appariée:
- s’ intercale dans l’hélice
ou - se retourne vers l’extérieur
quelles sont les boucles internes qui forment des paires de bases non-canoniques ?
les boucles symétriques à 2 ou 3 nucléotides
comment les boucles internes symétriques à 2 nucléotides déstabilisent les hélices d’ARN ?
ils créent des distorsions dans l’hélice de type A qui deviennent des sites potentiels pour les ligands
quelle est l’ordre des paires de bases non canoniques des boucles internes symétriques à 4 nucléotides ?
5’-UG-3’/3’-GU-5’ > GA/AG
quelles sont les paires de bases non-canoniques les plus stables ?
les empilements de purine inter-brins
comment se font les empilements de purines inter-brins ?
l’empilement se fait entre les brins opposés et non pas à l’intérieur du même brin comme dans la double hélice
quelles sont les deux catégories principales de boucles internes asymétriques ?
- celles qui sont stables (motifs boucles E)
- celles qui sont flexibles (aptères ATP)
quels types d’appariements observe-t-on dans les boucles internes asymétriques ?
on y retrouve principalement des paires de bases non canoniques
c’est quoi le motif boucle E ?
une boucle interne asymétrique de 9 nt
dans quelle sous-catégorie classe-t-on le motif boucle E ?
il appartient à la sous-catégorie des motifs à bulge G (bulged-G motif), caractérisée par la présence d’une guanine non appariée qui joue un rôle structurant.
où le motif boucle E est le plus conservé ?
- l’ARN 5S des eukaryotes
- l’ARNr 23S/28S rRNAs
quelles sont les caractéristiques structuarales du motif boucle E ?
- Empilement inter-brin entre deux adénines (A-A)
- Présence de paires de bases non-canoniques G-A
- Triplet de base G-U-A
- Le G non conservé est libre
- Déformation du squelette ribose-phosphate
- Paire de bases A-A en brins parallèles
c’est quoi les jonctions ?
des régions où les tiges des doubles hélices interconnectées se retrouvent
qu’est ce qui stabilise les jonctions ?
l’empilement coaxial
quel est le rôle des jonctions dans la structure de l’ARN ?
les jonctions permettent de positionner les domaines hélicaux à des angles spécifiques, ce qui influence directement la conformation globale des molécules d’ARN
pourquoi les sites de liaison des métaux divalents sont-ils fréquemment localisés dans les jonctions de l’ARN ?
en raison de la densité des groupes phosphates
explication: les jonctions contiennent une forte densité de groupes phosphates, dont les charges négatives attirent et stabilisent les ions métalliques divalents
en quoi consiste la méthode des calculs thermodynamiques ou du minimum d’énergie libre ?
ce sont des méthodes permettant de prédire la structure de l’ARN en identifiant les régions complémentaires les plus stables énergétiquement
(exemple: Mfold, Vienna package, Sfold, RNAstructure)
c’est quoi la méthode de l’analyse comparative de séquences (ou analyse de co-variation) ?
une méthode qui prend en compte les patrons de paires de base conservés durant l’évolution
(exemple: Turbo Fold).
comment peut-on faire de la prédiction de structure secondaire ?
- TurboFold
https://rna.urmc.rochester.edu/RNAstructureWeb/Servers/TurboFold/TurboFold.html - MFOLD
http://www.unafold.org/RNA_form.php - Vienna RNA package
- http://www.tbi.univie.ac.at/~ivo/RNA/
- Sfold
http://sfold.wadsworth.org/cgi-bin/index.pl - RNAstructure
https://rna.urmc.rochester.edu/RNAstructureWeb/ - Mc-Fold/MC-Sym
http://www.major.iric.ca/MC-Pipeline/
quels sont les méthodes de Prédiction de Structures Secondaires d’ARN ?
- calculs thermodynamiques
- méthodes bioinformatiques d’analyse comparative de séquences
- méthodes biochimiques
quoi servent les études de dénaturation thermique des oligoribonucléotides ?
- elles permettent d’analyser les énergies impliquées dans la formation des structures d’ARN.
- elles aident à prédire la structure des ARN en fonction de leur stabilité thermique.
La comparaison de valeurs thermodynamiques (delta G) de plusieurs séquences d’ARN a permis de dériver 4 types d’énergie. Ces énergies sont maintenant considérées dans les calculs thermodynamiques:
1) Énergie d’empilement des paires de bases
2) Énergie des boucles terminales
3) Énergie des boucles internes et des bulges
4) Énergie des jonctions et des bases libres
c’est quoi le le modèle du plus proche voisin de Tinoco ?
c’est le calcul de l’énergie totale qui est donnée par la somme des énergies d’empilement, une pour chaque paire de base adjacente
que comprennent les énergies d’empilements ?
- les contributions énergétiques de l’empilement des bases
- les liaisons H entre les bases
quelle correction énergétique applique-t-on aux hélices intermoléculaires
on ajoute une énergie libre d’initiation intermoléculaire de +4,10 kcal/mol.
dans quels cas le modèle du plus proche voisin est-il efficace ?
- paires de bases Watson-Crick
- paires de bases isolées G-U
le modèle du plus proche voisin est inefficace pour quoi ?
- paires de bases non-canoniques
- G-U consécutives
quel est l’effet des boucles internes, boucles terminales et bulges sur l’énergie d’empilement et le repliement de l’ARN ?
- défavorisation du repliement
- hausse du Δ G de repliement
quelles boucles terminales ont un impact moindre sur la déstabilisation de l’énergie d’empilement ?
les boucles GNRA et UNCG
les calculs d’énergies d’empilement suffisent-ils pour prédire une structure avec certitude ?
non, car ils ne prennent pas en compte toutes les contributions énergétiques, comme l’effet du sel ou la stabilisation due à certaines séquences de boucles
pourquoi collecte-t-on et compare-t-on les séquences apparentées ?
pour identifier des structures communes et en extraire des informations utiles.
quel est le principe de l’analyse comparative des séquences ?
elle repose sur le fait que la structure d’un ARN fonctionnel évolue peu au cours du temps, même si la séquence de ses bases peut varier
vrai ou faux ? La relation entre la séquence et la structure secondaire est beaucoup plus explicite chez l’ARN que chez les protéines.
vrai
dans quels domaines l’analyse comparative des séquences est-elle particulièrement utile ?
- dans la prédiction de structure d’ARN
- dans la prédiction d’éléments de structures tertiaires
quelles sont les étapes de l’analyse comparative des séquences ?
- collection des séquences apparentés
- alignement des blocs de séquences conservés
- analyse des covariations
- modélisation de la structure secondaire
d’où proviennent les séquences pour la méthode de l’analyse comparative des séquences ?
- produit de la sélection naturelle
- mutants produits in vitro
quels facteurs influencent la réussite de l’analyse comparative des séquences ?
la quantité et la diversité de séquences disponibles
quelle hypothèse est nécessaire lors d’une analyse comparative de séquences ?
que toutes les séquences collectées sont fonctionnelles
quelle méthode permet d’établir un modèle pour classer les espèces ?
l’analyse comparative des séquences
sur quoi est basé l’arbre phylogénétique universel ?
sur l’analyse quantitative des différences de séquences d’ARN de diverses espèces
quels sont les impacts majeurs de l’analyse phylogénétique sur les sciences biologiques ?
- elle a permis d’établir une charpente évolutive
- elle a conduit à la découverte des archées
sur quel principe reposent les méthodes biochimiques utilisées pour étudier l’ARN ?
sur l’interaction spécifique entre certains composés chimiques ou enzymes avec l’ARN
à quelles formes d’ARN peut-on appliquer les méthodes biochimiques ?
aux ARN sous forme libre ou liés à des protéines
pour quelles raisons les conditions de réactions sont optimisés lors des méthodes biochimiques ?
pour permettre une seule coupure ou modification par molécule d’ARN
quel est le rôle des nucléases ?
de couper le squelette ribote-phosphate de l’ARN
il existe une ribonucléase connue qui permette de démontrer l’existence de structure double brin hélicoïdale. quelle est-elle ?
la RNase VI du venin de Cobra
Plusieurs ribonucléases donnent des produits avec des extrémités similaires:
3’-phosphate et 5’-OH via un intermédiaire 2’,3’ cyclique phosphate
quelles sont les avantages d’utiliser des nucléases ?
- certaines sont actives dans des conditions dénaturantes et sont donc très utile pour le séquençage de l’ARN
- l’usage combinée des enzymes spécifiques permet de déterminer la structure secondaire dans des conditions semi-dénaturantes qui empêchent la formation de la structure tertiaire
quelle est le désavantage d’utiliser des nucléases ?
les nucléases sont de grande taille, ce qui pose un problème d’encombrement stérique avec les ARN très repliés
Cela limite leur capacité à déterminer la structure tertiaire de l’ARN.
quels sont les types de réactifs chimiques pour l’attaque de l’ARN par des composés chimiques ?
- réactifs des bases
- réactifs du squelette ribose-phosphate
- agents de pontages
c’est quoi les réactifs des bases ?
ils permettent de distinguer les nucléotides
appariés de ceux qui ne sont pas appariés (face Watson-Crick ou Hoogsteen)
c’est quoi les réactifs du squelette ribote-phosphate ?
- généralement pas sensible à la structure primaire ou secondaire
- dépendent de l’accessibilité du squelette
- permettent de cartographier les sites accessibles et enfouis chez les gros ARN repliés
- permettent de cartographie les surfaces d’interactions dans les complexes: ARN-métaux, ARN-ligands, ARN-protéines
c’est quoi les agents de pontages ?
des composés chimiques qui réagissent avec 2 cibles rapprochées qui permettent l’identification d’interactions tertiaires
quelles sont les deux méthodes de détections de l’attaque des ARN par des composés chimiques ?
- détection du clivage du squelette ribose phosphate d’un ARN marqué au P32 en 5’ ou 3’
- détection d’une modification chimique sans clivage
Dans le deuxième cas, la détection se fait par extension d’une amorce marquée au P32 à l’aide de la transcriptase inverse (ou rétrotranscriptase).
Les deux méthodes permettent la détection par gel d’électrophorèse
nomme-moi un ARN activateur de récepteurs
stéroïdiens qui est fortement associé au cancer du sein
lncRNA SRA
quels sont les avantages pour les méthodes biochimique pour sonder la structure ?
- utile pour le séquençage de l’ARN
- utile pour obtenir un bon modèle de la structure secondaire
- utile pour identifier certains éléments de structures tertiaires ou des motifs structuraux
- utile pour étudier le repliement des ARN et suivre le changement de conformation dans différentes conditions
c’est quoi la méthode SHAPE ?
méthode où certains composés chimiques permettent l’acylation des groupes 2’OH des riboses qui présentent une lus grande flexibilité et permettent de dériver.s la structure secondaire des ARN
