Cours 2_Génome et Hérédité extranucléaire Flashcards
Qu’est-ce que le génome?
Ensemble complet et unique de l’information génétique (ADN) de l’organisme
Quelle est la différence entre le génome des eucaryotes et le génome des procaryotes?
Eucaryotes:
-génome nucléaire
-génome mitochondrial
-génome plastidial ou plastidique (dans le nucléoïde des chloroplastes)
Procaryotes:
-le génome est généralement sur un seul chromosome circulaire
Quel modèle propose Watson et Crick en 1953?
le modèle de double hélice suite à la première photographie aux rayons X de l’ADN
Qu’est ce que Crick a décrit en 1956?
Le dogme central à la base de la biologie moléculaire
Qu’est-ce que Maselson et Stahl ont montré en 1958?
ils ont montré que le processus de réplication est un processus semi-conservateur: conception de la cellule change.
Quelle est la différence entre le modèle conservatif, le modèle semi-conservatif et le modèle dispersif ? Lequel est le bon?
Modèle conservatif :
la double hélice parentale reste intacte et une deuxième copie est créée.
- (le bon) Modèle semi-conservatif:
les deux brins de la double hélice parentale se séparent et chacun d’eux sert de modèle pour la synthèse d’un nouveau brin complémentaire
Modèle dispersif:
chaque brin des deux nouvelles molécules d’ADN contiendrait une mélange de vielles parties et de parties nouvellement synthétisées
comment as-t-on observé que la réplication de l’ADN était un procssus semi-conservateur ?
par deux sources d’azotes différentes. Un par de l’azote leger (14N) et de l’azote lourd (15N), ces deux types d’azote permettait de distinguer les brins de départ et les brins nouvellement synthétisés. À confirmer mais plus le temps augmente, plus l’ADN leger, nouvellement synthétisé augmente en proportion.
Quelle est la structure de l’ADN?
C’est un polymère linéaire de désoxyribonucléotides unis par des liaisons phosphodiesters.
C’est une structure secondaire en double hélice avec des liaisons hydrogènes (H) entre les bases azotées des deux chaines complémentaires
Est-ce que les liaisons H entre les bases azotées de l’ADN sont des liaisons fortes?
non, ce sont des liaisons faibles, mais leur grand nombre donne bcp de stabilité à l’ensemble.
La complémentarité des bases azotées sont essentielles à quelle réaction ?
la réplication
combien de liens H ont les A-T vs les C-G
2 vs 3
la liaison phosphodiester relie quels élements de l’ADN ensemble ?
elle relie les nucléotides d’un même brin
Qu’est-ce que la fonction ester ?
un groupement caractéristique formé d’un atome lié en même temps à un atome d’oxygène par une double liaison covalente et un groupement alcoxyle de type O-R’
V ou F: Des ARN de mêmes séquences peuvent prendre plusieurs formes selon les conditions environnementales
V
Nomme trois caractéristiques de l’ARN
- monocaténaire
2.instable - demi-vie courte
Quelles sont les propriétés de l’ADN qui permettent la transmission de l’information héréditaire ?
- la structure pouvant prendre différentes formes
- la réplication pouvant transmettre l’info génétique aux cellules filles
- la mutation : variation et adaptation donc évolution
- la traduction en forme et en fonction : machinerie cell capable de lire l’info génétique dans l’ADN
Qu’est-ce que le génome extrachromosomique chez les procaryotes ?
présence de plasmides ou d’épisomes (ADN circulaire qui peut se répliquer de manière autonome)
Décrit la transmission cytoplasmique au niveau de feuilles et de leur couleur.
la couleur de la feuille dépend des chloroplastes présents transmis au zygote via le cytoplasme de la cellule oeuf sous forme de protoplaste. Donc, seule la composition maternelle du cytoplasme a donc une influence sur le phénotype observé à la génération F1 pour les traits liés au génome chlrooplastique.
Qu’est-ce que la ségrégation aléatoire ? Donne la définition dans le contexte des feuilles et de la transmission maternelle cytoplasmique.
les chloroplastes et les mitochondries sont distribués au hasard dans les cellules filles lors des divisions cellulaires (mitose ou méiose). Lorsque la cellule se divise les organites qui se trouvent de part et d’autre du sillon de clivage ou de la plaque cellulaire se retrouvent dans des cell filles différentes
Quelle est la différence entre la transmission horizontale et la transmission verticale ?
horizontale: transfert d’ADN d’une cell à une autre. Une fois dans la cellule receveuse, l’ADN peut se répliquer.
verticale: divisions mitotique : le contenu du cytoplasme est divisé de manière aléatoire entre les deux cellules filles.
Comment se produit le transfert horizontal chez les bactéries?
Chez les procaryotes, les plasmides sont des petites molécules d’ADN circulaires généralement indépendantes du chromosome et susceptible d’être transmises d’un individu à un autre
Qu’est-ce qu’un plasmide ? Qu’est-ce qu’un épisome?
Plasmide: Élément génétique bactérien distinct de l’ADN chromosomique
Épisome: Élément génétique bactérien (plasmide) susceptible de s’intégrer dans le chromosome.
Est-ce qu’un plasmide est essentiel à la survie d’une cellule ?
non. Les plasmides sont capables de réplication autonome, mais sont non essentielles à la survie de la cellule, bien qu’elle apporte un avantage à la survie.
Comment se transmettent les plasmides de manière verticales ? Comment s’appelle le processus (mots)
Conjugaison bactérienne
Qu’est-ce que la conjugaison bactérienne? Par quel organite se fait-elle?
elle se fait par un pili sexuel.
- la présence d’un plasmide F (facteurs de fertilité ou plasmide conjugatif) permet la formation de pili sexuel, qui contient le gène tra qui induit la formation de pili.
- ces ponts de conjugaison servent au transfert du matériel génétique. Une fois le transfert effectué, la bactérie qui était F- devient F+
- Le plasmide F est un épisome et sera éventuellement introduit dans le chromosome de la bactérie (HFr)
Quel type de plasmide confère la résistance aux antibiotiques ?
les plasmides de résistances ne sont pas essentiels à la survie mais confère un avantage évolutif face à résistance aux antibiotiques. cette résistance peut être transmise de façon horizontale aux bactéries et elles ont habituellement un facteur de conjugaison R sur les plasmides.
Quelle est la différence entre la transformation, la transduction et la conjugaison?
Transformation: bactéries mourantes libérant leur ADN
Transduction: transmission d’éléments transposables via des bactériophages
Conjugaison: transfert de plasmides via les ponts de conjugaison.
Indique quelles sont les étapes de l’évolution des bactéries pharmacorésistantes? Quel est l’élément déclencheur et qu’est-ce que cela produit ensuite en conséquence?
- L’introduction d’antibiotiques crée une pression de sélection pour des pathogènes résistants
- les bactéries résistantes ont donc un meilleur succès reproductif, ce qui augmente le % global de bactéries résistantes avec le temps.
Qu’est-ce qu’un peroxysome et quelle est sa fonction?
la fonction des peroxysomes dépend des protéines qui y sont importées et peut changer en fonction du type cellulaire et de l’environnement cellulaire. Même que plusieurs péroxysome peuvent co-exister dans la cellule.
fonctions: oxydation des mol.cules organiques et neutralisation de h2O2
Quel organite permet la bioluminescence des lucioles ?
peroxysome
Au cours de l’évolution, il y a eu un reciblage des protéines vers quel organite ?
Peroxysome
Quels sont les deux organites eucaryotes qui possèdent leur propore génome ?
les mitochondries et les chloroplastes
Quels sont les points communs des mitochondries et des chloroplastes?
- il existe plusieurs copies par organite
- Réplication indépendante du reste de la cellule
- transmission non mendelienne = transmission verticale
- génome circulaire
- Séquence ressemblant aux génomes bactériens
Comment se fait la transmission des mitochondries et des chloroplastes ?
transmission verticale de l’information génétique des parents vers les descendants, de la cellule mère vers les cellules filles
Explique la théorie de l’endosymbiose pour la transmission cytoplasmique chez les eucaryotes.
- l’invagination de la membrane plasmique permet d’abord d’augmenter le ratio surface/volume
- Éventuellement, 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 developpé une relation de symbiose avec celle-ci.
- Cette endosymbiose permet de créer de l’énergie via l’oxygène, ce qui devient un avantage pour la cellule hôte = mitochondrie
- DEUXIÈME ENDOSYMBIOSE : certains de ces eucaryotes ont ensuite incorporé de manière similaire une 2e bactérie, cette fois-ci photosynthétique = chloroplaste
Quelles sont les évidences microscopiques de la théorie de l’endosymbiose
- 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 compacté de manière similaire aux procaryotes.
- ils ont leur propre machinerie de transcription et de traduction (semi-autonome)
Qu’est-ce que la phylogénie moléculaire?
Discipline scientifique dévouée à la résolution des relations évolutives entre les organismes
Quel est le premier génome chloroplastique séquencé?
Marchantia polymorpha (une hépatique)
Qu’est-ce qui permet la signalisation entre le noyau et le chloroplaste?
-facteurs de transcription généraux (facteurs sigma)
-polymérase encodée dans le noyau (NEP), facteurs de transcription spécifiques.
V ou F : tous les phénotypes affectant les chloroplastes proviennent du génome chloroplastique.
F, si l’allèle muté est nucléire, la transmission sera aussi nucléaire.
les mitochondries ont quelques caractéristiques importantes
- ce sont des organites a double membrane qui se trouvent uniquement chez les eucaryotes
-elles se trouvent dans tous les types cellulaires sauf les globules rouges
-chaque cellule contient 1000 à 3000 mitochondries, qui possèdent leur propre génome et sont transmises de façon strictement maternelle
comment se déplacent les mitochondries?
avec les intéractions avec le cytosquelette
Quelles sont les fonctions de la mitochondrie?
- respiraiton cellulaire ATP
2.Fonction de synthèse (ex: certains a.a, phospholipides, hormones) - Régulation calcique
4.thermogénèse - Apoptose
- immunité
- impliquées dans plusieurs maladies et dans le vieillissement.
Qu’est-ce que la présence de plusieurs mitochondries dans la cellule permet ?
la présence de plusieurs mitochondries par cellule permet l’hétéroplasmie : la coexistance de plusieurs génomes différents dans la même cellule
Quelles sont les bactéries ancêtre des mitochondries?
les Rickettsies
Pourquoi on dit que l’ADN mitochondrial a subit une évolution réductive ?
il y a eu un transfert d’une majeure partie des gènes vers le noyau, mais leurs produits sont importés dans les organites pour assurer leur fonctionnement
Comment aurait évolué l’ADN mitochondrial? explique les deux hypothèses.
- hypothèse des radicaux libres : les fonctions énergétiques des mitochondries et des plastes poduiraient des radicaux libres mutagènes et les gènes, lorsque relocalisés dans le noyau, auraient moins de chances de muter.
- hypothèse du Cliquet de Müller: la transmission maternelle et l’absence de recombinaison dans les mitochondries font que la probabilité de fixation de mutations délétères y est plus forte que dans le noyau…À l’inverse, dans le noyau, la recombinaison liée à la sexualité peut aider à éliminer les mutations délétères des populations.
où sont codées la majorité des protéines mitochondriales?
dans le noyau
compare
1. le nombre dans la cellule
2. le nombre de copies parentales ou maternelle
3. le nombre de paires de base
4. le nombre de gènes
entre l’ADN nucléaire et l’ADN mitochondrial.
- Un seul noyau par cellule vs plusieurs mitochondries par cellule
- 2 copies parentales vs copies multiples maternelles
- Milliards de paires de bases vs 16 000 paires de bases
- milliers de gènes vs 37 gènes : 2 ARNr, 22 ARNt et 13 protéines.
Qu’est-ce qui fait en sorte que les mitochondries maintiennent une fonction optimale à travers le temps ?
la co-évolution et la co-adaptation entre les éléments codés par le génome nucléaire et mitochondrial
Qu’est-ce que la signalisation rétrograde ?
communication de la mitochondrie vers le noyau
Quelle est la proportion de protéines codées par l’ADNmt vs l’ADN nucléaire pour la production d’ATP par les mitochondries?
13 par l’ADNmt vs plus que 100 par l’ADN nucléaire
pourquoi la transmission uniparentale (strictement maternelle) des mitochondries aurait été sélectionnée au cours de l’évolution?
Afin de maintenir la co-évolution des génomes nucléaire et mitochondrial nécessaire pour une fonction optimale des mitochondries (hypothèse privilégiée)
Quels sont les mécanismes qui ont évolué pour assurer une transmission strictement maternelle des mitochondries chez les espèces eucaryotes ?
Mécanisme post-fécondation: destruction des mitochondries paternelles (et de leur ADNmt) suite à la fécondation
Mécanismes pré-fécondation: destruction des mitochondries paternelles (et de leur ADNmt) avant même la fécondation
+ élimination pendant la fécondation
V ou F: il existe une transmission biparentale des mitochondries
oui, mais c’est incertain et ça serait causé par une mutation pouvant perturber la dégradation post-fécondation
Comment on peut éviter la transmission de maladies relatives aux mitochondries de la mère ?
On utilise l’oocyte d’une donneuse, le noyau de l’oocyte donneur est retiré et celui de la mère “nucléaire” est ajouté.
Selon “_______ mitochondriale, l’ancêtre commun le plus récent de l’espèce humaine aurait vécu en ______.
Selon “l’ève mitochondriale, l’ancêtre commun le plus récent de l’espèce humaine aurait vécu en Afrique_.
Face à la dictature en Argentine entre 1976 et 1983 ayant causé 30 000 “disparus”, 15 000 fusillés, 1,5 millions d’exilés et 500 bébés kidnappés. Quelle est la solution pour les grand-mères encore en vie voulant retrouver leurs petits enfants ?
une banque de séquences d’ADNmt afin de trouver les bébés volés par la dictature militaire
