Cours 4: Les plasmides

Question 1

Vrai ou faux. Tous les plasmides bactériens sont des molécules circulaires.

Answer 1

Faux! Ils peuvent être circulaires ou linéaires.

Question 2

Les plasmides ont 3 formes. Quelle forme migre le plus rapidement sur le gel d’agarose?

Answer 2

La forme surenroulée, car elle est plus petite.

Question 3

Un certain type de plasmide code pour la bactériocine. Qu’est ce qu’une bactériocine?

Answer 3

Protéine létale dans le but ultime de tuer d’autres cellules. (exemple, ColE1 pour tuer E.Coli)

Question 4

Vrai ou faux. Certains plasmides n’ont pas d’ori?

Answer 4

FAUX. Peut importe le type de plasmide, une origine de réplication est nécessaire. Si elle n’en a pas, elle ne peut pas s’autorépliquer.

Question 5

Comment fonctionne la réplication des plasmides linéaires chez Borrelia burgdorferi?

Answer 5

C’est une réplication bidirectionnelle pour générer un dimère circulaire à partir d’une origine centrale. Ensuite, il y a clivage par une résolvase pour reformer les plasmides linéaires. On obtiens ensuite 2 molécules linéaires individuelles.

Question 6

Quel est l’objectif de la régulation de la réplication des plasmides?

Answer 6

Garder le bon nombre de copies de plasmides.

Question 7

Nommez un type de plasmide qui se trouve en faible nombre dans la cellule?

Answer 7

Le plasmide F ou P1.

Question 8

Nommez un type de plasmide qui se trouve en nombre moyen (5-20 par cellule)?

Answer 8

Les plasmides R pour la résistance

Question 9

Nommez un type de plasmide qui se trouve en grand nombre dans la cellule (multicopie)?

Answer 9

Plasmide colicine (=ColE1 pour tuer E.Coli)

Question 10

La régulation de la réplication se fait-elle de la même manière en tout temps?

Answer 10

Non. Cela dépend en quelle quantité le plasmide est présent. S’il est en faible nombre, la régulation de la réplication doit être très précise, alors que si le plasmide est multicopie, il est suffisant d’inhiber la réplication quand un nombre trop grand de molécule est atteint.

Question 11

Lors de la régulation de la réplication chez les plasmides par la méthode ARN-ARN, quel est le rôle de la RNase H?

Answer 11

Elle reconnaît les hybrides ARN-ADN et clive le lien à la partie ARN.

Question 12

1. Lors de la régulation de la réplication chez les plasmides par la méthode ARN-ARN chez les plasmides multicopies, quelle protéine assure la complémentarité entre la RNAI et la RNAII ll lorsqu’on veut freiner la réplication (formation du kissing complex)?
2. Quelle est la fonction de RNAI?

Answer 12

1. La protéine ROP

2. RNAI est un régulateur.

Question 13

Comment sont contrôlés les niveaux d’ARNI lors de la régulation chez ColE1?

Answer 13

Les niveaux d’ARNI sont contrôlés par la polyadénylation, et par la dégradation par RNAseE.

Question 14

Quel est le rôle de la protéine RepA lors de la régulation de la réplication chez le plasmide R1?

Answer 14

C’est une hélicase réplicative, qui ouvre le double brin d’ADN pour commencer la réplication. Elle est absolument nécessaire pour induire la réplication

Question 15

Les interactions ADN-Protéine et ARN-ARN lors de la régulation de la réplication sont retrouvés chez quel plasmide?

Answer 15

Plasmide R1, où le nombre de plasmide est moyen.

Question 16

Lorsque CopB, le répresseur de RepA, réprime l’expression du gène à partir de prepA, la réplication de RepA est-elle totalement arrêtée?

Answer 16

Non! La protéine est quand même produite , mais elle dépend de la transcription de CopB, où un ARNm polycistronique CopB-RepA est produit.

Question 17

Si l’on veut arrêter totalement la transcription de RepA, de quelles molécules a-t-on besoin et comment agissent-elles?

Answer 17

L’ARN CopA se fixe et s’hybride à l’ARNm CopB-RepA, et il y a clivage du complexe par une RNase III, ce qui empêche la traduction de RepA et provoque l’arrêt de la réplication.

Question 18

S’il y a plus de plasmides dans la cellule, il y a une augmentation d’ARN copA (régulation du plasmide R1). Quel est l’effet sur RepA et la réplication plasmidique?

Answer 18

En augmentant l’ARN CopA, il y a moins de protéine RepA. Ainsi, la réplication plasmidique est inhibée.

Question 19

L’hybridation de l’ARN antisense CopA à l’ARMm CopB-CopA empêche la traduction de RepA. Quel est l’effet sur la protéine CopB?

Answer 19

Elle est quand même traduite.

Question 20

Quels type de plasmides subissent une régulation de la réplication par des interactions ADN-protéine?

Answer 20

Les plasmides qui n’ont pas beaucoup de copies dans la cellule. Par exemple, pSC101, P1, R6K et F.

Question 21

Qu’est-ce qu’un itéron?

Answer 21

Certains plasmides contiennent des courtes séquences, en répétition directe, dans la région de l’oriV. Ce sont des itérons.

Question 22

Chez les plasmides avec itérons, une seule protéine codée par le plasmide est requise pour commencer la réplication. Quelle est-elle?

Answer 22

RepA.

Question 23

Lorsqu’il y a trop de plasmides chez les plasmide itérons, comment la réplication de ceux-ci est-elle freinée?

Answer 23

RepA peut se fixer à deux plasmides simultanément en se fixant aux itérons. Ainsi, deux plasmides sont couplée, et la réplication est empêchée.

Question 24

Comment peut-on affirmer que deux plasmides appartiennent au même groupe d’incompatibilité?

Answer 24

Deux plasmides sont considérés incompatibles lorsqu’ils ne peuvent pas coexister dans la même cellule.

Question 25

Pourquoi deux plasmides peuvent-être incompatibles?

Answer 25

Car ils partagent le même système de réplication et partagent le même système de répartition. Ainsi, ils entrent en compétition.

Question 26

Si deux plasmides différents coexistent dans la même cellule, qu’est ce que cela indique par rapport à leur groupe d’incompatibilité?

Answer 26

Ils sont dans deux groupes d’incompatibilités différents.

Question 27

Comment sont généralement classifiés les plasmides?

Answer 27

Selon leur groupe d’incompatibilité.

Question 28

Si deux plasmides incompatibles se retrouvent dans la même cellule, que se passe-t-il?

Answer 28

Selon le nombre de copies hérédités par les cellules filles, un des deux plasmides peut être éliminée par l’autre.

Question 29

2 populations bactériennes co-habitent. 1 espèce a un plasmide, et l’autre non. Quelle population est avantagée par rapport à l’autre et pourquoi?

Answer 29

Les cellules sans plasmide ont un avantage de croissance, car ils n’ont pas d’agent de sélection. Les cellules avec plasmide ont un stress de plus, car ils doivent avoir plus d’énergie métabolique pour assurer la réplication de leur plasmide.

Question 30

Quel est le but des systèmes de monomérisation dans la stabilité des plasmides?

Answer 30

Si une cellule contient plusieurs copies d’un plasmide, ils pourraient recombiner. On retrouverait alors un seul gros plasmide dimérique, et une cellule fille serait exempte de plasmide. Pour éviter cela, les plasmides recombinés sont monomérisés (séparés).

Question 31

Les système de monomérisation pour la stabilité des plasmides ont un impact sur quel type de plasmide?

Answer 31

Les plasmides à faible nombre.

Question 32

Quel est le principe des systèmes tueurs dans la stabilité des plasmides?

Answer 32

Les cellules avec plasmides tuent les cellules sans plasmides . Le plasmide produit une protéine létale et une antitoxine. Ainsi, seulement les cellules avec un plasmide survivent à l’effet de la protéine létale.

Question 33

Quel est le but des systèmes de partition dans la stabilité des cellules?

Answer 33

Ce système s’assure que, au moment de la division cellulaire, chaque cellule fille reçoit au moins une copie du plasmide.

Question 34

Quelle est la différence dans le modèle de partition des plasmides P1 et F versus le plasmide R1.

Answer 34

Les plasmides R1 sont poussés vers les pôles opposés de la cellule, alors que les plasmide P1 et F sont tirés.

Question 35

V ou F

a) Il peut y avoir seulement une séquence Ter par chromosome?
b) Les séquences Ter permettent le passage de la fourche de réplication dans un seul sens seulement
c) Ce sont les séquences Ter qui migrent vers les extrémités de la cellule pendant la réplication et les oriC qui restent les derniers proche du centre

Answer 35

a) F
b) V
c) F. C’est l’inverse.
Les oriC vont vers les extrémités et les seq Ter restent jusqu’à la fin au centre.

Question 36

Quel est le rôle des:

a) ADN gyrase
b) condensines (SMC)
c) Prot Par

Answer 36

a) surenroulement de l’ADN
b) Condensation ADN
c) aident à tirer les chromosomes vers les 2 pôles en se liant aux seq parS des chromosomes

Question 37

Comment Cauloibacter crescentus fait-il sa division chromosomique?

Answer 37

Il a un oriC ancré à un pôle et l’autre qui se déplace vers le pôle opposé à l’aide de prot parA et parB

Question 38

Qu’est-ce que la séquence dif?

Answer 38

C’est une partie du site de terminaison de la réplication où il y a recombinaison à la fin.

Question 39

Quels problèmes peuvent arriver lors de la séparation des 2 chromosomes filles?

Answer 39

1) Unies dans une seule molécule (dimère)

2) Entrelacées (formation de concatènes)

Question 40

Décrivez l’action des protéines suivantes et donner des exemples

a) Topoisomérase
b) Recombinase
c) Translocase

Answer 40

a) coupe ADN, défait le lacet et résolve les concatères (avec l’aide de d’autres prot)
b) recombine en liant un site proche du site de terminaison en séparant et recollant les brins filles. Résous les dimères (ex:XerC et XerD)
c) Tire ADN ds une direction (ex: FtsK)

Question 41

Donnez les étapes de coordination entre la réplication du chromo et la division cellulaire

Answer 41

1) Masse d’initiation est atteinte
2) initiation à la réplication de l’ADN
3) Réplication et répartition de l’ADN
4) Les copies de l’ADN sont réparties.

Pendant ce temps

1) seuil en longueur est atteint
2) initiation de la division
3) Protéines de division et précurseurs du septum

Puis, tout est mis ensemble pour:

5) Septation
6) Division

Question 42

Expliquez l’effet d’un milieu pauvre sur la coordination entre la réplication du chromosome et la division cellulaire. Expliquez ensuite l’effet d’un milieu riche

Answer 42

Milieu pauvre: temps de génération est égal au temps de duplication+division.
Dans un milieu riche, le temps de génération est accourci, donc il est plus court que le temps de duplication et de division. De ce fait, les débuts de réplication se chevauchent et dans la cellule on trouve plusieurs fourches de réplication.

Si la cellule se divise plus rapidement, il faut que la fréquence des débuts des réplications augmente, sinon on risque que une des cellules filles reste sans chromosome.

Question 43

Comment E.coli fait pour coordonner la formation de fourche de réplication et la division cellulaire?

Answer 43

prot SeqA saisit oriC en l’attachant à la membrane plasmique. SeqA reconnait sequence GATC hémi-méthylée. Résultat, la formation de nouvelles fourches au site oriC est retardée.

Question 44

Donnez 2 techniques de visualisation des chromosomes

Answer 44

1) Utilisation de prot couplés à GFP qui reconnait un site spécifique sur ADN

2) FISH: utilisation fragments d’ADN marqués avec fluo qui s’hybride à l’ADN bactérien trouvé ds les cellules fixées sur les lames microscopiques.
Traitement alcalin sépare les brins et sondes peuvent aller se fixer.

Question 45

Quels sont les 3 types de réplication plasmidique?

Answer 45

1) Type thêta (uni ou bidirectionnelle)
2) cercle roulant
3) linéaire

Question 46

Expliquez comment se passe la réplication plasmidique de type thêta

Answer 46

séparation des deux brins d’ADN parents, la
synthèse d’une amorce d’ARN (primer RNA, pRNA) et une initiation de la synthèse d’ADN
par l’extension du pRNA. La synthèse d’ADN peut se faire à partir d’un ou de plusieurs sites
d’origines, de manière continue sur l’un des deux brins (brin précoce) et de manière
discontinue sur l’autre brin (brin tardif).

Question 47

Comment fonctionne le mode de réplication des plasmides chez Streptomyces?

Answer 47

Ce sont des plasmides linéaires qui se répliquent selon un modèle de raquette.
Il y a des protéines terminales qui sont nécessaires pour amener les 2 extrémités (autrement libres) ensemble et pour que la réplication puisse avoir lieu. L’Ori se situe au centre du plasmide et est bidirectionnelle.