Cours 4 : réparation de l'ADN Flashcards
Dans le cytoplasme, comment (en gros) sont formées les protéines
Les ARNt transportent les AA vers les ribosomes qui traduisent le message de l’ARNm en une série de AA (liaison peptidique)
Qu’est ce que :
1. Génon
2. Codon
3. Anticodon
- dNTPs constitutifs su brin matrice de l’ADN qui est traduit en codon
- 3 rNTPs consécutifs d’une molécule d’ARNm complémentaire à un génon
- 3 rNTPs consécutifs d’ARNt complémentaires à un codon spécifique de l’ARNm
Les séquences de codons sont nommés dans quel sens
5’ vers 3’
Combien de nucléotides codent pour 1 AA
3 (possibilité de 64 AA, mais seulement 20 existants)
Que veut-on dire lorsqu’on dit que le code génétique est dégénérescent
Que plusieurs triplets de nucléotides codent pour le même AA (sécurité en cas de mutation)
Qu’est ce que le cadre de lecture
Le cadre dans lequel les codons sont lu (indique comment il faut lire la séquence), il est lu SANS chevauchement
Comment trouver le cadre de lecture
On doit trouver le codon de départ (AUG) en cherchant du 5’ au 3’
Quel AA est associé au codon d’initiation (AUG)
Eucaryotes : Méthionine
Procaryotes : N-formyl-méthionine, valine ou leucine
Qu’est ce qu’une mutation
Englobe tous les changements de la séquence d’ADN
Quelles sont les 3 manières de classer les mutations
- Selon l’effet sur la structure de l’ADN : simple ou profond
- Selon l’effet sur la fonction de la protéine : perte ou gain
- Selon l’effet sur la valeur adaptative : néfaste, bénéfique ou neutre
Quelles sont les conséquences des mutations dans les cellules somatiques vs germinales
Somatiques : Affecte l’individu
Germinales : affecte les générations suivantes
Dans quel contexte peut-il y avoir une mutation de type substitution de nucléotide
Pendant la réplication, si la structure chimique d’un nucléotide déjà présent est modifiée
3 types de mutations causées par une substitution de nucléotide
- Silencieuse : aucun effet sur la séquence des AA
- Faux-sens (bénéfique ou néfaste) : changement d’un AA
- Non-sens : Changement d’un AA par un STOP
3 types de mutations causées par les Indels (insertion/délétion d’une paire de nucléotide)
- un nucléotide manquant : Décalage du cadre de lecture = faux-sens
- Nucléotide surnuméraire : décalage du cadre de lecture = non-sens
- Triplet de nucléotides manquant : perte d’un AA
4 types de mutations profondes
- Insertion ou délétion larges (séquence complète)
- Réarrangement chromosomique (translocation, inversion, insertion)
- Amplification génétique (duplication)
- Anomalies chromosomiques (trisomies)
Quelles sont les conséquences d’une mutation qui cause un changement dans une séquence codante d’une protéine
Produire une protéine différente dont la forme, l’activité ou l’association à d’autres protéine a été changée (ex : anémie falciforme)
Quelles sont les conséquences d’une mutation qui cause un changement dans la région régulatrice de l’expression génique ou dans la structure globale de l’ADN
La protéine n’est pas modifiée, mais elle n’est plus produite au moment adéquat ou n’est plus produite du tout (ex : syndactylie : protéines nécessaires à l’apoptose ne sont pas présente = doigts palmés)
Vrai ou faux : les mutations sont à la base du polymorphisme, des allèles, de l’évolution et de certaines maladies
Vrai (ex : mutation de HERC2 = yeux bleu)
Exemple d’une mutation évolutive qui est bénéfique et permet une meilleure adaptation à l’environnement chez les bactéries
Résistance aux antibiotique (gène qui code pour une protéine cible de l’antibiotique est muté)
Quelles sont les 3 origines possibles des mutations et leurs effets
- Erreurs de la réplication (mésappariement ou glissement ADN pol) : Changement dans la séquence codant une protéine ou dans la région régulatrice de l’expression génique
- Endommagement chimique (spontanés ou environnementaux) : Changement dans la séquence codant une protéine ou dans la région régulatrice de l’expression génique ou changement dans la structure de l’ADN
- Transposition des séquences d’ADN
Comment se produit le mésappariement de nucléotide
- Une erreur s’est introduite pendant la réplication et n’est pas réparée
- Une modification de la structure chimique d’un nucléotide déjà présent induit une erreur de lecture de l’ADN pol qui associe le mauvais dNTP
Vrai ou faux : lors de substitutions (mésappariement), la réplication suivante de l’ADN assure d’intégrer les modifications de manière permanente sur les 2 brins
Vrai
Quels sont les 2 classes de substitution (mésappariement de nucléotide)
- Transition : purine pour purine ou pyrimidine pour pyrimidine
- Transversion : pyrimidine à purine ou vice-versa
Quelles sont les 3 grandes étapes de la réparation des mésappariements (MMR)
- Identification de l’erreur
- Identification du brin qui contient l’erreur
- Correction de l’erreur
Quelles sont les étapes de la réparation des mésappariements chez E. Coli
- MutS parcourt l’ADN et reconnait les distorsions de la charpentes
- MutS s’attache à la distorsion : changement de conformation (ADP–> ATP) et recrute MutL
- MutS-MutL glisse sur l’ADN pour chercher MutH
- MutH clive le brin d’ADN non-méthylé
- Une hélicase (UvrD) s’attache au point de césure et ouvre l’ADN
- Une exonucléase élimine les nucléotides à partir de la césure jusqu’au delà du mésappariement
- Tout est réparé par l’ADN pol I et la ligase
Comment l’ADN est-il méthylé avant sa réplication chez E. Coli et quelle est l’utilité de méthyler l’ADN
La méthyltransférase Dam reconnait la séquence GATC sur l’ADN et y ajoute un groupe méthyl sur l’Adénine
Utile s’il y a mutations ponctuelles lors de la réplication puisque le brin nouvellement synthétisé n’est pas méthylé
Est ce que la MutH peut couper du côté 3’ de l’erreur OU du coté 5’, pourquoi?
Oui, puisque :
Exonucléase VII ou Rec j dégradent le brin 5’ –> 3’
Exonucléase I dégrade le brin 3’ –> 5’
À quel endroit la MutH se lie-t-elle et clive-t-elle le brin d’ADN
Elle se lie et clive le brin non méthylé au site GATC
Quels sont les homologues de MutS et MutL chez l’humain
MSH et MLH
Vrai ou faux : chez les eucaryotes, le gène MutS a été dupliqué pour former des hétérodimères MSH qui peuvent reconnaitre des mutations différentes
Vrai
Chez l’humain, par quoi sont recrutés MSH et MLH
Par la PCNA (clamp eucaryote)
Puisque chez les eucaryotes, il n’y a pas d’homologue MutH, qu’est ce qui est utilisé pour couper le brin d’ADN
Rnase qui reconnait l’hybride ADN-ARN (amorce)
Exonucléase peuvent utilisé les césures temporaires des brins d’Okazaki
Est ce que le mécanisme de méthylation est utilisé chez les eucaryotes (MMR)
Non, les fragments d’Okazaki et l’amorce indiquent quel brin est nouveau
Qu’est ce que les microsatellites
Motifs de 2-10 nucléotides hautement répétés
Pourquoi les microsatellites sont souvent impliqué dans l’apparition de polymorphisme
Parce que les enzymes de réplication copient difficilement les microsatellites avec fidélité et effectuent des dérapages (appariement simple brin en épingle), ce qui augmente ou diminue le nombre de répétitions présentes
Est ce que le système Mut-homologue des eucaryotes détecte les dérapages de polymérase
Oui et il les corrige (sinon apparition de certaines pathologies)
La maladie de Huntington est-elle un exemple de NON réparation des dérapages de polymérase (microsatellites)
Oui, puisqu’il y a un microsatellite CAG (glutamine) dans le gène HD qui code pour la protéine HTT (régule l’expression d’un récepteur de neurotransmetteurs dans les neurones)
Dans la maladie de Huntington, il y a une élongation de la HTT par ajout de plusieurs glutamine (jusqu’à 40+ répétitions).
Qu’est ce qu’une mutation spontanée des bases
Modifications chimiques qui surviennent spontanément en présence d’eau et peuvent entraîner des altérations dans la séquence d’ADN (altérations hydrolitiques)
Quels sont les 2 types d’altérations hydrolytiques
- Déamination (perte NH3) ; cytosine –> uracile ou Cytosine-CH3 –> thymine
- Dépurination (coupure lien glycosidique) : site apurique
2 types d’altérations chimiques environnementales de l’ADN
- Substance mutagènes
- Radiations
4 mécanismes de mutagènes
- Alkylation : ajout de groupes chimiques sur les bases = mésappariement ou pas d’appariement
- Oxydation : ajout d’un O ou perte d’un H = mésappariement
- Analogue de base : une autre molécule remplace une base = appariement selon la molécule ajoutée
- Agent intercalent : molécule s’insère entre les bases
Quelles altérations de l’ADN sont provoquées par les rayons UV
Fusion photochimique (lumière 260 nm absorbée par les bases) de deux pyrimidines adjacentes sur le même brin (anneau cyclobutane T-T)
Est ce qu’il est possible de faire la réplication de l’ADN s’il contient des anneaux cyclobutanes
Non puisque les dimères T-T sont impossibles à apparier et provoquent l’arrêt de la polymérase
Quelles sont les 2 façons que les radiations ionisantes peuvent causer des altérations dans l’ADN
- Directement : attaque du sucre = cassure du double brin d’ADN
Indirectement : Apparition de radicaux libre dans la cellules = Ne peux pas réparer toutes les mutations
Quels types de réparation utilisent le brin non-altéré comme matrice pour réparer le brin muté
- Excision d’une base
- Excision d’un fragment d’ADN simple brin
Quel type de réparation est utilisé lorsque les 2 brins d’ADN sont altérés
Réparation par recombinaison homologue
Qu’est ce que la technique de réparation : Inversions directes des altérations
Des enzymes spécialisées (1/type de mutation) sont capables de reconnaître directement les bases altérées et de les corriger
2 enzymes qui servent à la réparation par inversions directes des altérations
- Photolyase (Pro et Eucaryotes) : Reconnait les dimères T-T causés par les UV et se lie sur eux, à la prochaine exposition à la lumière, elle clive l’anneau de cyclobutane
- Méthyltransférase (humain et souris) : Reconnait G-CH3 (alkylation par un mutagène) et catalyse le transfert du CH3 vers l’une de ses cystéines
Est ce que l’action de la méthyltransférase est réversible (inversions directes des altérations)
Non, l’enzyme ne peut transféré qu’un seul méthyl à la fois et doit être recyclée avant d’être réutilisée
Qu’est ce que la réparation par excision d’une base (BER)
ADN glycosylases analysent le sillon mineur et peuvent détecter une base altérée ou mésappariée (1 enzyme/type d’altération : 8 chez l’humain)
Quelle sont les étapes de la BER
- Lorsqu’une base altérée est détectée, la glycosylase lui fait faire un Flip-out et clive le lien glycosidique (nucléotide apurique)
- L’endonucléase AP/exo enlève le nucléotide apurique (2 coupures : endo en 5’ et exo en 3’)
- ADN polymérase et ADN ligase peuvent réparer la brèche (besoin du brin antiparallèle comme matrice)
Quelles sont les étapes de la réparation par excision d’un fragment d’ADN (NER) chez E. Coli
- Complexe UvrA-UvrB parcourt l’ADN et lorsqu’une déformation d’hélice est détectée UvrA quitte le complexe
- UvrB peut séparer les 2 brins et recruter UvrC qui coupe le brin altéré à 2 endroit
- Le segment coupé est dissocié par UvrD
- ADN pol et ADN ligase réparent la brèche en se servant du brin intact comme matrice
Différence entre NER chez procaryotes et eucaryotes
Même mécanisme chez les eucaryotes, mais avec 25 protéines différentes
Qu’est ce que la réparation translésionnelle
Durant la réplication, lorsque la progression de la polymérase est bloquée par une mutation non réparée, l’ADN polymérase translésionnelle réplique l’ADN sans respecter les appariements
Quel type de mutation permet à l’ADN polymérase translésionnelle de répliquer l’ADN correctement (et pas au hasard)
Les dimères T-T causés par les UV (ajout de AA en face)
Est ce que l’ADN polymérase translésionnelle est toujours présente chez E.Coli
Non, elle est synthétisée seulement lorsque la bactérie subit trop de mutation (réponse SOS)
Qu’est ce que la réparation par recombinaison homologue (HR)
L’information perdue par la mutation du double brin est récupérée de la deuxième copie du chromosome (chromatide soeur)
Quelles enzymes peuvent réaliser la réparation par la voie HR
Recombinases (Rad51 et RecA)
Est ce que le mécanisme de réparation par la voie HR est possible si le chromosome n’a pas été répliqué
Non, le chromosome doit absolument avoir été répliqué (phase S et G2) : réparation quasi de 100%
Qu’est ce que la réparation par ligature directe des extrémités non-homologues (NHEJ)
Mécanisme de réparation présent durant tout le cycle cellulaire qui aboutit souvent à la perte d’un fragment du chromosome (processus mutagène)
Étapes de la voie NHEJ chez les eucaryotes
- Après une cassure double brin, les protéines Ku70 et Ku80 reconnaissent cette cassure et se lie par dessus pour protéger l’ADN (éviter sa dégradation par les exonucléases)
- Recrutement des kinases qui rapprochent les extrémités d’ADN et activent une endonucléase Artemis
- Coupure franche pour permettre la soudure par la ligase IV
À quoi sert la voie NHEJ dans la production des anticorps
Des bris doubles brins sont induit intentionnellement afin de recombiner et réassocier les segments V, D et J de manière aléatoire ce qui crée un large éventail de chaines lourdes et légères qui reconnaitrons divers antigènes
Existe-il une voie de réparation intermédiaire entre les voies HR et NHEJ
Oui (SSA et alt-NHEJ), ces voies utilisent les homologies trouvées à l’intérieur du chromosome cassé (séquences répétés de part et d’autre de la cassure s’hybrident ensemble = perte d’informations)
Quel est le rôle des gènes suppresseurs de tumeurs
Protéines impliquées dans la protection du génome contre les cassures double brin d’ADN
Qu’est ce que BRCA1/2 chez l’humain
Gènes suppresseurs de tumeurs actifs lors de la réplication (mutation = augmentation risque cancer du sein et des ovaires)
Avec quoi BRCA1/2 interragissent-ils
- Autres suppresseurs de tumeurs
- Protéines de réparation (voie HR et NHEJ)
- Régulateurs du cycle cellulaire
