Cours 6 Flashcards
quelles sont les deux grandes fonctions de l’ADN?
- coder les protéines en vue de leur synthèse
* en branle durant toute la vie de la ¢ - se répliquer en vue de la ÷ cellulaire
* seule molécule à pouvoir se répliquer
* ne se produit qu’une fois dans la vie de la ¢
qu’est-ce qui arrive a la synthèse des protéine lors de la division cellulaire?
Quand une ¢ est sur le point de se ÷, ce qui implique de répliquer son ADN, elle cesse toute synthèse protéique. Les protéines nécessaires ont été produites avant la réplica=on. Sa seule ac=vité est de se ÷.
explique la réplication de l’ADN
processus selon lequel une copie iden-que
d’une molécule d’ADN est produite
* 1 seule fois, avant la ÷ cellulaire
* basé sur le modèle de l’ADN en double hélice de Watson & Crick*
quelles sont les grandes caractéristiques de l’ADN?
l’ADN est une double chaîne de désoxyribonucléo0des reliés par liaisons phosphoesters
- bases azotées: A, G, C, T
- chaque brin d’ADN possède une polarité 5’P (tête) → 3’OH (queue), correspondant au sens de polymérisation
- les 2 brins sont antiparallèles
quelles étaient les 3 hypothèses de départ sur le mécanise de réplication de l’ADN?
- semi-conservative
- conservative
- dispersive
expérience de Meselson & Stahl, en 1958, avec de l’ADN à l’azote radioactif (15N)
Þ réplication semi-conservative
explique la réplication semi-conservative
chaque molécule-mère d’ADN se dédouble avant la ÷ cell.
- chaque molécule-fille d’ADN dans la ¢-mère qui est sur le point de se ÷ contient 1 brin-mère et 1 brin neuf
- double hélice de départ: 2 brins maternels
- sépara=on des 2 brins maternels
- nouveaux brins synthétisés, chacun complémentaire à un brin maternel
- chaque molécule d’ADN a 1 brin maternel et 1 nouveau brin Þ 2 copies identiques
quelles sont les grandes difficultés dans la réplication de ADN
1) le déroulement et l’ouverture de la double hélice
2) la tension sur la double hélice
3) la forma-on d’épingles par l’ADN monocaténaire
4) l’amorçage
5) l’ajout des désoxyribonucléotides
6) la disposition antiparallèle de la double hélice-mère
7) la maturation des brins
8) les erreurs de réplication
explique : Ouverture de la double hélice
pour que chaque brin de la double hélice-mère soit
dupliqué, il faut d’abord dérouler et séparer les 2 brins
- par l’origine de la réplication = séquence spécifique de 11 paires de nucléotides, surtout A et T (2 liaisons H, pas 3 comme entre C-G)
- qui est le site de fixation du complexe de reconnaissance de l’origine (CRO) (CRO comprend plusieurs protéines)
-s’y attache l’enzyme hélicase déroule et ouvre la double hélice le long de la molécule (pas à une ou à l’autre extrémité)
Þ forme un oeil de réplication - ¢ procaryote: 1 œil
- ¢ eucaryote: plusieurs
- fourche de réplication
à chaque extrémité
d’un oeil de réplication
explique : Tension sur la double hélice
le déroulement de l’hélice et la séparation des 2 brins crée: torsion et tension en amont et en aval de la fourche de réplication
enzyme topoisomérase:
* coupe les brins d’ADN-mère entortillés en aval de la fourche, ce qui permet aux brins de se détortiller
* relie les brins détortillés, par liaison phosphoester
Þ réduit le risque de mauvais bris (irréparables) de la molécule
explique : Formation d’épingles
après l’ouverture de la double hélice, chaque brin- mère devient monocaténaire dans l’oeil, donc risque de blocage si
- la portion monocaténaire se repliait en épingle et des liaisons H se formaient entre bases azotées complémentaires
protéines fixatrices d’ADN monocaténaire = protéines SSB (Single-Strand Binding proteins)
* s’attachent les unes aux autres forment une chaîne parallèle au segment d’ADN monocaténaire
* stabilise ce segment d’ADN jusqu’à la synthèse du brin-fils complémentaire
explique: Amorçage
une fois la double hélice ouverte et stabilisée, les brins sont prêts pour la réplication mais l’enzyme qui catalyse la mise en place des désoxyribonucléotides (la réplicase) est incapable d’amorcer le processus! Que faire?
- l’enzyme primase se promène sur le brin-mère de 3’ → 5’
* sélectionne quelques ribonucléotides complémentaires au brin-mère d’ADN et catalyse les liaisons phosphoesters entre eux = amorce (primer) de court ARN antiparallèle au brin-mère
* 1 à 3 ribonucléo5des chez les ¢ procaryotes, 10 chez ¢ eucaryotes
* les ribonucléo-des de l’amorce s’apparient aux
désoxyribonucléo-des du brin-mère par liaisons H
explique : Ajout de désoxyribonucléo9des
une fois l’amorce en place, la réplicase entre en fonction
* elle lit le brin-mère de 3’ → 5 et catalyse l’ajout d’un désoxyribonucléo5de à l’extrémité 3’-OH du dernier ribonucléo5de de l’amorce, puis d’un 2e désoxyribonucléo5de à l’extrémité 3’-OH de ce 1er désoxyribonucléo5de ainsi de suite pour les désoxyribonucléo5des suivants
explique: Brins an9parallèles
à partir de l’origine de chaque oeil un brin-fils est
synthétisé de façon continue, l’autre brin-fils est
synthétisé de façon discontinue
Qu’est-ce que le brin continue
brin continu (brin de tête, directeur): (brin mère 3’-5’)
- synthétisé en continu car, à partir de l’origine de chaque œil, l’enzyme (primase, puis
réplicase) avance sur le brin-mère, de 3’ → 5’, vers la fourche et en même temps que s’agrandit l’oeil de réplica5on, catalysant l’ajout des nouveaux nucléo5des à l’extrémité 3’ du brin-fils (5’ → 3’)
- 1 seule amorce d’ARN par oeil pour ce brin
Qu’est-ce que le brin discontinue?
brin discontinu (brin de queue, tardif): (brin mère 5,-3,)
- l’enzyme, qui se déplace sur l’autre brin-mère de 3’ → 5’, doit commencer à la fourche de réplication (afin que le brin-fils soit synthétisé de (5’ → 3’) et procède vers l’origine de l’œil
- à mesure que l’oeil s’agrandit, la synthèse du brin-fils redémarre à la fourche, avec une nouvelle amorce d’ARN
Þ plusieurs amorces par oeil
de réplication pour ce brin
brin discontinu
* ce brin-fils est donc synthétisé par fragments = fragments d’Okazaki (découverts par Tsuneko Okazaki en 1968)
* ¢ procaryotes: 1000 à 2000 nucléotides par fragment d’Okasaki
* ¢ eucaryotes: 100 à 200 nucléotides/fragment
explique la maturation des brins
il faut enlever les amorces d’ARN
- 1 amorce/oeil sur le brin continu
- plusieurs sur le brin discontinu
- l’exonucléase = ARNase H (ADN polymérase I chez ¢ procaryotes)
- excise les ribonucléo-des, créant un espace au début du brin continu (car 1 amorce/oeil)
- des espaces entre les fragments d’Okazaki du brin discontinu - une réplicase:
- sélectionne les désoxyribonucléotides complémentaires à ceux du brinmère (qui s’y lient par liaisons H)
- catalyse les liaisons phosphoesters entre eux mais pas avec les désoxyribonucléotides du brin-fils déjà en place
3.l’enzyme ADN ligase catalyse ces liaisons phosphoesters
Þ brins-fils d’ADN continus
quel est le résultat de la réplication de l’ADN?
chaque brin d’ADN-mère a produit une copie
de soi iden0que Þ 2 doubles-hélices formées
en vue de la ÷ cellulaire
* une des 2 doubles-hélices sera aJribuée à une ¢-fille
* l’autre double-hélice sera aJribuée à l’autre ¢-fille
explique: Erreurs durant la réplication
- correction sur épreuve (comme un correcteur de iPhone)
- le taux d’erreur d’appariement initial des nucléotides est de 1/10 000
- chez les ¢ procaryotes, l’ADN polymérase III (éq. de la réplicase des ¢ eucaryotes) compare le nouveau nucléotide à celui de la matrice dès son intégration
- si mauvais appariement: l’ADN polymérase recule, élimine le désoxyribonucléotide mal apparié et le remplace par le bon
Þ erreurs de réplication abaissées à 1/1 000 000 000
\ l’ADN polymérase III a un rôle d’exonucléase
processus semblable chez lex cellules eucaryotes mais moins bien compris
quels sont les problèmes de la réplication de l’ADN et leurs solutions
1) ouverture de la double hélice Þ CRO et hélicase
2) tension sur la double hélice Þ topoisomérase
3) forma-on d’épingles de l’ADN monocaténaire Þ protéines SSB
4) amorçage Þ primase
5) ajout des nucléo-des Þ réplicase ou ADN polymérase III
6) disposi-on an-parallèle de la double hélice Þ fragments d’Okazaki
7) matura-on des brins Þ exonucléase et ligase
8) erreurs de réplica-on Þ surveillance (ADN polymérase)
comment se fait la réparation de l’ADN existant
si erreur dans l’ADN existant (durant la vie de la ¢, entre 2 ÷ cellulaires)
causés: U.V., rayons-X, radioactivité, agents chimiques, etc.
* surveillance et réparation permanentes du matériel génétique est faite par ~50 types d’enzymes de réparation Ex: protéine p53 = une gardienne du génome
- p53 répare l’ADN endommagé avant que la réplication puisse se poursuivre, le cycle cellulaire est retardé
- si l’ADN est trop endommagé, p53 déclenche l’apoptose (mort de la ¢)
- le gène qui code p53 (P53) appelé gène suppresseur de tumeurs car dans 50% des cancers humains, les ¢ cancéreuses ont 2 copies de P53 mutées
quels sont els deux grands types de mutations ?
- mutations ponctuelles
- mutations chromosomiques
qu’est-ce qu’une mutation ponctuelle
modification chimique touchant un seul ou quelques
désoxyribonucléotide(s) d’un gène
* le brin d’ARNm complémentaire est affecté
Þ une ou des paire(s) de bases (pb) est (ou sont) affectée(s)
* la protéine synthétisée peut conséquemment être affectée
quels sont les deux types de mutations ponctuelles
1) substitution d’une pb ( la base du brin anticodant de l’ADN et la base complémentaire de l’ARNm): 5 types
2) délétion ou insertion de pb (la base du brin anticodant de l’ADN et la base complémentaire de l’ARNm) : 3 types
explique le premier type de mutations ponctuels: substitution d’une paire de bases (pb)
remplacement d’une pb par une pb différente
* le nombre total d’a.a. dans la protéine n’est pas changé
quels sont les 5 types de substitution d’une paire de base dans la mutations ponctuelles
a) muta-on silencieuse due à la redondance du code géné-que
(même sens)
b) muta-on silencieuse due à une subs-tu-on de nucléo-de
(même sens)
c) muta-on faux-sens bénéfique
d) muta-on faux-sens néfaste
e) muta-on non-sens
qu’est-ce que les mutations silencieuse par redondance du code génétique
- la redondance fait en sorte que l’a.a. codé sera le même
Ex.
-génon normal 3’ CCG 5’ du brin an5codant est transcrit en codon 5’ GGC 3’ de l’ARNm qui est traduit en a.a. glycine (Gly)- génon mutant 3’ CCA 5’ est transcrit en codon 5’ GGU 3’ qui est aussi traduit en Gly
= pas d’effet sur la structure et la fonction de
la protéine
- génon mutant 3’ CCA 5’ est transcrit en codon 5’ GGU 3’ qui est aussi traduit en Gly
Ex.
- génon 3’ GGA 5’ à un endroit du brin an5codant d’ADN est transcrit en codon 5’ CCU 3’ de l’ARNm qui le traduit en a.a. proline
- mais si une muta5on fait que G se substitue à A
donc génon GGG sera transcrit en codon CCC d’ARNm qui se traduit aussi en proline
= pas d’effet sur la structure et la fonction de la protéine
qu’est-ce que la Muta9on silencieuse due à une subs9tu9on de nucléo9de?
il se peut que le changement d’un nucléo0de commande
la mise en place d’un autre a.a. dans la protéine sans que
ce dernier soit essen0el à la fonc0on de la protéine
* Ex: un a.a. qui est changé par un autre a.a. chimiquement
semblable
Þ pourrait être sans effet sur la fonc-on de la protéine, surtout si
le site ac-f n’est pas touché, et serait alors silencieuse
explique Muta9on faux-sens bénéfique
la subs0tu0on d’une pb entraîne la mise en place
d’un a.a. qui améliore la performance de la protéine
* rare mais à l’origine de l’évolu5on
* Ex: enzyme dont le site ac5f est amélioré
explique faux-sens néfaste
la subs0tu0on d’une pb entraîne la mise en place d’un a.a. qui a une répercussion néfaste
sur le fonc-onnement de la protéine
* Ex: a.a. hydrophile changé pour un a.a.
chimiquement différent à un endroit
important de la protéine
* revoir la drépanocytose (anémine a érythrocytes falciformes)
explique la Muta9on non-sens
la subs0tu0on d’une pb modifie un codon codant un a.a.
en un codon de terminaison STOP
Þ arrête prématurément la synthèse du polypep-de
Þ la protéine est + courte que celle codée normalement
et sera probablement non fonc-onnelle
* cela dépend de l’endroit où a eu lieu la
muta-on non-sens
* vers le début de l’ARNm (extrémité 5’)
* au niveau du site ac5f
* vers la queue (extrémité 3’) Þ pourrait être
moins dommageable
quel est l’avantage de la lecture sans chevauchement?
- les codons étant lus sans chevauchement, la substitution d’un nucléotide n’affecte qu’un codon
Ex: Si U du 2e codon est substitué par un autre nucléotide (parce que A du génon a muté), seul le 2e codon est affecté et l’a.a. qu’il code. Si le cadre de lecture chevauchait, ce U appartiendrait aussi au 3e codon et ainsi plus d’un a.a. serait affecté.
quel est le 2e type de mutation ponctuelle: délé’on ou inser’on de paires de bases (pb)
perte (délétion) ou addition (insertion)
d’une ou de plusieurs pb
* le nombre total d’a.a. de la protéine est
moindre (délétion) ou augmenté (insertion)
* le nombre de nucléotides enlevés
ou insérés = ou ≠ un multiple de 3
Þ il y a décalage du cadre de lecture
quels sont les 3 types de délétion ou insertion de paires de bases
a) décalage restreint du cadre de lecture
b) décalage du cadre de lecture avec faux-sens
c) décalage du cadre de lecture avec non-sens immédiat
explique le décalage restreint du cadre de lecture
si le nombre de bases enlevées ou insérées est un triplet (génon de l’ADN, codon de l’ARNm) ou
plusieurs triplets
Þ il y a perte ou addi-on d’un ou de plusieurs a.a., mais tous les codons sont lus correctement
* le décalage est « restreint »
Þ la protéine pourrait être fonctionnelle ou non, selon le cas
explique le décalage du cadre de lecture avec faux-sens
- le nombre de bases enlevées ou insérées ≠ un/des triplet/s
Þ les nucléo-des en aval de la muta-on sont regroupés
différemment et codent ainsi d’autres a.a.
Þ la traduc-on se poursuit jusqu’à ce
qu’un codon STOP y meJe fin
Þ la protéine sera fonc5onnelle ou non
selon l’endroit où débute le décalage
de la lecture - si le décalage est près de la tête de la
protéine ou dans son site ac5f
Þ protéine non fonc5onnelle - si le décalage est près de la queue
Þ la protéine pourraît être fonc5onnelle
explique le décalage du cadre de lecture avec son-sens immédiat
si le nombre de bases enlevées
ou insérées ≠ un ou plusieurs
triplet(s)
Þ le décalage provoque tôt au début
de la transcrip-on un codon
STOP qui arrête la synthèse de la
protéine lors de la traduc-on
Þ chaîne pep5dique trop courte pour
être fonc5onnelle
