Cours 7 : hérédité extranucléaire

Question 1

Génome extranucléaire

a. Définition génome
b. Génome extranucléaire eucaryotes
c. Génome extranucléaire procaryotes

Answer 1

a. Ensemble complet et unique de l’info génétique (ADN) d’un individu
b. Mitochodrial et plastidial
c. Extrachromosomique : plasmides ou épisomes (ADN circulaire pouvant se répliquer de manière autonome)

Question 2

Description générale de la transmission cytoplasmique

Answer 2

Transmission non mandelienne : plastes ou mitochondries transmis au zygote via cytoplasme de la cellule oeuf donc seule la composition maternelle cytoplasmique a une influence sur le phénotype (Héritage uniparental)

Question 3

Vrai ou faux :
Il y a toujours une ségrégation égale des chloroplastes et mitochondries entre les cellules filles lors de la mitose et méiose

Answer 3

Faux .Ségrégation aléatoire.

Question 4

Distinction transmission verticale et horizontale de l’information génétique

Answer 4

Verticale : divisions mitotiques : contenu du cytoplasme divisé de manière aléatoire entre cellules filles

Horizontale (presque juste procaryotes) :Transfert d’ADN d’une cellule à l’autre. Une fois dans la cellule receveuse, l’ADN peut se répliquer

Question 5

Définition dans les bactéries

a. Plasmide
b. Épisome

Answer 5

a. Petites molécules d’ADN circulaire indépendants distincts de l’ADN chromosomique et susceptibles d’êtres transmis d’un individu à l’autre.
b. Plasmides susceptibles de s’intégrer dans le chromosomes

Question 6

Vrai ou faux : la réplication des plasmides n’est pas essentiel à la survie de la cellule.

Answer 6

Vrai. Cependant, elle apporte un avantage à la survie : rend les populations plus résistantes.

Question 7

3 types de transferts horizontaux chez les bactéries

Answer 7

1- Conjugaison
2- Transformation
3- Transduction

Question 8

1- Conjugaison bactérienne

Answer 8

La présence du plasmide F (conjugatif) permet la formation de pili sexuels. Ceux-ci servent de pont de conjugaison pour le transfert de matériel génétique.

Question 9

2- Transformation

Answer 9

Bactéries mourantes qui libèrent leur ADN. Recombinaison dans une autre cellule.

Question 10

3- Transduction

Answer 10

Transmission d’éléments transposables du génome via des bactériophages.

Question 11

Le transfert horizontal des bactéries permet ____ .

Answer 11

L’augmentation de la résistance aux antibiotiques.

Question 12

Évolution des bactéries pharmacorésistantes.

Answer 12

Les antibiotiques créent une pression de sélection pour des pathogènes résistants. Donc meilleur succès reproductif menant à l’augmentation du pourcentage de bactéries résistantes.
Le transfert horizontal accélère ce processus.

Question 13

Eucaryotes : points communs entre mitochondries et chloroplastes (4)

Answer 13

1- Plusieurs copies par organites
2- Réplication indépendante du reste de la cellule
3- Transmission non mendélienne
4- Génomes circulaires avec séquences semblables aux bactériens.

Question 14

Théorie de l’endosymbiose : provenance des mitochondries et chloroplastes

Answer 14

1- Invagination de la membrane plasmique : augmente ratio surface sur volume

2- Début du noyau : formation organites membraneux et nucléoïde.

3- Première endosymbiose : bactérie aérobie a été absorbé par une cellule et ils ont développé une relation de symbiose : devient une mitochondrie

4- Deuxième endosymbiose avec une bactérie photosynthétique donnait naissance aux chloroplastes.

Question 15

Évidences de l’endosymbiose dans les mitochondries et chloroplastes

a. Évidences microscopiques (5)
b. Évidences génétiques

Answer 15

a.
- Membrane externe
- ADN circulaire indépendant
- Machinerie de transduction et traduction
- Division indépendante de la cellule
- Chaine de transport d’électrons

b. Phylogénie moléculaire : étude des relations évolutives entre organismes par rapport aux caractères moléculaires : permis par comparaison des séquences

Question 16

Vrai ou faux : tous les phénotypes affectant les chloroplastes proviennent du génome chloroplastique.
Est-ce que c’est la même chose pour les mitochondries?

Answer 16

Faux. Il y a une signalisation essentielle entre le chloroplaste. Le même phénomène s’applique aux mitochondries.

Question 17

3 caractéristiques de l’hérédité mitochondriale

Answer 17

1- Chaque cellule contient 1000-3000 mitochondries
2- Les mitochondries possèdent leur propre génome (pas nucléaire)
3- Sont transmis seulement de façon maternelle.

Question 18

7 fonctions des mitochondries

Answer 18

1- Respiration cellulaire
2- Fonctions de synthèse
3- Régulation calcique
4- Thermogénèse
5- Apoptose
6- Immunité
7- Implication dans plusieurs maladies et vieillissement

Question 19

Quel phénomène est permis par la présence de plusieurs mitochondries dans la cellule?

Answer 19

L’hétéroplasmie : coexistence de plusieurs génomes différents dans la même cellule. en effet, il y a possibilité qu’il y ait des mutations dans certaines mitochondries.

Question 20

Évolution réductive de l’ADN mitochondrial et chloroplastique

Answer 20

Dépendance des gènes encodés dans le noyaux : transfert d’une majeure partie des gènes vers le noyau, les produits retournent après pour assurer la fonction. Cela permet de réduire les mutations par rapport aux chromosomes ce qui diminue l’hétéroplasmie.

Question 21

2 hypothèses du but de l’évolution réductive de l’ADN mitochondriale

Answer 21

1- Hypothèse des radicaux libres : les mitochondries et plastes produisent des radicaux libres mutagènes donc les gènes sont relocalisés dans le noyau pour diminuer les chances de mutation.

2- Hypothèse du cliquet de Muller : la recombinaison liée à la sexualité dans le noyau permet d’aider à éliminer les mutations délétères dans les populations.

Question 22

Comparaison entre ADN nucléaire et mitochondrial

Answer 22

ADN nucléaire : dans 1 noyau contenant 2 copies parentales de l’ADN. Chaque copie contient des milliards de paires de bases et des milliers de gènes.

ADN mitochondriales : Plusieurs mitochondries possédant chacune des copies maternelles de l’ADN. Chaque copie possède 16 000 paires de bases et 37 gènes.

Donc, ADN nucléaire moins répliqué mais beaucoup plus grand que mitochondrial.

Question 23

Transmission maternelle de l’ADN mitochondrial

a. Hypothèse privilégiée : pourquoi?
b. 2 mécanismes : comment ?

Answer 23

a. La transmission uniparentale permet de maintenir la co-évolution des génomes nucléaires et mitochondrial nécessaire pour une fonction optimale des mitochondries.

b.
1- Mécanismes post-fécondation : destruction des mitochondries paternelles après la fécondation
2- Mécanisme de destruction des chromosomes paternelles pré-fécondation

Question 24

Existe-t-il des exceptions à la transmission maternelle de l’ADN mitochondrial chez l’humain?

Answer 24

Oui. La transmission paternelle est rare et présente une exception. Celle-ci cause de l’hétéroplasmie mitochondriale.

Question 25

2 exemples d’exceptions à la transmission maternelle de l’ADN mt chez d’autres espèces

Answer 25

1- Héritage doublement uniparental des mitochondries chez les parents : une mitochondries a un 2 génomes : 1 maternel et 1 paternel

2- Héritage uniparental différente pour les chloroplastes et les mitochondries des concombres : certaines mitochondries sont maternelles et d’autres sont paternelles.

Question 26

Vrai ou faux : plusieurs maladies et cancers sont associés aux mitochondries. Conséquence?

Answer 26

Vrai. Cela fait en sorte qu’un individu possédant plus de mitochondries fonctionnelles qu’un autre peut être plus affecté par une maladie qu’un individu avec moins de mitochondries fonctionnelles.

Question 27

Solution pour prévenir les maladies héréditaires liées aux mitochondries

Answer 27

3e parent : donneuse d’ADN mitochondriale.

Question 28

Histoire évolutive de l’humanité :

a. Ève mitochondriale
b. Adam Y-chromosomique

Answer 28

a. L’ancêtre commun le plus récent de l’espèce humaine aurait vécu il y a environ 170 000 ans
b. Ancêtre commun il y a entre 200 000 ans et 300 000 ans.

Question 29

Pourquoi les mitochondries peuvent être utiles en médecine légale?

Answer 29

Elles permettent de retracer la lignée maternelle d’un individu.