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Génétique 2002 > cours 9 > Flashcards

cours 9 Flashcards

1
Q

Définition mutations

A

Englobent tous les changements de séquence de l’ADN. Les mutations peuvent être néfastes, bénéfiques ou nulles. Elles peuvent affecter la structure de la protéine au final et-ou la régulation de la transcription.

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Q

Les mutations sont à la base de ____ (4)

A

1- Polymorphismes
2- Évolution
3- Certaines maladies
4- des allèles

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3
Q

2 types de mutations ponctuelles

A

1- Substitution de nucléotides
-pendant la réplication
-modification de la structure chimique d’un nucléotide déjà présent

2- Indels (insertion ou délétion d’une paire de nucléotides)

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4
Q

4 types de modifications profondes

A

1) Large insertion ou délétion
2) Réarrangement chromosomique (change ordre des gènes)
- modification de l’organisation de large région d’un chromosome
3) Amplification génétique : réplications anormales de régions de l’ADN suite à la réplication = augmente taille du génome
4) Anomalies chromosomiques

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5
Q

Définition substitution

A

Remplacement d’un nucléotide. La réplication suivante assure d’intégrer la modification de manière permanente sur les 2 brins.
- Impliquent les mécanismes de réplication de l’ADN.  une erreur 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 la polymérase qui associe la mauvaise base azotée.
- Le brin complémentaire est aussi modifié

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6
Q

2 types de substitutions selon le changement de bases

A

Transition : entre T- C (d’une pyrimidine à une autre) ou entre A - G (d’une purine à un autre)

Transversions : d’une pyrimidine pour une purine, ou le contraire

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7
Q

Indels : définition et cause fréquente

A

Mutations causant un changement du cadre de lecture, elles comprennent les insertions et les délétions de paires de nucléotides

  • Souvent causé par un glissement de la polymérase lors de la réplication
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8
Q

Qu’arrive-t-il si une mutation n’est pas réparée?

A

Ca conduit à de nouveaux acides aminés à partir de ce site mutationnel et parfois à une terminaison prématurée de la chaine polypeptidique

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9
Q

Toute addition ou délétion de paires de bases qui n’est
pas _________________ modifie le cadre de lecture dans
les segments d’ADN qui codent des protéines

A

un multiple de 3

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10
Q

Qu’est-ce qui cause une insertion vs une délétion?

A

Insertion = glissement du brin polymérisé (amorce)
- polymérase relit une 2e fois

Délétion = glissement du brin matrice
- petit saut de la polymérase

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11
Q

Quand considère-t-on que l’indel est intégré de manière permanente au génome?

A

Dès la réplication suivant, aucune possibilité de réparation par la suite
- le plymorphisme sera inscrit dans le génome pour le reste de la vie de la lignée cellulaire

Si dans cellules germinales ou cellules germinales primordiales (CGP) : transmission intergénérationnelle = modification sera transmise aux prochaines générations

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12
Q

3 niveaux possibles des mutations (position des mutations)

A

1- Changement dans region codante : protéine dont la forme, l’acivité ou l’association à d’autres protéines a été changée

2- Changement dans region non-codante (région régulatrice de l’expression génique = transcription) : protéine non-modifiée mais elle n’est plus produite au moment approprié ( ou pas produite du tout).

3- Changement dans la structure de l’ADN : empêche la réplication et la transcription.

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13
Q

Eexmple de mutations dans la région codante
+ effet de chacune

A

Les points de mutation pathologiques connus du récepteur glucocorticoides (GR)
1) Substitution G à C
- augmente activation
- Diabète
- Hypertension

2) Substitution T à A
- diminue affinité aux ligands
- diminue localisation nucléaire
- infertilité

3) Substitution T à C
- diminue activation
- diminue affinité ligands

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14
Q

Mutations dans la région codante (traduction) :

a. 2 niveaux
b. 3 types de substitution

A

a.
1- Mutant complet : mutations touchent le site actif de la protéine ou en sont proche = perte de fonction de la protéine
2- Mutant partiel : mutations touchent des zones moins essentielles d’une protéine = effet moins néfaste

b.
1- Silencieuse : sans effet sur la séquence d’a.a
2- Substitution faux-sens : modification de la protéine finale (change un codon spécifiant un a.a en un autre spécifiant un autre a.a = séquence modifiée)
3- Substitution non-sens : création d’un codon stop. Protéine probablement non fonctionnelle.

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15
Q

À quoi sont dues les mutations silencieuses?

A

Elles sont dues à la redondance (ou dégénérescence) du code génétique qui fait en sorte que l’acide aminé sera le même, malgré la modification

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16
Q

Pourquoi dit-on que le code génétique est dégénéré?

A

il y a 64 codons différents qui codent pour 20 acides aminés standards (+ 3 codons-stops)
- plusieurs codons pour un même acude aminé

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17
Q

2 types de mutations faux sens (non-synonyme)

A

1- Mutations faux-sens conservative : sans effet sur la fonction (ex: un a.a hydrophile changé pour un autre a.a hydrophile = aleur adaptative neutre)
2- Non conservatives : substitution d’une paire de nucléotide entraine mise en place d’un a.a fonctionnellement différents = changement de la protéine
(ex: substitution de CAT à CCT, ce qui change l’histidine (basique) pour la proline (non-polaire). Généralement néfaste, mais peut être bénéfique)

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18
Q

Maladie due à une mutation faux-sens?

A

Ostéogenèse imparfaite
- Mutation dominante dans le gène codant la protéine du collagène à la base du tissu osseux.
- Plusieurs mutations dans des gènes différents peuvent être liées à cette maladie. COL1A1 est le gène le plus souvent impliqué.

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19
Q

Exemple de mutations non-sens?
et les 3 codons-stops

A

Ex. : de CAG à TAG change la Glycine en un codon-STOP
Les codons-stops sont TAG, TAA et TGA.

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20
Q

Maladie causée par une mutation non-sens

A

La dystrophie musculaire de Duchenne
- dystrophie est une immense protéine (a 19 exons)
- près de 60% des patients analysés possédaient une mutation non-sens

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21
Q

Vrai ou faux : les mutations non-sens sont impliquées chez environ 10% des patients atteints de maladies génétiques.

A

Vrai
- Certaines pathologies rares (dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), mucoviscidose (FC) ou atrophie
musculaire spinale (AMS)), des cancers, des maladies métaboliques et des troubles neurologiques

22
Q

3 types de mutations indels dans la région codante (transcription)

A

1- Décalage du cadre de lecture causant un long faux sens : protéine finale différente, modification de tout le reste des a.a

2- Décalage du cadre de lecture provoquant un non-sens immédiat : création d’un codon stop très tôt au début de la traduction = protéine non-fonctionnelle

3- Décalage du cadre de lecture restreint : ajout ou perte d’un codon, mais le reste de la protéine finale reste le même (décalage sur petite partie de le prot. mais affecte pas le reste)

23
Q

Décalage du cadre de lecture avec faux-sens

A
  • Tous les nucléotides en aval de la mutation sont regroupés différemment et codent ainsi de nouveaux a.a
  • traduction se poursuit jusqu’à un non-sens (codon-stop)
  • prot. pourra être fonctionnelle ou non selon ou débute le décalage (+ il est loin, + de chances a la prot d’être fonctionelle)
24
Q

Décalage du cadre de lecture restreint

A

Lorsque les bases enlevées ou insérées représentent un triplet ou plusieurs triplets, il y a perte ou addition d’1 ou plusieurs a.a
MAIS le reste de le prot est adéquatement traduite
- prot. peut être fonctionnelle ou non

25
Q

Exemple de mutation produite par un décalage restreint du cadre de lecture

A

Mutation ΔF508 de la protéine CTCF = perte de 3 nucléotides menant à la perte de la phénylalanine de la position 508
(c un canal ionique impliqué dans la régulation du ratio en ion Cl- et Na+. Modifie la quantité de mucus libéré et l’activité de l’appareil mucocilliaire des voies aériennes)

  • entraine mucoviscidose à l’état homozygote
  • perturbe la conformation de la protéine qui sera éventuellement dégradée
26
Q

Maladie provoquée par un décalage du cadre de lecture avec faux-sens

A

La dystrophie musculaire de Duchenne
- dystrophine subit aussi de l’épissage alternatif selon les tissus
- Une modification de cet épissage suite à une
substitution peut causer un changement du cadre de lecture et produire un codon-stop
- certaines mutations (indels et susbstitutions) causent la perte de plusieurs exons et modification du cadre de lecture

27
Q

Vrai ou faux : les mutations dans la région non codante d’un gène peuvent affecter la séquence en acides aminés de la protéine.

A

Faux. Ils peuvent cependant avoir des impacts importants sur la régulation de l’expression des gènes ou de la maturation et, ainsi, sur le fonctionnement de la protéine

28
Q

5 endroits qui peuvent présenter des mutations de région non codante

A

1- Séquences régulatrices
2- Séquences promotrices basales
3- Site d’initiation de la traduction et 5’UTR
4- Jonction intron-exon
5- Codon-stop ou site de coupure

29
Q

Qu’implique une mutation des séquences régulatrices?

A
  • elles sont reconnues par des activateurs (ou répresseurs), donc si elles sont modifiées, la reconnaissance exercée par les molécules régulatrices est moins efficace
    = donc le gène sera moins bien régulé et il y aura perturbation dans la quantité de la protéine
    (augmentation ou diminution de la quantité)
30
Q

Qu’implique une mutation des séquences promotrices basales?

A

Promoteur basal = séquence reconnue par l’ARN polymérase. Il est essentiel pour que le gène soit bien transcrit
-Si sa séquence est modifiée, l’accrochage de l’ARN polymérase est détérioré (se lie pas bien) = transcription moins efficace et il y aura perturbation dans la quantité de la protéine

31
Q

Qu’implique une mutation du 5’UTR et du site d’initiation de la traduction?

A

Les quelques nucléotides entourant la séquence AUG(au niveau du 5’UTR) sont essentiels pour identifier le site
d’initiation de la traduction et le début de la protéine

-Une mutation avant l’AUG rendra difficile la reconnaissance du site d’initiation de la traduction. Le 5’UTR possède aussi des sites de régulation importants

32
Q

Qu’implique une mutation à la jonction intron-exon?

A

Les séquences des jonctions délimitant les introns et les exons sont partiellement conservées et elles sont
nécessaires à la reconnaissance de ces régions par la machinerie d’épissage
- Une mutation en périphérie des introns perturbe donc l’épissage de l’ARNm (régions pas bien reconnues = pas bon épissage)

33
Q

Qu’implique une mutation au codon-stop ou site de coupure du transcrit primaire?

A

Ce sont des séquence qui arrêtent la traduction et la transcription = traduction et transcription peuvent être modifiées
- Si la séquence de polyadénylation est modifiée, le transcrit peut ne pas être adéquatement terminé: ne pas avoir de queue polyA ou être instable
DONC si instable = risque d’être dégradé avant la traduction (donc pas une bonne production d’ARN)

34
Q

Causes des mutations spontanées ou induites

A

Elles impliquent les mécanismes de réplication de l’ADN

1- Erreur introduite pendant la réplication de l’ADN :

  • Tautomérie
  • Glissement de la machinerie de réplication (décalage du cadre de lecture)

2- Lésions spontanées (modification de la structure chimique d’un nucléotide déjà présent) :

  • Dépurination
  • Désamination
  • Endommagement des bases par oxydation ou alkylation.
35
Q

Tautomérie : expliquez comment peut induire des mutations

A

Tautomères : formes alternatives de chacune des bases d’ADN. Ce sont des isomères qui diffèrent par la position de leurs atomes, et par les liaisons de ces atomes (même formule chimique)

L’insertion d’un mauvais tautomère d’une base standard peut mener à un mésappariement pouvant créer une mutation au cours de la réplication de l’ADN.
- Ces mésappariement sont des exemples de mutations par substitution

36
Q

1) Les atomes d’azote liés aux noyaux purine et pyrimidine sont majoritairement sous la forme _______________et ne prennent que rarement la forme ______________

2) De même, les atomes d’oxygène liés aux noyaux guanine et thymine sont généralement sous la configuration _________ et ne prennent que rarement la configuration __________

A

1) amino (NH2)
imino (NH)

2) céto (C=O)
énol (C-OH)

37
Q

Glissement : induction de mutations

A

Mécanisme de glissement répétitif : insertions ou délétions apparaissent lorsque des boucles formées dans
des régions simple-brin sont stabilisées par un “appariement décalé” de séquences répétées au cours de la réplication.
= Cela modifie le nombre de répétitions présentes

**Les régions répétitives sont souvent hautement polymorphes (ex: dans microsatellites)

38
Q

VRAI OU FAUX: les enzymes de la réplication copient difficilement les microsatellites et effectuent des dérapages

A

VRAI
- augmente ou diminue le nombre de répétitions présentes
- point particulier d’un chromosome souvent polymorphe entre les individus d’une population
- plusieurs pathologies associées aux microsatellites

39
Q

Quelles sont les causes des lésions spontanées?

A

1) facteurs environnementaux (radiations, les agents mutagènes, agents chimiques…) = INDUITES

2) l’action de l’eau (altérations hydrolytiques) = SPONTANÉES

40
Q

Quelles sont les 2 lésions spontanées?

A

1- Désamination (perte d’un NH3) :
2 cas fréquent:
- C devient U
- C-CH3 devient T

2-Dépurination : coupure du lien glycosidique reliant purine-sucre)
- nucléotide perd sa purine donc reste seulement le sucre : site apurique (AP)

41
Q

La méthylation de C est un mécanisme répandu de _____________________ chez les vertébrés

A

de l’inhibition transcriptionelle

42
Q

Quelle est la transition la plus fréquente dans les lignées germinales et dans les cellules cancéreuses? Qu’est-ce que cela suggère?

A

C –> T
Cela suggère que le taux de désamination de C est un déterminant important de la vitesse à laquelle un génome perd l’information.

43
Q

Lésions spontanées : facteurs environnementaux : 2 types

A

1- Substances mutagènes : agents chimiques qui augmentent le taux de mutations
2- Radiations

44
Q

Agents mutagènes : 4 mécanismes de mutagènes et résultat

A

1- Alkylation (ajout de gr. chimique sur les bases) :
Résultat = mésappariement ou pas d’appariement
ex: G + CH3= incapacité à faire des liens H

2- Oxydation ( ajout O ou perte H) :
Résultat = mésappariement
- une des mutations les + communes dans le cancer humain

3- Analogue de base (une autre molécule qui ressemble à une base remplace une base) : appariement selon la molécule ajoutée
ex: 5-Bromouracil

4- Agent intercalant ( molécule s’insert entre les bases) : intervention dans réplication et transcription
ex: bromure d’éthidium

45
Q

2 types d’altérations chimiques par radiation

A

1- Rayons UV : fusion photochimique de 2 pyrimidines adjacentes sur le même brin (formation d’anneau cyclobutane entre T et T)
= ces dimères sont impossibles à apparier donc arrêt de la polymérase

2- Radiations ionisantes (rayons y et X) :

  • Directement sur le sucre : cassure double brin de l’ADN
  • Indirectement : favorise apparition de radicaux libres (agents oxydants: O2-, H2O2, OH*)
46
Q

Systèmes de réparations principaux (2 catégories et sous-catégories)

A

Les mutations sont souvent réparées avant la prochaine division cellulaire :

1- Réparation basée sur l’information du brin complémentaire :

  • Inversion directe ou ligase
  • Réparation par excision de base (BER)
  • Réparation par excision de nucléotide (NER)

2- Réparation basée sur le chromosome homologue :

  • Réparation par recombinaison homologue
  • Ligature directe des extrémités (NHEJ)
47
Q

1) Les réparations basées sur l’information du brin complémentaire profitent de _____________________

2) Les réparations basées sur le chromosome homologue profitent de _____________

A

1) de l’information génétique redondante au sein de la double hélice
2) de l’information redondante des chromatides soeurs, si présentes…

48
Q

Héritabilité des mutations : cellules somatiques vs germinales

A
  • Somatiques : affecte l’individu, ne touchent pas les cellules destinées à la reproduction, mais PAS héréditaires
  • Germinales : affectent cellules de la lignée germinale, sont transmises par les gamètes et apparaitront dans la descendance = mutations HÉRÉDITAIRES
49
Q

Définitions :

a. Patient mosaïque
b. Lignée affectée

A

a. Patient mosaique : porteur de la mutation que dans certaines cellules ou une région de l’organisme.
b. Lignée affectée : toutes les cellules dérivant du gamète avec mutation porteront cette mutation

50
Q

3 types de conséquences sur la valeur adaptative causées par les mutations

A

1- Nuisibles : réduit probabilité de survie et de reproduction de leurs porteurs

2- Aucun effet: maintient constantes les probabilités de surie et de reproduction = mutations neutres

3- Augmentation de la valeur adaptative : en augmentant l’efficacité ou en élargissant la gamme des conditions expérimentales dans lesquelles l’espèce peut vivre, ou en permettant à l’organisme de s’adapter aux changements dans l’environnement

51
Q

Qu’est-ce qui est à la base de l’évolution? (2)

A

Le polymorphisme et les mutations de l’ADN

52
Q

Vrai ou faux : les mutations permettent une sélection naturelle et une sélection artificielle. Expliquez.

A

Vrai. Cela se produit grâce à des mécanismes d’adaptation : nécessite une variabilité génétique déjà présente dans la population pour permettre la sélection de caractères favorables.
IL N’Y A PAS DE CRÉATION À PARTIR DE 0

ex sélection artificielle = variétés de choux
ex sélectrion naturelle = phalène du bouleau

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