épigénétique Flashcards
Qu’est-ce que le génome
Ensemble du matériel génétique d’une espèce codée dans son ADN, à l’exception de certains virus dont le génome est constitué d’ARN
Contient les gènes codant pour des protéines ou correspondant à des ARN structuraux, ainsi que des séquences sans gènes, donc des séquences codantes (transcrites en ARN messagers) et traduites en protéines et des séquences non-codantes (non transcrites ou transcrites mais pas traduites)
Que fournit le génome et dans quoi est-il stocké
Fournit toutes les informations dont l’organisme a besoin pour fonctionner
Stocké dans de longues molécules d’ADN appelées chromosomes (23 paires chez l’humain)
Que sont les gènes
Séquence d’ADN contenant toute l’information pour produire un ARN (menant habituellement à une protéine)
Donc une région du génome portant une caractéristique ou des caractéristiques héréditaires de l’organisme
quels sont les ARN codés par les gènes
ARN messagers
Le gène aboutit-il toujours à la formation d’une protéine?
Non, l’ARN n’est parfois pas traduit en protéine, ces ARN non-codants sont toutefois fonctionnels et impliqués en divers processus essentiels comme les ARNr et les ARNt qui sont impliqués dans la traduction des ARNm en protéines
Que sont les snRNA
Font partie de complexes snRNP (snurps) qui sont impliqués dans l’épissage de pré-ARNm en ARNm mature et d’autres
Locus
Correspond à un endroit spécifique sur un chromosome (comme une adresse postale)
Invariable, car il s’agit dMun endroit physique sur le chromosome
Allèle
Version donnée d’un gène. Les allèles du même gène varient entre les individus, ce qui explique la diversité qu’on retrouve dans une même espèce
Chez un ind, chaque gène possède 2 allèles (une version par chromosome)
Organisation des gènes procaryotes et eucaryotes
Pro: information génétique continue
Eu: information génétique discontinue
Que contient l’info génétique d’un eucaryote
Introns: séquences du gène qui ne codent pas pour une partie des protéines et vont être éliminés lors de l’épissage
Exons: séquences du gène qui codent pour des parties des protéines
Qu’est-ce que l’épissage
Processus par lequel les introns sont éliminés de l’ARN pré-m, les exons sont liés ensemble pour donner l’ARNm
Transcription
Synthèse d’ARN à partir d’ADN
Traduction
Synthèse de protéines à partir d’ARNm
Que sont les spacers
Régions du génome ne contenant pas de gène
Comment peuvent être classées les séquences d’ADN
Séquences utiles correspondant aux gènes: 10 à 20 % du génome, exons seulement 1,5-2%
Séquences intergéniques (inutiles, junk):80-90% du génome. Une large proportion sont des séquences répétées
Que contiennent les séquences utiles
Information pour produire les protéines et certains petits ARN (ARNt, ARNr, snRNA, etc)
Sortent de séquences utiles
Gènes solitaires: une seule copie dans tout le génome
Gènes divergents: gènes qui dérivent d’un gène ancestral (ex gènes des globines)
Gènes répétés en tandem: gènes dupliqués (répétés) sur un même chromosome (histones)
COmment sont la majorité des gènes
Solitaires
Que sont les gènes dupliqués divergents
2 ou plus copies
On pense que des cycles répétés de duplication et mutation ont généré la famille de globines chez l’humain
Single-chain globin gene aurait donné le alpha-globin gene et béta
Le béta aurait donné le béta fétal et adulte
Béta fétal donne epsilone et gamma
Béta adulte donne delta et béta
Quelles globines sont exprimées avant et après la naissance
Fétal: alpha et gamma
Adulte: alpha et béta
Quel est l’avantage d’avoir plusieurs copies du même gène
Produire plus de protéines
Comment sont divisées les séquences inutiles
Séquences répétées en tandem : STR et VNTR
Séquences répétées dispersées: éléments transposables (mobiles) LINE et SINE
STR
short tandem repeat (2 à 6 nucléotides)
VNTR
Variable number of tandem repeats (10à 100 nucléotides)
LINE
Lon interspersed nuclear element
SINE
Short interspersed nuclear element
Ou sont répétés les STR
Dans un même locus, de 5 à 200 fois
Génome humain a 50 000 à 100 000 di-nucléotides répétés et un moindre nombre de tri, tétra et pentanucléotides répétés
Pour quoi sont utiles les STR
Puisque leur nombre varie dans un même locus, ils sont utilisés pour le DNA fingerprint en médecine légale
Pour quoi sont utiles les VNTR
DNA fingerprint, car répétés entre 10 et 1500 fois dans un même locus, variant entre individus
Que sont les séquences répétées dispersées
Éléments transposables (transposon) dequelque centaines à plusieurs milliers de pb
Qu’est-ce qu’un transposon
Séquence d’ADN capable de se déplacer de manière autonome dans un génome par un mécanisme appelé transposition
COmment se déplacent les transposons
en tant qu’ADN par un processus de recombinaison
Comment se déplacent les rétrotransposons
Transcrit en ARN et ensuite convertit en ADN qui finalement va s’insérer dans un autre locus dans le génome
Vestige d’anciens rétrovirus
QUe oeuvent faire les éléments transposables
Transporter des gènes et les insérer dans de nouveaux endroits dans le génome
Chez les bactéries, ils sont en partie responsable de la transmission de la résistance aux antibios
De quoi est composé un transposon composé
Gène encadré par une séquence d’insertion
La séquence d’insertion est constituée, aux extrémités, de séquences répétées inversées et, au milieu, du gène d’une transposase
Quels sont les éléments transposables les + fréquents
LINE et SINE
Quelle proportion du génome forme les éléments transposables
42 %
À quoi servent les transposons
Moteurs d’évolution et de biodiversité en transportant avec eux des exons ou des gènes d’une partie du génome à une autre, créant ainsi de nouveaux gènes ou affectant la régulation d’un gène
Que peut proter un exon
Domaine protéique fonctionnel comme lier l’ADN ou lier une autre protéine
COmment se fait la mobilité d’un rétrotransposo
Transcription, reverse transcription, insertion of double-stranded DNA copy in target DNA
Comment se fait le déplacement d’un exon par transposon
Gene A contains 2 similar transposable elements in introns
Transposase recognzes ends of the two separate mobile elements
Improperly excised transposon carries a fragments of gene A, including one exon
Insertion of new transposon in gene b modifies gene b
Décrit les 2 principaux éléments transposables chez l’humain
Séquences LINE: 21% génome
Séquences SINE: ALU est le plus répandu (300pb, + de 1 500 000 copies, soit 11% génome)
Que sont les séquences LINE
L1/2/3
Rétrotransposons disséminés dans le génome des eucaryotes
Décrit L1
LINE-1
Seul élément encore actif de façon autonome dans le génome humain (pas besoin de protéines encodées par d’autres transposons pour se déplacer dans le génome)
Autres dépendent de lui, car code pour une protéine permettant de sauter dans le génome
Quel role pourrait jouer LINE-1
Role dans certaines maladies neurologiques
BCp de copies observées chez patients avec schizophrénie
Carcinomes des cellules épithéliales
Shift work sleep disorder associé à une hausse du risque de cancer, car exposition à la lumière pendant le travail de nuit réduit les niveaux de mélatonine, hormone réduisant l’instabilité génomique liée à L1
Que sont les séquences ALu
copies en ADN des transcrits par ARN plymérase III
Plus répandu des SINE
De quoi dépendent les SINE
Rétrotansposons LINE-1 pour leur réplication
Roles d’Alu
Role important dans l’évolution du génome humain
Associées à plusieurs maladies: cancer colorectal, sein, poumon, estomac, hémophilie, neurofibrimatose, diabète de type II, alzheimer
Il peut hausser la production d’oncogènes et désactiver des gènes suppresseurs de tumeurs
Que sont ORF
Open reading frame: cadre ouvert de lecture, donc une séquence qui code pour une protéine
Contenu cellule germinale
Haploide
22 autosomes et 1 gonosome (X ou Y)
Contenu cellule somatique
22 paires de chromosomes + 2 chromosomes sexuels = 46 chromosomes, soient 2 fois 22 autosomes et 2 gonosomes (sexuels)
Caryotype
Organisation des chromosomes homologues, placés en ordre et numérotés selon une entente internationale, lorsque la cellule est en mitose et que les chromosomes sont condensés
C quoi un chromosome
Longue structure en forme de filament composée d’ADN de séquence unique et associée à des protéines
Porte info génétique d’un organisme (sauf ADN mitochondrial), organisée sous forme de gènes
Formé d’une seule, très longue, molécule linéaire d’ADN (double-hélice) fortement condensée lors des divisions cellulaires
Centromère
Région unissant les chromatides soeurs.
Utilisé pour leur ségrégation vers les poles opposés lors de la division cellulaire dans le but de diriger de façon équilibrée les chromatides vers chacune des cellules filles, pas de gènes ici
Télomère
Portion distale des chromosomes contenant des séquences nucléotidiques répétées qui empêchent une perte de matériel génétique lors de la réplication des chromosomes
Interphase
Phase du cycle cellulaire durant laquelle une cellule n’est pas en division
Chromosome homologue
Une des copies d’un chromosome dans une cellule diploïde, l’une provenant deu père et l’autre de la mère
Chromatide
Copie d’un chromosome ayant été répliqué et qui est encore rattachée à sa chromatide soeur par son centromère
Chromatine
Complexe formé d’ADN, histones et de protéines non histones présent dans le noyau des cellules eucaryotes
Matériel composant les chromosomes qui eux sont visibles lors des divisions cellulaires
Quelle est l’unité de base de la chromatine
Nucléosome
Quel est le rôle de la chromatine
Packing de l’ADn
Nucléosome
Unité organisatrice de base de la chromatine composée d’un segment d’ADN et d’un complexe protéique d’histones (H2A, H2B, H3, H4)
Quelle charge ont les histones
+, car elles doivent s’Attacher à l’ADN qi est - à cause des phosphates
COmbien de pb dans un nucléosome
147
C quoi un noyau protéique
Octamère formé de 2 copies de chacune des protéines H2A, H2B, H3, H4 autour duquel l’ADN effectue environ 2 tours (1,67)
Que fait l’histone H1
Lie l’ADN au niveau ou celui-ci rentre et sort de la particulle de coeur.
Rôle de H1
Compacte l’ADN et force le rapprochement de l’ADN entrant et sortant sur une trentaine de pb, limitant leurs mouvements et scellant ainsi le complexe nucléoprotéique
Hétérochromatine vs euchromatine
H: zone contenant de la chromatine fortement condensée et donc peu accessible. Cette portion d’ADN contient peu de gènes ex: télomère et centromères. Expression de gènes réprimée
E: zones plus lâches qui rendent les segments d’ADN fréquemment utilisés plus accessibles pour la cellule. Expression de gènes possibles
Quels sont les moyens de modifier la structure et l’état de condensation de la chromatine
Complexes de remodelage
Modifications chimiques réversibles affectant les histones
Que font les complexes de remodelage
Modifient la position de l’ADN enroulée autour des nucléosomes, permettant de donner lieu à une condensation ou une décondensation de l’ADN après glissement des nucléosomes
Complexe de remodelage de la chromatine dépendant de l’ATP pour modifier la position de l’ADN enroulé autour des nucléosomes. Plusieurs cycles dhydrolyse sont nécessaires pour faire un déplacement
Quelles sont les modif chimiques réversibles des histones
Acétylation des lysines
Méthylation des lysines p/e (peut se faire sur l’ADN aussi)
Phosphorylation des sérines p/e
Ces modifs font en sorte que la chromatine condense ou décondense
Sur queue N-terminale des histones
Certaines de ces modifs sont épigénétiques
Que fait l’Acétylation des histones
Neutralise la charge + à la surface des istones sur des résidus lysine et arginine. Ceci décondense la chromatine par perte de l’intéraction avec l’ADN
Réversib;e
Que fait la phosphorylation des histones
Groupement phosphate de l’ADN interagit moins fortement avec l’histone, car la phosphorylation ajoute des charges - à l’histone, ce qui empêche l’enroulement de l’ADN autour de l’octamère d’histones. Décondensation
Réversible
Que fait la méthylation d’histones
Méthylation de lysine et d’arginine faite par des enzymes arginine transférase PKMT
Perte de charge + et hydrophobicité
Peut amener répression ou activation de la transcription
Réversible
Que fait la méthylation de l’ADN
Méthylation des cytosines entraine toujours une hausse de la condensation de l’ADN et donc une diminution de l’accessibilité aux gènes codés par la portion méthylée. Répression de la transcription
Réversible
Que sont les CpG islands
Régions riches en C et G en amont de promoteurs
Si les C sont méthylés, les promoteurs sont réprimés
C quoi l’épigénétique
Chagements héritables dans l’expression de gènes ou phénotypes sans changements de la séquence d’ADN. Role important dans l’établissement et maintient de types cellulaires
Quelle modification peut être transmise comme marque épigénétique
Méthylation de certains cytosines est transmise aux cellules filles par des méthylases de maintient, qui après réplication de l’ADN vont copier le patron de méthylation du vieux brin sur le nouveau brin
Décrit le passage des histones comme marque épigénétique
Modif des histones peut aussi être héritée et maintenue chez les cellules filles.
Histones parentaux modifiés, mais histones filles non modifiés le seront par reader-writer complexes
Donne un exemple d’épigénétique
Reine et ouvrière abeille
Qu’est-ce qui impacte l’épigénétique
Transgenerational influences
Clinical events
Nutrition, lifestyle, and social stressors
Environmental chemicals
LAter life outcomes and susceptibilities of épigénétique
Growth
Neurobehaviour
Obesity
Reproduction
Cancer
Qu’est-ce qui influence l’expression des gènes
Environnement et histoire individuelle via des modifications (marques épigénétiques) réversibles ou transmissibles d’une génération à l’autre sans altération de l’information dans l’ADN
Qu’est-ce qui peut modifier l’épigénome des cellules reproductrices humaines
Style de vie, en particulier l’exercice physique
Peut avoir effet sur la santé des générations futures, inflencant santé de progéniture et risque maladies
