Épigénétique et empreinte parentale Flashcards
Vrai ou faux.
Toutes les cellules de notre corps partagent exactement la même information génétique.
Vrai (à l’exception des lymphocytes)
Considérant que toutes les cellules ont la même information génétique, que doivent-elles faire lors de leur différentiation?
- Activer les gènes requis pour leur fonctions
- Inactiver les gènes non-nécessaires et s’assurer qu’ils demeurent inactifs tout au long de la vie
Par quoi est initialement déclenché le contrôle de la différentiation des cellules?
Quel est leur impact?
Facteurs de transcription :
Activent ou inhibent gènes développementaux, puis, modifient chromatine de façon à ce que les gènes d’une cellule (et de ses descendantes) demeurent actifs ou inactif jusqu’à la mort
À quoi font exception les gènes ayant été influencés d’une empreinte parentale? (2)
- les lois de Mendel
- marques épigénétiques effacées de l’embryon précoce (jours 1-4) avant le stade blastocyte (3e principe fondamental épigénétique)
Gène ayant une empreinte maternelle : quel allèle est inactivé et quel allèle est exprimé ?
Empreinte maternelle = allèle maternelle méthylée (et donc non-transcrit / inactivée)
Allèle paternelle exprimée
Les gènes IGF2 et H19 ont chacun une empreinte parentale.
Laquelle est maternelle et laquelle est paternelle? Pourquoi?
IGF2 : empreinte maternelle car c’est l’allèle paternelle (IGF2) qui est exprimée et l’allèle maternelle inactivée (H19)
H19 : empreinte paternelle, c’est l’inverse
Quels sont les 4 principes fondamentaux qui caractérisent les modifications épigénétiques de la chromatine qui contrôlent la transcription?
- marque épigénétique altère la chromatine sans changer la séquence de nucléotides de l’ADN
- marque épigénétique doit être transmise fidèlement à tt les ¢ descendantes (différentiation irréversible)
- marques effacées de l’embryon précoce (jours 1-4) avant le stade blastocyte
- après blastocyte, ¢ embryon recommencent à marquer chromatine selon différentiation
À quels niveaux peuvent se faire les marques épigénétiques? (4)
- méthylation des cytosines de l’ADN
- altération des histones
- protéines Polycomb (Pc) et Trithorax (TTX)
- structure des nucléosomes
Parmi les 4 niveaux auxquels les marques génétiques peuvent se faire, lesquelles ont un impact local et lesquelles ont un impact sur les longs segments d’ADN?
Local :
1.méthylation des cytosines de l’ADN
2. altération des histones
Longs segments :
3. protéines Polycomb (Pc) et Trithorax (TTX)
Quel est l’impact de la méthylation des cytosines?
Comment se fait-elle?
Inhibe la transcription
Enzyme DNMT ajoute un CH3 sur le 5e carbone des cytosines
Pourquoi est ce que la méthylation des cytosines est la cause la plus importante de mutations ponctuelles en génétique et en oncologie?
Parce que les cytosines méthylées peuvent s’oxyder spontanément en uracile qui agiront comme des thymines lors des divisions cellulaires
Qu’est ce que le FT-1?
Facteur de transcription inhibiteur qui recrute l’enzyme DNMT, ce qui occasione méthylation des cytosines immédiatement suivies de guanine
La méthylation des cytosines a elle seule peut empêcher la transcription, mais quelle conformation de la chromatine est encore plus inhibitrice?
Lorsque les cytosines méthylées recrutent une MeCP (methyl-cytosin-binding protein), ce sont des grosses protéines plus efficaces pour inhiber
À quoi est nécessaire la MeCP?
Où se retrouve ce gène?
Nécessaire au développement de l’embryon
Gène sur le chromosome X
Que recrute ensuite la MeCP?
Conclusion?
MeCP recrute HDAC (histone désacétylase)
Conclusion : la méthylation des cytosines contrôle l’acétylation des histones
Quelle est la conséquence de la mutation de MeCP2 chez le foetus masculin? et féminin?
Masculin : létale
Féminin : syndrome de Rett
Qu’est ce que le syndrome de Rett chez la femme? Qu’est ce qui nous donne une lueur d’espoir thérapeutique?
Développement normal jusqu’à l’âge de 1 an, suivi de:
- profond retard mental
- neurodégénérescence
Réactivation du MECP2 chez la souris adulte rétablit phénotype relativement normal : lueur d’espoir
Au niveau des nucléosomes, combien retrouve-t-on d’histones? Lesquelles?
H2A, H2B, H3 et H4 ont chacune 2 copies, formant octamère autour duquel l’ADN fait 2 tours d’environ 50 pb
Où se lient les histones H1?
Quel est leur rôle?
H1 se lient où l’ADN n’est pas enroulé autour de l’octamère contrôlant la configuration 3D de la chromatine (solénoïde)
Quelles sont les configurations possibles de la chromatine ?
Euchromatine : ouverte et active pour la transcription
Hétérochromatine : compacte, non-transcrite
Quelle est la première modification des histones et donc, la mieux comprise?
Quels sont les 2 états décrits?
Acétylation des histones
- hypo-acétylée : 1 acétyl ou moins
- hyper-acétylée : 3 acétyl ou plus
Plus les histones sont acétylées, plus elles adoptent une configuration…
d’euchromatine (ouverte, active pour transcription)
Logiquement, chez la femme, le X inactivé est :
- hypo- ou hyper-méthylé?
- hypo- ou hyper-acétylé?
hyper-méthylé et hypo-acétylé
Comment chacune des histones peut-être modifiée, générant ainsi des dizaines de milliers de possibilités moléculaires contôlant la transcription?
addition d’un groupe :
- méthyle
- acétyle
- phosphore
- ribose
- ubiquitine
- sumo
- biotine
etc.
Qu’est ce qui constitue le “code d’histones”?
Modifications contrôlent la transcription :
Selon la molécule d’histone impliquée et l’acide aminé altéré, ces changements peuvent soit ouvrir ou compacter la chromatine, pour activer ou inhiber sa transcription.
Qu’est ce que sont Polycomb (Pc) et Trithorax (TTX) ?
Par quoi sont-ils recrutés?
2 familles de protéines
- TTX : active la transcription
- Pc : inactive la transcription
Elles sont recrutées par les histones spécifiquement modifiés (code d’histone) et peuvent même modifier le code d’histone.
Quel est le rôle des topoïsomérases?
faire glisser l’ADN sur les histones afin de cacher ou d’exposer les promoteurs
De quelle façon l’ADN des spermatozoïdes est-il entouré? Qu’est ce que cela permet?
Et après la fécondation?
Entouré autour de protamines au lieu d’histones, ce qui permet d’être + dense, mais ne peut pas être transcrit
Après fécondation, s’associe à histones
Qu’est ce que la double-assurance par rapport à l’inactivation d’un gène?
lorsqu’il est décidé d’inactiver un gène, ce gène est irrémédiablement inactivé dans cette cellule et dans toutes ses descendantes afin de s’assurer que la cellule ne puisse jamais se dé-différencier
Dans quoi les siRNA, miRNA, piRNA et lncRNA ont-ils un rôle crucial? (6)
- contrôle épigénétique de la transcription pendant l’embryogenèse
- différentiation
- carcinogenèse
- moduler l’expression de l’anti-oncogène P53
- cascades développementales
- rôle dans le cancer
Nommer 2 manières dont peuvent se former un dsRNA (ARN double-brin)
- ARN transcrit complémentaire à lui-même, se replie en épingle à cheveux, formant dsRNA
- 2 brins d’ARN sont transcrits, s’associent puisqu’ils sont complémentaires et forment dsRNA
Expliquer le contrôle post-transcriptionnel par Dicer/RISC.
- Dicer reconnait le dsRNA (ARN double-brin)
- Dicer coupe le dsRNA en un siRNA (short-inhibitory) d’environ 18-25 nucléotides
- siRNA incorporé à RISC pour former endonucléase qui se lie aux segments d’ARN complémentaires et les détruit : empêche traduction de l’ARNm en protéine