FC 12: Reparation de l'ADN (tutorat) Flashcards
Pourquoi la stabilité génétique est-elle vitale pour la survie d’un organisme ?
La stabilité génétique est essentielle car les altérations génétiques peuvent avoir des conséquences graves, potentiellement catastrophiques pour les organismes.
Quels sont les mécanismes impliqués dans la prévention et la réparation des modifications de l’ADN ?
Les cellules possèdent une diversité de mécanismes de réparation et de prévention pour corriger les lésions de l’ADN.
Quelle est l’efficacité des mécanismes de réparation de l’ADN en général ?
Environ 999 lésions sur 1 000 sont corrigées avec succès grâce aux mécanismes de réparation de l’ADN.
Quels facteurs pourraient empêcher la correction des lésions de l’ADN malgré la présence de mécanismes de réparation ?
Des mécanismes défectueux ou déficients peuvent empêcher la correction des lésions de l’ADN.
Quelle est la relation entre mutation et fonctionnalité ?
Une mutation ne conduit pas toujours à un défaut fonctionnel car elle peut se situer dans une partie non traduite du génome ou ne pas affecter l’acide aminé codé par les nucléotides mutés (en raison du caractère redondant du code génétique).
Comment la défaillance ou l’absence de mécanismes de réparation peuvent-elles affecter la correction des lésions de l’ADN ?
En cas de défaillance ou d’absence de mécanismes de réparation, les lésions de l’ADN ne seraient pas corrigées.
Qu’est-ce qui distingue les mécanismes de réparation de l’ADN ?
Les mécanismes de réparation de l’ADN sont spécifiques aux types de lésions, chacun ciblant des altérations particulières de l’ADN.
Quelles sont les conséquences si les mécanismes de réparation de l’ADN ne fonctionnent pas correctement ?
Une mauvaise fonction ou une absence de fonction des mécanismes de réparation peut entraîner des altérations non corrigées de l’ADN, pouvant avoir des conséquences délétères pour l’organisme.
Quels sont les deux types de mutations par substitution, et quels sont les exemples de bases substituées pour chaque type ?
Les mutations par substitution sont divisées en transition et en transversion. Exemples de substitution par transition : T remplacé par C, C remplacé par T. Exemples de substitution par transversion : G remplacé par C ou T, A remplacé par C ou T.
Quelle est la différence entre transition et transversion dans les mutations par substitution ?
La différence réside dans la nature de la base : lors d’une transition, la nature de la base reste inchangée, tandis que lors d’une transversion, la nature de la base est modifiée.
Qu’est-ce qu’un mésappariement dans le contexte des mutations par substitution ?
Un mésappariement se produit lorsqu’une base incorrecte est incorporée pendant la réplication de l’ADN, comme par exemple un G à la place d’un T, résultant en une substitution par transversion.
Quel rôle jouent les formes tautomériques des bases dans la formation des mutations par substitution ?
Les formes tautomériques rares des bases peuvent provoquer des mésappariements durant la réplication, conduisant à des mutations. Par exemple, la forme rare énol de la guanine peut s’apparier avec la thymine, entraînant un mésappariement.
Quel est le risque de mutation induit par les mésappariements dus aux formes tautomériques rares après deux réplications ?
Il y a un risque de 25 % d’avoir une cellule fille avec une mutation incorporée après deux réplications dues aux mésappariements liés aux formes tautomériques rares.
Quels sont les types de mutations par délétion et d’insertion, et quels sont leurs effets ?
Les mutations par délétion se produisent lorsque l’ADN polymérase oublie d’introduire un nucléotide, créant un décalage de phase de lecture. Les mutations par insertion surviennent lorsque l’ADN polymérase introduit un nucléotide supplémentaire, induisant également un décalage du cadre de lecture.
Quelle est la conséquence d’un décalage de phase de lecture dû à une mutation par délétion ou insertion ?
Un décalage de phase de lecture perturbe la séquence d’ADN, altérant la traduction des gènes et pouvant causer des changements fonctionnels dans les protéines produites.
Comment se produit un décalage de phase de lecture dans les mutations par délétion ou insertion ?
Dans les mutations par délétion, l’ADN polymérase omets un nucléotide, créant un décalage. Dans les mutations par insertion, un nucléotide supplémentaire est introduit, également induisant un décalage du cadre de lecture.
Comment une mutation par délétion ou insertion peut-elle affecter la fonction des protéines ?
Ces mutations changent la séquence codante de l’ADN, ce qui peut entraîner une traduction incorrecte des gènes et altérer la structure ou la fonction des protéines résultantes.
Quelle est la conséquence d’un décalage de cadre de lecture dans la séquence d’ADN ?
Un décalage de cadre de lecture perturbe l’ordre de lecture des triplets nucléotidiques, modifiant ainsi la séquence de l’ADN et altérant la synthèse des protéines.
Quelles sont les conséquences potentielles d’un décalage de cadre de lecture sur la biologie cellulaire ?
Un décalage de cadre de lecture peut perturber la production des protéines essentielles à la fonction cellulaire, pouvant conduire à des dysfonctionnements cellulaires, voire à des maladies génétiques.
Pourquoi la réplication de l’ADN est-elle sujette à des erreurs et à des mutations ?
Malgré la précision des mécanismes enzymatiques, la réplication de l’ADN peut être sujette à des erreurs dues à la complexité chimique et aux conditions environnementales, pouvant conduire à des mutations.
Quel est le rôle de l’ADN polymérase dans l’apparition des mutations ?
L’ADN polymérase est impliquée dans la réplication de l’ADN et peut introduire des erreurs lors de cette étape, menant à des mutations si ces erreurs ne sont pas corrigées.
Comment les mutations affectent-elles la stabilité génétique ?
Les mutations altèrent la séquence de l’ADN, compromettant ainsi la stabilité génétique en introduisant des variations potentiellement néfastes dans le génome.
Quels sont les mécanismes de réparation de l’ADN impliqués dans la correction des mutations ?
Les mécanismes de réparation de l’ADN, tels que la réparation par excision et la recombinaison homologue, corrigent les altérations et mutations dans le génome.
Quel est le rôle de la réparation par excision dans la correction des lésions de l’ADN ?
La réparation par excision est un mécanisme qui élimine les lésions spécifiques de l’ADN et remplace la section endommagée par une nouvelle séquence.
Comment la recombinaison homologue agit-elle dans la réparation de l’ADN ?
La recombinaison homologue répare les cassures doubles brins de l’ADN en utilisant une séquence homologue comme modèle pour la réparation.
Quelles conséquences pourraient découler d’une inefficacité des mécanismes de réparation de l’ADN ?
Une inefficacité des mécanismes de réparation de l’ADN pourrait entraîner l’accumulation de mutations non corrigées, augmentant ainsi le risque de maladies génétiques ou de dysfonctionnements cellulaires.
Comment les mutations peuvent-elles impacter l’évolution des organismes ?
Les mutations génétiques sont à la base de la diversité génétique et peuvent jouer un rôle crucial dans l’adaptation des organismes à leur environnement, contribuant ainsi à l’évolution.
Quel est le lien entre mutations, réparation de l’ADN et survie des organismes ?
La capacité à corriger les mutations via des mécanismes de réparation de l’ADN est essentielle pour maintenir la stabilité génétique et assurer la survie à long terme des organismes.
Qu’est-ce que la dépurination et quelles sont ses conséquences ?
La dépurination implique la rupture de la liaison entre une base (G ou A) et le désoxyribose, entraînant la perte d’une guanine ou d’une adénine, formant un site AP (apurique/apyrimidique).
Quelle est l’abréviation et la signification de “site AP” dans le contexte des lésions spontanées de l’ADN ?
“Site AP” signifie site abasique, résultant de la dépurination où un désoxyribose est lié à aucune base (purique ou pyrimidique).
Quelle est la fréquence estimée des dépurinations dans les cellules de mammifères et quel est leur impact ?
On estime qu’il existe entre 5 000 et 10 000 dépurinations par cellule et par jour dans les cellules de mammifères, ce qui peut induire des altérations dans le génome.
Quels sont les types de bases affectées par la désamination spontanée et quelle est la conséquence de cette altération ?
La désamination affecte la cytosine (transformée en uracile), l’adénine (transformée en hypoxanthine) et la guanine (transformée en xanthine). Ces altérations peuvent provoquer des mésappariements lors de la réplication.
Quels sont les remplacements qui résultent de la désamination de la cytosine et de l’adénine, et après combien de réplications ces altérations se manifestent-elles ?
La désamination de la cytosine en uracile remplace un C/G en T/A après deux réplications, et la désamination de l’adénine en hypoxanthine remplace un A/T en G/C après deux réplications.
Quelles sont les conséquences des altérations dues à l’oxydation des bases de l’ADN ?
L’oxydation de la guanine en oxoguanine peut induire le remplacement de G/C en T/A après deux réplications, générant des mésappariements.
Quels sont les métabolites réactifs en aérobie de la cellule et quelles altérations peuvent-ils causer dans l’ADN ?
Les métabolites réactifs sont les radicaux superoxydes (O2 ), les radicaux hydroxyles (OH) et le peroxyde d’hydrogène (H2O2), pouvant causer des dommages oxydatifs dans l’ADN.
Quelle maladie génétique pourrait être causée par les dommages oxydatifs créés par les radicaux oxydants réactifs ?
Certains dommages induits par ces radicaux oxydants réactifs pourraient être à l’origine de certaines maladies génétiques.
Qu’est-ce que l’oxoguanine et quel est son impact sur la séquence de l’ADN ?
L’oxoguanine est le produit de l’oxydation de la guanine, entraînant un remplacement de G/C en T/A après deux réplications, ce qui provoque des mésappariements.
Quels mécanismes naturels contribuent aux lésions spontanées de l’ADN, en dehors de la réplication et des agents mutagènes ?
Les mécanismes naturels incluent la dépurination, la désamination, l’oxydation des bases et les produits réactifs du métabolisme cellulaire en aérobie.
Quels types de bases sont affectés par la désamination, et comment ces altérations peuvent-elles influencer la réplication de l’ADN ?
La désamination affecte la cytosine, l’adénine et la guanine, entraînant la formation de bases modifiées. Ces modifications peuvent provoquer des mésappariements, impactant ainsi la réplication de l’ADN.
Quelle est la fréquence estimée des dépurinations et désaminations dans les cellules de mammifères, et quelles en sont les implications ?
Il est estimé qu’il existe entre 5 000 et 10 000 dépurinations et environ 100 désaminations par cellule de mammifère par jour, ce qui peut induire des altérations génétiques significatives.
Quel est le rôle des altérations spontanées de l’ADN dans le contexte de la stabilité génétique ?
Les altérations spontanées peuvent altérer la séquence génétique et contribuer à la variabilité génétique, pouvant avoir un impact sur la stabilité génétique et l’évolution des organismes.
Comment ces altérations spontanées sont-elles corrigées pour maintenir la stabilité génétique ?
Les cellules possèdent des mécanismes de réparation de l’ADN, tels que la réparation par excision et la recombinaison homologue, pour corriger ces altérations et maintenir la stabilité génétique.
Qu’est-ce que les analogues de bases et comment leur incorporation peut-elle induire des mutations ?
Les analogues de bases sont des composés chimiques ressemblant aux bases azotées normales. Leur incorporation peut entraîner des mésappariements pendant la réplication, par exemple, le 5-bromo-uracile (5-BU) en remplacement de la thymine.
Comment les agents alkylants altèrent-ils les bases de l’ADN et quelles sont les conséquences de ces altérations ?
Les agents alkylants, comme l’éthylméthane-sulfate ou le diméthylsulfate, ajoutent des groupements éthyles ou méthyles à la guanine ou à la thymine. Cela peut produire de la 6O-méthylguanine qui s’apparie avec la thymine au lieu de la cytosine, induisant des mutations.
Quels sont les effets des agents intercalants sur l’ADN et comment provoquent-ils des mutations ?
Les agents intercalants s’insèrent entre les paires de bases de l’ADN, perturbant sa structure. Cela peut provoquer des erreurs de réplication où l’ADN polymérase insère ou supprime des bases.
Quels sont les effets des lésions de bases causées par certains agents mutagènes tels que la lumière ultraviolette et les radiations ionisantes ?
La lumière ultraviolette peut former des dimères de thymine, entraînant une distorsion de l’ADN et un blocage de la réplication. Les radiations ionisantes provoquent des cassures simples ou doubles brins, créant des dommages directs ou induisant la formation de radicaux libres.
Quelles pathologies ou applications cliniques sont associées aux altérations causées par la lumière ultraviolette et les radiations ionisantes ?
Les dimères de thymine dus à l’exposition aux UV sont associés au cancer cutané, notamment au mélanome. Les radiations ionisantes, telles que les rayons X ou la radiothérapie, sont utilisées dans le traitement du cancer pour endommager l’ADN des cellules cancéreuses et provoquer leur mort.
Comment la lumière ultraviolette induit-elle des mutations et quelles conséquences cela peut-il avoir sur la réplication de l’ADN?
La lumière ultraviolette crée des dimères de thymine, liant covalentement deux thymines adjacentes, ce qui déforme l’ADN et bloque la réplication.
Quel lien peut-on établir entre l’exposition aux UV et une maladie spécifique ?
L’exposition aux UV est associée au cancer cutané, notamment le mélanome, en raison de la formation de dimères de thymine.
Quels types de dommages peuvent être causés par les radiations ionisantes et comment peuvent-elles être utilisées dans le traitement médical ?
Les radiations ionisantes peuvent induire des cassures simples ou doubles brins dans l’ADN. Elles sont utilisées en radiothérapie pour endommager sélectivement l’ADN des cellules cancéreuses.
Quels sont les agents alkylants mentionnés et comment modifient-ils les bases de l’ADN ?
Des agents alkylants tels que l’éthylméthane-sulfate ou le diméthylsulfate ajoutent des groupements éthyles ou méthyles aux bases de l’ADN, ce qui peut altérer les appariements lors de la réplication.
Comment les agents intercalants affectent-ils la structure de l’ADN et quels effets peuvent-ils avoir sur la réplication ?
Les agents intercalants s’insèrent entre les paires de bases de l’ADN, perturbant sa structure et pouvant induire des erreurs lors de la réplication, notamment des insertions ou des délétions de bases.
Comment le système de réparation guidée par les groupes CH3 (méthyles) fonctionne-t-il chez E. coli pour corriger les erreurs d’appariement ?
Le système repose sur la méthylation sélective du brin parental pendant quelques minutes après la réplication. Le complexe MMR (Methyl Mismatch Repair) utilise les séquences palindromiques GATC et les groupements méthyles pour identifier et réparer les mésappariements.
Qu’est-ce que le système MMR chez E. coli et comment fonctionne-t-il pour réparer les erreurs d’appariement ?
Le système MMR est un complexe multimérique et multienzymatique codé par les gènes Mut chez E. coli. Il se positionne sur les mésappariements et les séquences GATC palindromiques proches pour effectuer des clivages endonucléasiques et réparer l’erreur sur le brin non méthylé.
Quelle est la procédure de réparation des erreurs d’appariement par le système MMR chez E. coli, une fois les mésappariements identifiés ?
Le système MMR fait des clivages près de la séquence GATC et après le mésappariement. Ensuite, l’ADN polymérase III synthétise les nucléotides manquants et l’ADN ligase établit les liaisons phosphodiester pour restaurer l’ADN sans erreur.
Comment le système MMR est-il utilisé pour distinguer le brin parental du brin fils lors de la réparation des mésappariements?
Le système MMR identifie le brin non méthylé pour l’excision de l’erreur, sachant que le brin parental est méthylé. Une fois la réparation terminée, le brin fils est méthylé pour l’absence de distinction brin fils / parental.
Quelles sont les implications pathologiques liées à l’inactivation des gènes du système MMR chez les humains ?
L’inactivation des gènes MMR (hMSH, hMLH, hPMS) chez les humains peut entraîner des formes familiales du cancer du côlon, notamment le syndrome du cancer colique familial (HNPCC) et le syndrome de Lynch, augmentant considérablement le risque de cancer colorectal.
Quelles sont les enzymes impliquées dans le système MMR chez les humains et comment ce système opère-t-il pour corriger les mésappariements ?
Les enzymes du système MMR chez les humains sont codées par les gènes eucaryotes hMSH, hMLH, hPMS. Ce système repère les mésappariements, notamment le retard de méthylation sur les cytosines des séquences CG, et effectue les réparations nécessaires.
Quelles pathologies sont associées à l’inactivation des gènes du système MMR chez les humains ?
L’inactivation des gènes du système MMR chez les humains peut causer des formes familiales du cancer colorectal, telles que le syndrome du cancer colique familial (HNPCC) et le syndrome de Lynch, augmentant considérablement le risque de développer un cancer colorectal.
Quels gènes spécifiques sont affectés dans le syndrome du cancer colique familial (HNPCC) et le syndrome de Lynch ?
Dans le HNPCC, les gènes affectés sont principalement hMLH1 et hMSH2. Dans le syndrome de Lynch, une mutation des gènes MSH2, MSH6, MLH1 et PMS2 augmente le risque de cancer colorectal de 30 % à 70 %.
Quelle est la nature de la transmission et de la mutation dans le HNPCC et le syndrome de Lynch ?
La transmission est autosomique dominante dans les deux syndromes, avec une mutation constitutionnelle d’un des gènes du système MMR, augmentant considérablement le risque de cancer colorectal.
Quelle est la prévalence de ces formes de cancer colorectal dans la population générale ?
Le HNPCC représente environ 4 % des cancers du côlon, tandis que le syndrome de Lynch peut constituer de 1 % à 4 % des cancers colorectaux.
Quelle enzyme répare les dimères de thymines en scindant le dimère par coupure de la liaison covalente ?
L’enzyme photolyase.
Quelle enzyme répare les lésions induites par les agents alkylants ?
L’alkyl-transférase.
Quelle enzyme est spécifique de la base à réparer dans la BER ?
L’ADN glycosylase, spécifique de la base à réparer.
Quel complexe multimérique est impliqué dans la NER ?
L’excinucléase ABC, comprenant uvrA, uvrB et uvrC.
Comment la cellule répare-t-elle les dommages induits par radiations ionisantes, agents oxydants ou dimères de thymines ?
Par la recombinaison homologue, en utilisant un système de réparation post-réplicative.
Quel est le système de secours ultime lorsque les dommages de l’ADN sont trop grands ?
Le système SOS, induisant la synthèse de plusieurs gènes et protéines de réparation.
Quelle protéine est activée en cas de cassure double brin ?
La protéine ATM, associée à la réparation par recombinaison homologue chez les Eucaryotes.
Quelles protéines interviennent dans la recombinaison homologue chez les bactéries et les Eucaryotes ?
Chez les bactéries, la protéine recA, et chez les Eucaryotes, les protéines RAD51, BRCA1 et BRCA2.
Quel est le rôle principal du système SOS ?
Le système SOS est un système de secours induisant la synthèse de gènes et de protéines de réparation lorsque les dommages de l’ADN sont importants.
Quelle pathologie est associée à une mutation sur un seul allèle de la protéine ATM ?
Une mutation sur un seul allèle de la protéine ATM est un facteur de risque dans le cancer du sein et est associée à l’ataxie télangiectasie ou syndrome de Louis-Bar.
Quel est le rôle de la protéine recA chez les bactéries ?
Chez les bactéries, la protéine recA est impliquée dans la réparation des lésions par recombinaison homologue. Elle joue un rôle crucial dans la formation de la structure de la réparation.
Quel est l’objectif principal du système SOS dans la réparation de l’ADN ?
Le système SOS est activé lorsque les lésions de l’ADN sont trop importantes pour être réparées par d’autres mécanismes. Il induit la synthèse de gènes de réparation pour rétablir l’intégrité de l’ADN.
Quelles sont les manifestations cliniques associées à l’ataxie télangiectasie ?
L’ataxie télangiectasie se manifeste par des troubles neurologiques et dans certains cas, elle peut également provoquer des syndromes cancéreux tels que des lymphomes et des leucémies.
Quelle est la fonction de la protéine RAD51 chez les eucaryotes ?
Chez les eucaryotes, la protéine RAD51 est essentielle pour la réparation par recombinaison homologue. Elle est impliquée dans la formation de complexes nucléoprotéiques et facilite le processus de recombinaison.
Comment le système SOS est-il activé dans les cellules en réponse à des dommages importants de l’ADN ?
Le système SOS est activé par des dommages majeurs de l’ADN, entraînant une activation de gènes de réparation pour tenter de restaurer l’intégrité de l’ADN avant la division cellulaire.
Quel est le lien entre la protéine ATM et le cancer du sein ?
Une mutation sur un seul allèle de la protéine ATM est considérée comme un facteur de risque dans le développement du cancer du sein. La mutation homozygote est associée à l’ataxie télangiectasie, caractérisée par des atteintes neurologiques et un risque accru de syndromes cancéreux.
Quelle est la fonction des protéines BRCA1 et BRCA2 dans la réparation de l’ADN ?
Les protéines BRCA1 et BRCA2 sont des gènes qui codent pour des protéines impliquées dans la réparation de l’ADN par recombinaison homologue. Elles jouent un rôle crucial dans la stabilité génomique et la prévention du cancer.
Qu’est-ce que l’ataxie télangiectasie et quelles sont ses manifestations ?
L’ataxie télangiectasie est une maladie génétique rare caractérisée par des troubles neurologiques progressifs, une sensibilité accrue aux radiations, des anomalies oculaires et un risque accru de développer des cancers, notamment des lymphomes et des leucémies.
Quelle est la principale conséquence du syndrome Xeroderma Pigmentosum ?
Le syndrome Xeroderma Pigmentosum entraîne une hypersensibilité aux rayons UV solaires, augmentant considérablement le risque de cancer de la peau, particulièrement le mélanome.
Quel est le mécanisme impliqué dans la réparation des dommages majeurs de l’ADN par recombinaison homologue ?
La réparation par recombinaison homologue intervient lorsqu’il y a une lésion majeure de l’ADN, la cellule démarre la réplication, franchit la lésion, et ensuite engage une recombinaison homologue pour réparer la lacune post-réplicative.
Quel est le rôle du système SOS dans la réparation de l’ADN ?
Le système SOS est un mécanisme de secours qui est activé lorsque les dommages de l’ADN sont très importants, provoquant l’arrêt de la réplication. Il favorise la synthèse de RecA et induit la recombinaison homologue.
Quelle est la fonction de la protéine ATM dans la réparation de l’ADN ?
La protéine ATM est impliquée dans la réponse aux cassures double-brin de l’ADN, activant des processus de réparation, notamment en association avec RAD51, BRCA1, et BRCA2.
