Initiation à la génomique Flashcards
Qu’est-ce que la génomique?
C’est la branche de la génétique consacrée à l’étude de génomes entiers
Que caractérise la génomique structurale?
La nature physique de génomes entiers (séquence; relations phylogéniques)
Que caractérise la génomique fonctionnelle?
Le mode d’expression des gènes (transcriptome) et l’ensemble des protéines codées par ces gène (protéome; secrétome; interactome…)
Que permet l’hybridation in situ avec sonde fluorescente (FISH)?
Localiser rapidement un gène ou un marqueur moléculaire sur un chromosome particulier; permet de détecter des localisations anormales
Quelles sont les deux approches de séqençage de génomes?
- Par création d’une banque ordonnée de fragments génomiques et construction d’une carte physique
- Par séquençage direct de fragments d’ADN choisis de manière aléatoire et assemblage des séquences par ordinateur (approche “shotgun”)
Comment crée-t-on une banque d’ADN? (2)
- Collection de fragments d’ADN provenant d’un individu, d’un échantillon ou d’une espèce
- Chaque fragment d’ADN est inséré dans un vecteur (plasmide ou adaptateur de séquence connue)
Quelle est la stratégie de séquençage de fragments d’une banque ordonnée? (5)
- Création d’une banque d’ADN
- Séquençage de petites sections (STS) qui serviront de marqueurs
- Une carte virtuelle est bâtie en utilisant les STS
- On procède au séquençage de fragments choisis pour minimiser le séquençage total
- La séquence complète est assemblée par ordinateur
Quelles sont les étapes de la construction d’une banque ordonnée de fragments génomiques humains? (3)
- Tri des chromosomes par cytométrie en flux
- Clonage dans les chromosomes artificiels de levure (YACs) qui servent de vecteur
- Méthode pour déterminer l’ordre des fragments
- Déterminer, au hasard dans le génome, des courtes séquences de nucléotides
- Pour chaque insert de la banque génomique dans les YACs, déterminer quels STS y sont présents
- Bâtir une carte alignant les STS et les inserts génomiques (contigs) = carte physique
Quels sont les avantages et inconvénients de l’aproche ordonnée de séquençage?
A: Économise le séquençage de l’ADN, qui était beaucoup plus dispendieux à l’époque
I: Il faut beaucoup de temps pour l’étape de clonage dans les YACs, identification des STS et assemblage de la carte virtuelle
Quels sont les avantages et inconvénients de l’approche shotgun?
A: Plus rapide
I: Demande plus de séquençage, moins exhaustive (il reste des “trous” non séquencés)
Quelle est la stratégie de l’approche shotgun pour le séquençage d’un génome? (4)
- Fragmentation de l’ADN génnomique
- Clonage de fragments aléatoires dans une banque d’ADN
- Séquençage du plus grand nombre de fragments possible, choisis au hasard
- Assemblage virtuel des séquences qui se chevauchent en “contig” (séquences contiguës)
Grâce à quoi l’approche aléatoire est-elle de plus en plus utilisée? (2)
- Une capacité accrue des nouveaux modèles de séquenceurs
2. La mise au point de noveaux algorithmes bioinformatiques
Qu’est-ce qui nous différencie des souris? (2)
- Une utilisation plus fréquente de phénomènes d’épissage alternatif (un gène code pour plusieurs protéines)
- Une complexité croissante de réseaux régulateurs (les mécanismes qui décident quels gènes sont allumés et lesquels sont éteints)
Quel est le défi en génomique individuelle maintenant?
-L’interprétation (bioinfo, conseil génétique, éthique, etc.)
(plus la séquençage)
À quoi sert la génomique fonctionnelle?
- Bâtir des profils d’expression des gènes pour l’ensemble du génome dans diverses conditions physiologiques
- Identifier les motifs régulateurs responsables de cette expression (établir les réseaux régulateurs régissant la physiologie de l’espèce)
Quelles sont les étapes d’une expérience typique de génomique fonctionnelle avec une puce à ADN? (5)
- Extraire l’ARNm
- Faire la transcription inverse de l’ADNc et colorer l’ADNc avec des colorants fluorescents
- Hybrider l’ADNc à la puce à ADN
- Excitationdu colorant fluorescent avec un lasr
- Détecter l’émission du laser
- L’ordinateur calcule les niveaux relatifs de sondes hybridées
Quels sont les éléments d’un réseau régulateur génétique simple? (5)
- Stimulus physiologique
- Protéine régulatrice
- Motif régulateur dans l’ADN
- Protéine régulatrice 2
- Motif régulateur 2 dans l’ADN
Quels sont les types d’intercations fonctionnelles dans un réseau régulateur? (6)
- Autorégulation
- Cycle à plusieurs composantes (multi-component loop)
- Cycle d’anticipation (feedfoward loop)
- Single input motif (un seul régule plusieurs)
- Multi-input motif (plusieurs régulent plusieurs)
- Chaîne régulatrice
Qu’est-ce que la biologie des systèmes?
Un mélange de génomique fontionnelle et de métabolomique
Cela englobe:
-Mutations dans gènes régulateurs
- Analyse par puce à ADN des changements dans l’activité transcriptionnelle des gènes
- Mesure et modélisation du niveau des métabolites
Quel est l’avenir de la science des réseaux régulateurs en médecine?
Identifier les régulateurs-clés du pouvoir pathogène des microorganismes (élaborer de nouveaux antibiotiques)
Quel est l’avenir de la science des réseaux régulateurs en biotechnologie?
Identifier les régulateurs-clés impliqués dans la production d’une protéine ou d’un métabolite d’intérêt commercial (rediriger le métabolisme pour augmenter la prductivité)
Quel est l’avenir de la science des réseaux régulateurs en agriculture?
Identifier les régulateurs impliqués dans la biosynthèse des composés à grande valeur alimentaire (produire des variétés à plus grande valeur nutritive)
Qu’est-ce que la pharmacogénomique?
Étude de la variation génétique déterminant pourquoi nous répondons différemment aux traitements
Par quoi peut s’expliquer le fait qu’un individu soit réfractaire à un traitement pharmacologique ou y réponde insuffisamment? (2)
- Des influences externes (mode de vie, prise simultanée d’autres médicaments, etc.)
- Des facteurs génétiques
Quelles sont les raisons des réponses différentes aux médicaments? (3)
- Métabolisme du médicament (trop lent, trop rapide, métabolisme inadéquat d’un promédicament en médicament) (pharmacocinétique)
- Capacité d’un médicament à se lier à sa cible et à la modifier (pharmacodynamique)
- Variabilité des voies biochimiques contribuant à la maladie
De quoi peuvent résulter les effets secondaires d’un médicament? (4)
- Métabolisme du médicament trop lent (concentrations excessives dans le sang et les tissus)
- Présence d’enzymes métaboliques alternatives (produisent des métabolites toxiques)
- Action non spécifique du médicament sur des récepteurs alternatifs (structure similaire, mais autre fonction)
- Interaction avec d’autres médicaments ou le régime alimentaire
Quelle est la méthodologie de la pharmacogénomique?
- Profils des haplotypes SNP chez de nombreux individus
- Établir des associations (GWAS)
- Données pharmacologiques (questionnaires; études cliniques)
Quels sont les objectifs de la pharmacogénétique? (3)
- Identifier les gènes responsables de la variation de la réponse individuelle aux médicaments
- Comprendre comment ces gènes interagissent entre-eux et avec l’environnement
- Ajuster les thérapies en fonction des génotypes des individus (médecine personnalisée)
