La recombinaison site‐ spécifique, Transposition, Éléments ICE et intégrons Flashcards

1
Q

Recombinaison site-spécifique

A
  • Entre 2 séquences hautement spécifiques
  • Séquences peuvent être courtes
  • Recombinaison réciproque
  • Conservative
  • Indépendant du système RecA
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Q

Résultats possible de la recombinaison spécifique

A
  • Inversion = Inversion de l’ADN par recombinaison

* Excision/Intégration = générer 2 molécules indépendantes si il y a 2 sites

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3
Q

Différence entre inversion et excision/intégration

A

Inversion ou excision/intégration dépend du sens de cette flèche

  • Même sens = excision/intégration
  • Différent sens = inversion
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4
Q

Recombinaison spécifique: enzymes impliqués

A
  • Intégrases -> favorisent la recombinaison entre deux moléculesd’ADN distinctes
  • Résolvases, invertases -> favorisent la recombinaison entre régions de la même molécule d’ADN

Ils sont dans la famille de recombinases

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5
Q

Sorte de recombinases

A

Serine‐recombinases (S‐recombinases)

Tyrosine‐recombinases (Y‐ recombinases)

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6
Q

Serine recombinases: mécanisme d’action

A

1) Une recombinase se lie à un site de recombinaison comme un dimère
Toujours 4 sous-unité
Symétrie dans la séquence
2) Clivage de chaque site
Sépare pas l’ADN immédiatement, mais reste intact/stable grâce à la liaison 5’phosphoséryle
3)Rotation qui amène la partie en bleu en bas
4) Les OH recollent les brins ensemble

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7
Q

Tyrosine recombinases: mécanisme d’action

A

Intéraction protéine-protéine pour maintenir l’activité du complexe
1) Clivage de 1 brin seulement
Liaison ADN et 3’phosphotyrosine -> ADN reste collé
2) Après le clivage, un brin de chaque sous-unité va se déplacer et s’attacher à l’autre sous-unitépour former une jonction de Holliday
3) Réaction d’isomérisation = légère changement de conformation pour favoriser le 2e clivage. Provoqué par l’intéraction protéine-protéine
4) Sous-unité bleu qui va finir la rx (clivage et recombinaison) pour générer le produit recombinant

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8
Q

Serine recombinases: caractéristiques

A
  • résidu catalytique: une sérine
  • Distance entre coupures: 2bp
  • libération d’un groupement 3’OH
  • clivage des deux brins
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9
Q

Tyrosine recombinases: caractéristiques

A
  • résidu catalytique: une tyrosine
  • Distance entre coupures: 6‐8 bp
  • libération d ’un groupement 5’OH
  • clivage un brin
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10
Q

Intégrases : fonction

A

Recombinaison entre deux molécules d’ADN distinctes (Tyrosine recombinase)

Exemple: integrase du phage lambda.

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11
Q

integrase du phage lambda : enzymes, protéines…

A

AttB = lieu d’intégration de lambda dans E. coli

Protéine INT et IHF -> protéines essentiel pour intégrer le phage lambda dans le chromo de E. coli
Toujours intégrer de cette façon pour générer cette structure

Réversible quand les lysogènes de lambda surtout quand lambda rentre dans un cycle lytique
XIS, IHF, INT -> pour exciser du chromo

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12
Q

Invertases : fonction

A

Recombiner des régions de l’ADN qui appartiennent à la même molécule (Serine‐recombinase)

Exemple: variation de phase chez Salmonella
Exemple: région G du phage Mu

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13
Q

Variation de phase chez Salmonella : mécanisme, enzymes, protéines…

A

Région inversible chez Salmonella qui peut être trouver dans 2 orientations
Dans cette région on trouve des promoteurs
- Promoteur Hin
- Répresseur FljA

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14
Q

Région G du phage Mu : mécanisme, enzymes, protéines…

A
  • Dépendant de la direction, différentes protéines vont être produit, car on change la région codante des gènes
  • Sv possède une région constante et variable
  • Différence entre S et S’ et la partie terminale C
  • Ces 2 directions permet mu d’infecter plusieurs types de bactéries (host range d’un phage)
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15
Q

Système Xer (tyrosine-recombinase)

A
  • Système qui monomérise les chromo ou les plasmides pour assurer leur stabilité
  • Différentes protéines qui va reconnaitre un seul site de recombinaison
  • 2 dimères composé de XerC et XerD qui reconnait les séquences de recombinaison
  • Dans le même système, il peut avoir de différentes séquences
  • PepA et ArgR, psi -> amener les sites ensembles et favoriser les rx de recombinaisons
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16
Q

Rôle du système Xer

A

Séparation des chromosomes pour que chaque cellule fille reçoit une copie

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17
Q

Shufflon du plasmide R64 : définition

A

Ensemble de séquences d’ADN qui peuvent s’inverser, individuellement ou en groupes, pour former des réarrangements complexes qui peuvent influencer la spécificité du contact cellule‐ cellule nécessaire pour la conjugaison.
Contient aussi la séquence codante la recombinase qui intervient dans le réarrangement.

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18
Q

Shufflon du plasmide R64 : rôle

A

Système de recombinaison qui permet à un plasmide de produire des différents types de pili de conjugaison, permettant de faire la conjugaison avec d’autres types de bactéries

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19
Q

Système FimBE

A

• Fimbriae de type I d’E. coli, facteur de virulence,
codé par le gène fimA
• FimBE(tyrosinerecombinases)contrôlent
l’expression du gène fimA
• le promoteur de fimA est dans une région d’ADN
inversible de 314pb
• FimB: inversion dans les 2 sens (on ou off)
• FimE: inversion dans 1 sens (favorise off)

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20
Q

Système FimBE: expression des fimbriae chez E. coli

A

le promoteur affecte seulement les gènes à droite, car fimB et fimE, car ils ont leur propre promoteur

Inversion -> inhibe fimA lors d’une infection faite par fimB et fimE (tyrosine recombinase)

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21
Q

Plasmide RP4

A

plasmide multi-résistante contre l’ampicilline, kanamycine et tétracycline

22
Q

Transposition chez les bactéries

A

voir diapo p. 26

23
Q

Transposons: définition

A
  • Éléments génétiques mobiles
  • recombinaison indépendante du système RecA
  • intégration aléatoire, aucune homologie entre les séquences
24
Q

Transposons: mécanisme

A

1) Transposition de ADN donneur au receuveur
2) Transposase lie les répétitions inversées
3) Clivage du transposon asymétriquement
4) Transposon excisé va s’insérer dans l’ADN receveur
5) Réparation des extrémités manquants par des répétitions de chaque côté

25
Q

Types de transposons

A
  • Éléments IS (séquences d’insertion) -> transposon de base qui sont aux extrémités
  • Transposons composés -> Transposons aux extrémité, mais avec des info génétiques au milieu. Composé de 2 éléments IS et d’autres éléments (résistances)
26
Q

Formation des transposons composés

A

Les IR des deux séquences d’insertion en générale doivent être identiques pour permettre à la transposase de les exciser ensemble

Exemple: les plasmides de résistance sont souvent composés par gènes de résistance flanqués par des IS identiques. Cela indique que le plasmide a été généré par assemblage de plusieurs transposons

27
Q

Mécanismes de transposition

A
  • Réplicative -> Copie qui est faite et va vers un nouveau site alors que la version originale reste à sa place (Tn3, phage Mu)
  • Cut and paste -> Coupe asymétrique aux extrémités pour le coller dans un site différent (Tn5,Tn10)
28
Q

Transposition réplicative : Mécanisme

A

1) Seulement un brin est coupé aux cotés du sites donneur et receveur
2) L’extrémité 3’ OH du site donneur est liée à l’extrémité5’ PO4 du site receveur
3) L’extrémité 3’ OH du site donneur est liée à l’extrémité5’ PO4 du site receveur
4) Les bouts 3’ OH aux jonctions simple brin/double brin font d’amorce pour la polymérase qui réplique la séquence du transposon
5) Un enzyme resolvase reconnait uneséquence res dans les deux copies du transposon et les recombine en libérant les deux molécules (résolution du cointegrate)
6) Au site receveur on observe la duplication de la séquence cible. Le site donneur reste intact.

29
Q

Transposon Tn7

A

Produit 5 différentes protéines qui travaillent ensemble pour la transposition

30
Q

Tn7 transposition

A
  • Tn7 utilise 2 transposases, chacune génère une coupure décalée sur les deux brins. 2 autres transposases sont utilisées pour reconnaitre et cliver les sites ciblés
  • Sites aléatoires, les protéines Tns A,B,C et E sont nécessaires
  • Site préféré (dans E.coli) les protéines TnsA,B,C et D sont nécessaires
  • transposition de Tn7 est observée surtout durant/après la conjugaison
31
Q

Rétrotransposition

A
  • famille des éléments transposables
  • correspondent à des séquences d’ADN capables de se déplacer et surtout de se multiplier dans le génome de l’hôte
  • différencient des transposons par leur intermédiaire à ARN
  • L’élément est transcrit, l’ARNm est converti en ADN par une transcriptase inverse, l’ADNc sert comme le substrat pour la transposition.
32
Q

Transposons utilisé par les éléments Ty‐1,Ty‐3

A

Levures

33
Q

Transposons utilisé par les éléments Copia, Gypsy

A

Drosophiles

34
Q

Transposons utilisé par les éléments LINES et SINEs

A

Plantes et mammifères, et les rétrovirus

35
Q

Transposition of Class I retrotransposons : Mécanisme

A

1) Have LTRs; encode gag (CP), pol (RT), RNaseH, protease, integrase
2) Transposition is by transcription (ARN linéaire)
3) Reverse transcription (ADN circulaire)
4) Intégration de l’ADN linéaire

36
Q

Éléments ICE

A

Integrative conjugative elements = transposons transférés par conjugaison

37
Q

Intégrons

A

Éléments géniques mobiles qui contiennent cassettes d’expression

38
Q

Les éléments conjugatives et integratives (ICE)

A

-éléments génétiques sans origine de réplication mais avec origine de transfert
-codent pour un système de transfert (T4SS)
-s’intègrent et s’excisent du chromosome par
recombinaison site-specifique (gènes accessoires)
-portent des gènes de résistance, dégradation,
facteurs de virulence
-régulation: système SOS, présence des antibiotiques (facteurs pronostiques de la mort cellulaire)

39
Q

ICE : Mécanisme

A

voir diapo p. 56

40
Q

ICE : La transposition conjugative: Tn917

A

Élément mobile qui s’intègre via la transposition, capable de s’exciser du génome et d’être transféré via la conjugaison

la majorité des ICE possèdent des tyrosine recombinases pour la recombinaison

41
Q

Les éléments ICE: rôle

A

Régulation

42
Q

ICE induit par?

A
  • Réponse SOS
  • Antibiotiques
  • Stress
43
Q

Les intégrons

A
  • Éléments trouvées dans des transposons (Tn7 et Tn21)
  • Impliqué dans le gain et la perte des gènes de résistance et pathogénicité
  • Intégration par recombinaison site‐spécifique
44
Q

Intégrons : structure

A

– régions 5’ et 3’ conservée
– région centrale variable
– intégrase (famille des tyrosine recombinases)
– site(s) de recombinaison

45
Q

Intégrons : structure de base

A

Gène intI (integrase) suivi par une séquence de recombinaison attI. Entre les deux, au moins un promoteur

46
Q

On retrouve les intégrons où?

A

Chromosome, plasmides et souvent dans les transposons

47
Q

Intégrons : mécanisme

A

1) Gènes de résistance par recombinaison attI‐attC
2) La recombinaison est médiée par l’integrase (intI)
3) Les gènes de résistance se trouvent dans des molécules d’ADN circulaire contenant la séquence attC. 4) Ces cercles d’ADN ne contiennent pas des promoteurs et peuvent s’exprimer seulement s’ ils se recombinent avec l’intégron

48
Q

Les cassettes: structure

A
  • contiennent 1 seule ORF
  • sans promoteur
  • contiennent un site attC (59-base element) -> cible de l’intégrase
  • ICS toujours complémentaire au CS de la cassette circulaire; formation de répétitions inversées imparfaits
49
Q

Le site attC

A
  • très peu de conservation entre les séquences attC, sauf aux extrémités ICS and CS
  • ICS toujours complémentaire à la séquence CS de la cassette circulaire.
  • tailles variables de 57 à 142 nt
  • séquences palindromiques imparfaits
50
Q

Intégrons: réactions de recombinaison des cassettes

A

Excision -> se font via recombinaison attC x attC
intégration -> se font via recombinaison attI x attC

attI = intégration 
attC = cassette