Les acides nucléiques / Flashcards
1
Q
De quoi sont constitués les différents acides nucléiques?
A
Polymères de nucléotides
2
Q
Quelles sont les bases azotées pyrimidiques?
A
bases pyrimidiques =
Uracile (ARN)
Cytosine
Thyrosine (ADN)
3
Q
Quelles sont les bases azotées puriques?
A
bases puriques =
Adenine
Guanine
4
Q
Qu’est-ce qu’un nucléotide?
A
nucléotide = base azotée + ose + acide phosphorique (ou grpmt phosphate)
base azotée- pentose = liaison bétaN osidique
pentose-phosphate = liaison ester
5
Q
Qu’est-ce qu’un nucléoside?
A
nucléoside = base azotée + ose
liaison bétaN osidique
6
Q
Quel est le sucre de l’ADN?
A
sucre de l’ADN = désoxyribose -> béta-D-désoxyribofuranose ou D-2-désoxyribose : pentose en anomérie béta
7
Q
Quel est le sucre de l’ARN?
A
sucre de l’ARN = ribose -> béta-D-ribofuranose : pentose en anomérie béta
8
Q
De quoi est constitué l’adénylate?
A
adenylate = adenine + ribose + phosphate
9
Q
Quelle est la constitution de la desoxycystidine?
A
desoxycystidine = cytosine + desoxyribose
10
Q
Peut-on former un nucléoside de l’ADN à partir d’uracile?
A
uracile = spécifique de l’ARN –> pas dans l’ADN. il remplace la thymine de l’ADN.
11
Q
Quels sont les différents ribonucléosides?
A
ribonucléosides = BA + pentose (ribose) adénosine guanosine cytidine uridine
12
Q
Quels sont les différents désoxyribonucléosides?
A
désoxyribonucléosides: = BA + pentose (desoxyribose) desoxyadénosine desoxyguanosine desoxycytidine desoxythymine
13
Q
Quels sont les différents ribonucléotides?
A
ribonucléotides adénylate (AMP) guanylate (GMP) cytidylate (CMP) uridylate ( UMP)
14
Q
Quels sont les différents desoxy ribonucléotides?
A
desoxyribonucléotides desoxyadénylate (dAMP) desoxyguanylate (dGMP) desoxycytidylate d(CMP) desoxythymidylate( dUMP)
15
Q
Sur quel C du sucre se fixe le phosphate des nucléotides?
A
le groupement phosphate s’estérifie sur le C5 du sucre d’un nucléotide.
16
Q
Par quoi sont reliés les nucléotides dans un acide nucléique?
A
ac nucléique = enchaînement linéaire de nucléotides liés par liaisons diesterphosphorique = (phosphodiester)
17
Q
Quels sont les différents rôles des nucléotides ?
A
- porteur énergie chimique dans cellules ( ATP/ GTP/…)
- intermédiaire dans communication cellulaire + transduction du signal ( AMPc, GMPc)
- donneurs de substrat en glycobiologie ( UDP-glucose, forme activée du glucose utilisée comme précurseur du glycogène)
18
Q
De quoi est composé l’ADN?
A
ADN = polymère de désoxyribonucléotides liés par des liaisons covalentes (= phosphodiester)
19
Q
Comment se fait l’allongement d’une molécule d’ADN?
A
allongement de l’ADN toujours dans le sens 5’–> 3’ donc liaison phosphodiester s’établit toujours à partir de l’extrémité 3’-OH libre d’un brin en cours d’allongement.
20
Q
Qu’est-ce-que permet la polymérisation de l’ADN ? Comment ?
A
Permet allongement molécule d’ADN, tjr dans le sens 5’->3’ grâce à une polymérase.
Elle est la résultante de la condensation d’un polymère de désoxynucléotide (nucléotide 5’ monophosphate) avec un désoxynucléotide 5’-triphosphate, avec libération d’une molécule de pyrophosphate
21
Q
Comment s’associe les bases ds une molécule d’ADN ?
A
A=T et C=G
22
Q
Que peut on dire sur les qté des différentes bases ds ADN ?
A
- (A+T) / (G+C) > 1 chez les mammifères et il est compris entre 0,35 et 2,70 chez les bactéries
- (A+G) / (T+C) = 1
23
Q
Quelle est la structure II de ADN ? Dans quel sens est lu un brin d’ADN ?
A
Structure de II ADN : 2 chaines hélicoïdales complémentaires et anti// qui sont hybridées entre elles
Lecture dans le sens 5’->3’, à partir de ce premier brin, on détermine le second brin par complémentarité dans le sens 3’->5’
24
Q
Que mesure le pas de la double hélice ? (en nb de nucléotides et en nm)
A
pas de double hélice = 1 tour d’hélice d’ADN = 10 nucléotides = 3,4 nm soit 34 angstroms
25
Quelle distance sépare chaque nucléotide ?
Entre chaque nucléotides distance = 0,34 nm
26
Par quelle sortes de liaisons se font les appariements internucléotidiques entre les 2 brins ? Quels est le nb de liaisons entre les différentes paires de bases ?
- Appariements internucléotidiques entre les 2 brins par intermed de LH
A-T : 2 LH
G-C : 3 LH
- liaisons hydrophobes et de VdW s'établissent entre les plans superposés des bases
27
La séparation entre A=T et C=G se fait elle à la même énergie ?
bsn + d'E pour séparer C=G que pour séparer A=T en raison de leur nombre de LH
28
Présenter les différentes conformations de l'ADN
¤ ADN B = majoritaire (chez l'homme) + hélice droite + présente un gd sillon large et profond pouvant accueillir des prot de régulation de l'expression génique (facteur de transcription), ainsi qu'un petit sillon étroit et très profond
¤ ADN A = déshydratée (si hydrométrie < 75% chez les végétaux et les bactéries) + hélice droite + grand sillon : étroit et profond, petit sillon : large
¤ ADN Z = squelette sucre-phosphate en zigzag + hélice gauche + grand sillon : plat, petit sillon : étroit et très profond
29
Quelle est la structure III de l'ADN?
structure III de l 'ADN = ADN sur enroulé.
30
Quel est le rôle de la topoisomérase? de quoi est-elle la cible?
topoisomérase = enzyme qui modifie enroulement de l'ADN --> cible des molécules thérapeutiques à visée anti-tumorale ou antibiotique qui inhibent prolifération cellulaire
31
Comment agit la topoisomérase 1?
topoisomérase 1 = modifie enroulement ADN en coupant 1 liaison phosphodiester sur 1 brin : elle coupe le premier brin et passe à l'autre brin à travers la cassure, avant de le ressouder
32
Comment agit la topoisomérase 2?
topoisomérase 2 = modifie enroulement ADN en coupant 1 liaison phosphodiester sur 2 brins : elle coupe les deux brins, passe les deux brins non coupés dans la cassure avant de les ressouder
33
Quelles sont les structures III possibles de l'ADN? autres que ADN sur enroulé
autres structures possibles de l'ADN:
- ADN fusiforme et ADN en épingle à cheveux = structure cruciformes de répétitions inversées en miroir de segments d'ADN polypurines et polypirimidines
- ADN H ou ADN triplex = structure formée lorsqu'une molécule d'ADN simple brin vient s'apparier avec le grand sillon d'une double hélice d'ADN. ADN H pourrait avoir un rôle dans la régulation de l'expression des gènes, ainsi que sur les ARN (répression de la transcription)
- ADN G ou ADN quadruplex (quadruple brin d'ADN) = structure secondaire formée par de l'ADN simple brin, lorsqu'il est riche en guanine, ce qui forme un empilement de plateaux ("quartets") constitués chacun de 4 guanines. Cette structure est particulièrement stable et est svt retrouvée près des promoteurs des gènes et au niveau des télomères.
34
Que provoque la cisplatine ? Par quel procédé ?
Cisplatine, chimiothéraphie anticancéreuse, provoque la mort cellulaire car fixation sélective sur les bases puriques (A et G) --> rigidifie conformation locale du double brin d'ADN --> inhibe la réplication et la transcription -> mort cellulaire
35
Comment séparer deux brins d'ADN?
Séparation des deux brins d'ADN par suppression des liaisons H par la chaleur ( dénaturation thermique). Ce phénomène est coopératif (courbe sigmoïde).
36
Qu'observons nous lors de la dénaturation thermique de l'ADN?
Si dénaturation thermique : observation d'une augmentation progressive de l'absorption de la lumière à 260 nm ainsi qu'une diminution de la viscosité.
37
qu'est-ce que l'effet hyperchrome?
effet hyperchrome= ADN simple brin présente une absorption de la lumière telle que lambda = 260 nm supérieure à absorption de ADN double brin
38
Les séquences répétitives ont elles une conséquence sur effet hyperchrome?
Séquences répétitives dans ADN n 'empêchent pas effet hyperchrome d'exister
39
Que désigne Tm ? Comment varie-t-elle selon les séquences d'ADN ?
- Tm (température de fusion) : spécifique à chaque séquence d'ADN. Température pour laquelle 50% de l'ADN est simple brin, par rupture de la moitié des LH.
- Tm=f(G+C)
- les zones promotrices sont riches en GC et possèdent une Tm élevée
- il faut plus d'énergie pour séparer C de G que A de T
- les régions riches en AT se dénaturent les premières
- l'ADN de la bactérie E. Coli contient 50% de GC et a un Tm de 69°C : Tm=4GC+2AT
40
La dénaturation thermique est elle réversible ? Que se passe-t-il si le refroidissement est brutal ? Que se passe-t-il si le refroidissement est progressif ?
Dénaturation thermique est réversible
Si refroidissement brutal : les 2 brins séparés par chauffage restent séparés et l'ADN reste dénaturé.
Si refroidissement progressif : les 2 brins d'ADN se réapparient et reconstituent la double hélice initiale.
41
Qu'est ce que C0t1/2 ? De quoi est-il fonction ? Et comment varie C0t1/2 selon l'ADN ?
- Cela représente la vitesse de demi-association. Il est directement fonction de la structure et de la composition de l'ADN.
- Cot1/2=1/k2 avec k2 cst de vitesse et Co concentration en ADN et t1/1 temps de demi-réaction
- au début la vitesse d'assos est relativement faible, mais une fois que la réassos a débuté, le phénomène s'accélère
- plus l'ADN contient des séquences répétées, plus la vitesse de ré-appariement sera grande (et inversement)
- la réassos des séquence contenant les gènes sera très longue par rapport aux autres séquences
42
Quelles pathologies sont liées à la voie de dégradation des nucléotides à bases puriques ?
Pathologies liées à la voie de dégradation des nucléotides à bases puriques (AMP ou GMP) :
- la goutte = accumulation pathologique d'acide urique, caractérisée par une hyperuricémie, une insolubilité de l'urate et une précipitation dans les articulations (orteils, doigts...)
- enfant bulle = déficit en ADA --> accumulation d'adénosine --> troubles immunitaires par déficit majeur de l'immunité B et T
- allopurinol : empêche accumulation de l'acide urique par inhibition de la xanthine (moyen de ttmt contre la goutte)
43
Dans quelles voies métaboliques intervient la Xanthine ?
La xanthine est un intermédiaire commun de la dégradation de AMP et GMP.
44
Comment élimine-t-on l'acide urique ?
Ac urique éliminé par les urines.
45
Donner la voie métabolique de la dégradation de AMP.
AMP--> adénosine --> Inosine --> Xanthine --> ac urique
ADA agit sur réaction adénosine --> Inosine
Xanthine oxydase agit sur réaction Xanthine --> ac Urique.
46
Donner la voie métabolique de la dégradation de GMP.
GMP --> guanosine --> xanthine --> Ac Urique
| Xanthine oxydase agit sur réaction Xanthine --> ac Urique.
47
Donner la voie métabolique de la dégradation de NMP en général.
ADN ou ARN -- (endonucléase) --> Oligonucléotides --(phosphodiesterase)--> nucléotides--(nucléosidase)--> nucléoside + Pi--(phosphorylase)--> base azotée + ribose 1P
48
Quelles sont les différentes façons de synthétiser des nucléotides de l'ADN ?
Biosynthèse des nucléotides de trois façons:
- recyclage métabolique des bases
- biosynthèse de novo des bases
- inter-conversion des nucléotides
49
Quels les tissus permettent le recyclage des bases azotées ?
Recyclage des bases permis par moelle osseuse et cerveau.
50
Quelle molécule intervient dans le recyclage métabolique des bases ? Que permet-elle ?
Recyclage fait intervenir le PRPP (5 phosphoribosyl-pyrophosphate) qui donne un ribose-5-phosphate
51
Nommer 2 phosphoribosyltransférases (PRT)
Phosphoribosyltransférases (PRT) :
HGPRT : (HG = hypoxanthine-guanine)
APRT : (A = adénine)
PPRT : ( P = pyrimidine)
52
Quel est le rôle des phosphoribosyltransférases (PRT) ?
PRT associent bases azotées et le PRPP --> formation nucléotides
53
Quelles molécules imposent un contrôle sur les phosphoribosyltransférases (PRT)?
IMP et GMP inhibent HGPRT --> retrocontrole negatif .
| AMP inhibe APRT --> retrocontrôle négatif
54
Quelle maladie est liée au recyclage de bases azotées?
Maladie de Lesch Nyhan (troubles neuro graves : spasticité, retard mental, automutiliation et hyperuricémie) --> déficit en HGPRTase : hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transférase
55
Où a lieu la synthèse de novo des nucléotides ? Quelle molécule intervient dans la biosynthèse de novo des nucléotides ?
La synthèse des nucléotides = principalement dans le cytosol des cellules du foie (++++), de l'intestin et du thymus
PRPP : c'est un donneur de ribose 5-P
56
Quelles sont les molécules à l'origine de la synthèse des bases azotés ?
Origine de la synthèse des bases azotés = ac am (glutamine, aspartate et glycine) + tetrahydrofolate (THF) = primordial à ces voies de biosynthèses
57
Par quoi peut être causé un dysfonctionnement de la synthèse des nucléotides ?
Déficit en folate (vitamine B9) peut être à l'origine d'un dysfonctionnement de la synthèse des nucléotides
58
Quelles enzymes participes à l'inter-conversion des nucléotides ?
¤ Ribonucléotides réductase : permettent de transformer des ribonucléotides en désoxyribonucléotides, avec conso NADPH2
¤ Kinase : pour phosporyler les nucléotides et obtenir des composés à 2 phosphates (XDP) et des composés à 3 phosphates (XTP) avec conso ATP
59
Par quoi la synthèse des nucléotides est elle régulée ?
Synthèse des nucléotides = très régulée puisque les nucléotides exercent une inhibition sur les enzymes qui les produisent
60
Dans le noyau, comment se présente l'ADN?
Dans noyau : ADN compacté en fibres de chromatine (ADN n'est pas nu dans la cellule) = assos entre protéines (50% histone et 50% non histone) et double hélice ADN, selon un ration : 1/3 ADN pour 2/3 protéines
61
Quelles sont les différentes échelles de condensation de l'ADN ?
ADN (2 nm diamètre) < nucléosome (11 nm diam) < fibre condensée (30 nm diam)
62
Quel est le nv de compactions max de l'ADN ?
nv de compaction max = chromosome métaphasique (= mitose)
63
Comment est constitué un nucléosome ? A quoi correspond-t-il ?
- nucléosome = constitué d'un octamère d'histones (2 H2A, 2 H2B, 2 H3, 2 H4), autour duquel s'enroule une séquence d'ADN de 146 pb et ayant un superenroulement négatif
- queue des chaînes d'histone participent à la stabilisation du solénoïde
- entre 2 nucléosomes : ADN connecteur = 60 bp qui peut être dégradé par une nucléase
- nucléosome : unité de base de compaction de la chromatine
64
Donner les propriétés des histones
Propriétés des histones :
- petites prot fortement chargée + car riche en Arg (H3, H4) ou en Lys (H1, H2A et H2B)
- séquence en AA très conservée dans les espèces (fonction essentielle)
- interaction avec ADN electroneg
- subissent modif post-trad qui diminuent charge (phosphorylation, méthylation, acétylation, poly(ADP)ribosylation) : hypoacétylation conduit à une répression transcriptionnelle, hyperacétylation conduit à une activation transcriptionnelle
- régulent l'accessibilité de l'ADN à des prot de liaison à l'ADN ou DNA binding protein (ARN polymérase, facteurs de transcription...)
65
Qu'est ce qu'un Solénoïde ?
Solénoïde = ens structuré de plusieurs nucléosomes
66
A quoi servent les prot non histones dans les nucléosomes ?
prot non histone régule la compaction en nucléosome
67
Quel est le role de H1 ?
H1 ne fait pas partie du nucléosome MAIS participe à assemblage de 2 nucléosomes adjacents + participe a la compaction ADN sous forme de solénoïde
68
Que provoque la modification des histones ?
Modif des histones régule la compaction en nucléosome
69
Définir le génome
Génome : ensemble de info héréditaire d'un org --> ds chaque cellule
Il existe des génomes haploïdes (levures), diploïde (homme) ou tetraploïde (plantes)
ATTENTION pas de correlation entre cplxité organisme et taille du génome ou entre taille du génome et nb de gène
70
Présenter le génome des virus
ADN viral :
- double brin ou simple brin
- tjrs de petite taille
- généralement associé a des prot pour former capside virale
71
Quelle est l'organisation génomique chez les bactéries procaryote ?
ADN procaryote :
- Double brin circulaire
- compaction sous forme de chromosome circulaire unique
- association a prot --> formation nucléoïde
- nbreuse copie ADN double brin circu de petite taille = plasmide
- peu de séquence intergénique
- 1 seule origine de réplication
- partie codante > 90% --> majoritaire
- gènes organisés en opérons
72
Quelle est l'organisation génomique chez l'homme (= eucaryote) ?
ADN eucaryote (homme) --> cellule diplo = 46 chmes et cellule haplo = 22 autosomes + 1 chmes X ou Y
- bcp de seq intergenique
- 10^4 à 10^6 origines de réplications
- seq codante + seq non codantes
- centromère = pauvres en gènes
- telomère = dépourvu de gène
- ADN mito bicaténaire --> 2 à 10 copie + pas asso a histone + circulaire + trasmi par mère + phénomène hétéroplasmie (= ds 1 meme mito, pls version d'ADN)
73
Qu'est-ce qu'un transposon?
transposon = séquence d'ADN intergénique capable de se déplacer au sein du génome.
74
Qu'est-ce qu'un allèle?
la plupart des gènes sont en 1 seule copie sur un génome MAIS dans génomes diploïdes = 2 copies.
chaque copie = 1 allèle
1 allèle vient du père et l'autre de la mère.
75
Que signifie être hétérozygote?
hétérozygote = porteur de deux allèles différents pour un même gène
76
Que signifie être homozygote?
homozygote = porteur de deux allèles indentiques pour un même gène
77
Qu'est-ce que le polymorphisme?
polymorphisme= une population est polymorphe si 1 portion d'ADN a une variation de séquence correspondant à plusieurs formes alléliques dont la fréquence < a une certaine fraction de la population totale.
78
Définir gènes homologues.
gènes homologues ont une identité de séquence très importante.
79
Définir gène orthologues.
gène orthologues = 2 gènes identiques dans deux espèces --> l'identité suggère la même fonction dans les deux espèces--> le minimum d'identité pour être considéré comme orthologue dépend du degré d'éloignement des espèces.
80
Définir gène paralogues.
gènes paralogues = plusieurs gènes identiques au sein d'une même espèce. Ils constituent une famille de gènes, souvent concentrés dans régions = boites d'homologues. Ils codent pour des domaines fonctionnels. Peuvent avoir une même fonction ou une fonction partiellement différente.
81
En quoi consiste l'expérience de Griffith et de Avery ?
On a deux types de pneumocoques (bactéries très virulentes) : S (lisse) et R (rugueuse) injectés chez la souris. Leurs expériences ont permis de mettre en évidence l'importance des acides nucléiques dans le transfert d'info génétique grâce à plusieurs conditions expérimentales :
- S injectée dans souris : souris meurt
- R injectée dans souris : souris bonne santé
- R mélangée à S (inactivé par chauffage) injectée dans souris : souris meurt et S virulente tjr vivante -> virulence souche S a donc été réactivé
- R mélangée à capsule de S injectée dans souris : souris bonne santé
- R mélangée aux acides nucléiques de S (son contenu) injectée dans souris : souris meurt
- R mélangée aux acides nucléiques de S avec DNAses injectée à une souris : souris bonne santé
82
Quels sont les deux points importants du dogme de la biologie moléculaire ?
- transcription : transformer dans le noyau un ADN double brin en ARN simple brin
- ARN ensuite transporté dans le cytoplasme où il sert de support à la traduction en protéine
83
Où se trouvent les nucléotides ?
- composants acides nucléiques (ADN, ARN)
| - composants cofacteurs (NAD, FAD)
84
Quel le point commun entre les oses de l'ADN et l'ARN ?
Sont tous les deux des pentoses en anomérie béta
85
A quoi est relié le carbone 1' de l'ose ?
Base azotée
86
Que porte le carbone 2' de l'ose ?
Il porte l'OH du ribose ou le H du désoxyribose
87
Que porte le carbone 3' de l'ose ?
Il porte un -OH : il est situé à l'extrémité 3'OH du nucléotide
88
Que porte le carbone 4' de l'ose ?
Porte une fonction alcool en 5' qui sera phosphorylable
89
Que porte le carbone 5' de l'ose ?
Porte le phosphate : on parle de l'extrémité 5'phosphate du nucléotide
90
Compléter cette réaction : hypoxanthine + PRPP avec HGPRT ->
hypoxanthine + PRPP avec HGPRT -> IMP + PPi
91
Compléter cette réaction : guanine + PRPP avec HPPRT ->
guanine + PRPP avec HPPRT -> GMP + PPi
| à savoir : PRPP et PPi commun à guanine et adénine
92
Compléter cette réaction : adénine + PRPP avec APRT ->
adénine + PRPP avec APRT -> AMP + PPi
| à savoir : PRPP et PPi commun à guanine et adénine
93
Quel le mode de régulation de la biosynthèse de novo des purines monophosphates ?
En fonction besoin NJRtiques de la cellule, les nucléotides produits (AMP, GMP, IMP) exercent une inhibition sur les enzymes qui les produisent, avec un rétrocontrôle négatif sur la synthèse de PRPP
94
Comment fonctionne les chimiothérapies cancéreuses sur la biosynthèse de novo des nucléotides ?
5 fluorouracile est une inhibiteur de la thymidylate synthase qui catalyse la formation du dUMP en dTMP ce qui empêche la néosynthèse d'ADN dans les cellules tumorales.
95
Comment fonctionne les antibio sur la biosynthèse de novo des nucléotides ?
Le methotrexate (aminopterin, trimethoprim) inhibe la dihydrofolate réductase.
96
Après interconversion des nucléotides où vont les nucléotides néosynthétisés ?
Diffusent finalement depuis le cytosol vers le noyau
97
Cb de paire de base pour le génome haploïde humain ?
3x10^9 réparties sur 23 chromosomes
98
Cb de paire de base pour un chromosome ?
1,3x10^8 (soit un fil moléculaire d'environ 6cm de long, qui doit être compacté pour être contenue dans le noyau)
