Les acides nucléiques et structures des génomes Flashcards
Quels sont les modules élémentaires des acides nucléiques ?
Ils sont sous le nombre de 4 : ce sont les bases
Quels sont les 2 catégories de bases ?
Il y a les bases pyrimidiques composées d’une pyrimidine et les bases puriques composées d’un noyau purine
Qu’est-ce qu’un noyau purine chimiquement ?
C’est la combinaison d’une pyrimidine et d’un imidazole
Quelles sont les bases pyrimidiques ?
- cytosine avec un groupement amine
- thymine avec un carbonyle à la place
- uracile avec aussi un carbonyle sans le méthyl
Qu’est-ce que la différence entre une thymine et un uracile ?
La thymine possède un groupement méthyl absent chez l’uracile, et se trouve dans l’ADN alors que l’uracile se trouve dans l’ARN
Quelles sont les bases puriques ?
- guanine avec un carbonyle en 6 et un amine en 2
- Adenine qui possède le groupement amine à la place du carbonyle
Quelle est la relation entre les bases ?
Elles peuvent s’appareiller : c’est la complémentarité des bases, paires de bases dites “Watson-Crick”
Quelles bases s’apparient ensemble ?
Les bases puriques s’apparient avec des bases pyrimidiques, plus précisément la guanine avec la cytosine et l’adénine avec la thymine (uracile dans l’ARN) = ATGC
Comment l’appariement est-il possible ?
Grâce à des liaisons hydrogènes : 2 pour l’adénine avec la thymine et 3 pour la guanine et la cytosine
Donner un exemple de modifications de bases physiologiques
La méthylation des cytosines créant des ilots CpG jouant dans la régulation de l’expression génétique
Donner un exemple de modifications de bases pathologiques
La désamination oxydative transformant une cytosine en uracile et une adénine en hypoxanthine
De quoi d’autre sont composés les acides nucléiques ?
D’un squelette ose et d’acide phosphorique
Quel est l’ose concerné dans le squelette ose des acides nucléiques ?
Un pentose, aldose se cyclisant, formant un hétérocycle furane, numéroté en “ ‘ “
Quel est l’hétérocycle furane de l’ADN ?
C’est le 2’ désoxyribose puisqu’il ne possède pas de groupement hydroxyle à son carbone 2’, d’où le nom Acide DésoxyriboNucléique
Quel est l’hétérocycle furane de l’ARN ?
C’est le ribose qui lui possède l’hydroxyle en 2’, d’où son nom Acide RiboNucléique
Quel est le rôle du 3’OH ?
Il est crucial pour la formation de l’acide nucléique à travers la polymérisation
Quel est le rôle du 2’OH ?
Il rend l’ARN labile (et donc plus faible accessoirement), sensible à l’hydrolyse alcaline
Qu’est-ce qu’un nucléoside ?
C’est une base associée à un sucre
Comment se forme un nucléoside ?
Par liaison N-osidique du 1’ du pentose et de l’amide en 1 pour la pyrimidine et en 9 pour la purine
Qu’est-ce qu’un nucléotide ?
C’est une base et son sucre associés à un phosphate (un acide phosphorique H3PO4)
Comment se forme un nucléotide ?
Par liaison ester avec l’alcool en 5’ (il y a condensation et élimination d’eau)
Quels sont les bases de l’ADN ?
Quels sont les bases de l’ARN ?
Quels sont les nucléosides de l’ADN ?
Quels sont les nucléosides de l’ARN ?
Quels sont les nucléotides de l’ADN ?
Quels sont les nucléotides de l’ARN ?
Quelles sont les caractéristiques des nucléotides (rôles, fonction) ?
- constituants des acides nucléiques
- source d’énergie sous forme triphosphate
- co-enzymes en tant que dinucléotides
- participent dans la signalisation cellulaire (AMPc, GMPc)
- synthèse de polyosides (UDP-glucose)
Donner des exemples de nucléotides sources d’énergie
ATP et le GTP (les seuls)
Donner des exemples de dinucléotides co-enzymes
Les couples d’oxydo-réduction indispensables au métabolisme cellulaire : NAD+/NADH et NADP+/NADPH,H+, transporteurs d’électrons
En soit, qu’est-ce que les acides nucléiques ?
Ce sont des polymères de nucléotides
Comment se fait cette polymérisation ?
Par liaison ester entre le 3’OH et le O du groupement phosphate en 5’
Qu’induit cette polymérisation ?
Elle définit un sens : 5’-P vers 3-OH libre, les polymères sont orientés ainsi les bases s’apparient spécifiquement
Quelle est la structure de l’ADN ?
C’est un double brin de polymère de nucléotides, double hélice avec le squelette ose-phosphate vers l’extérieur et les bases au centre dont le plan est quasi perpendiculaire à l’axe de l’hélice
Quelles sont les caractéristiques des brins de l’ADN ?
- complémentaires
- anti parallèles ou tête - brèche
- stabilisés par des liaisons hydrogènes et interactions hydrophobes
Quelle est la particularité de la conformation de l’ADN ?
Plusieurs conformations existent : ADN A, ADN B et ADN Z, et le reste des questions touchent sur l’ADN B
Quelle est la hauteur d’un tour d’hélice ?
34 Angström par tour d’hélice
Quel est le diamètre de l’hélice ?
20 Angström
Combien y a-t-il de bases par tour d’hélice ?
10 bases
Que forme la structure de l’ADN ?
Elle forme deux sillons : le petit sillon et le grand sillon
Qu’est-ce que les sillons ?
Ce sont des zones d’interactions ADN-protéines (facteurs de transcription)
Quelle est la propriété cruciale de l’ADN ?
Elle se dénature de façon réversible
Comment dénaturer l’ADN ?
Par rupture des liaisons hydrogène
- in vivo, lors de la réplication/ transcription à l’aide d’enzymes
- in vitro, par chaleur, pH, solvants organiques (urée, formamide)
Qu’indique la dissociation puis reformation à l’identique ?
C’est la base de la transmission de l’information génétique
Quelle est la structure de l’ARN ?
C’est un simple brin de polymères de nucléotides avec un appariement intrachaine des bases conduisant à des structures complexes : structures secondaires tige/boucle
Quelles sont les particularités des ARN au niveau de sa structure ?
Il n’est jamais non structuré, non associé à des protéines et différents types d’ARN existent, avec des propriétés biologiques
Quels sont les différents types d’ARN ?
- ARNm l’ARN messager
- ARNt l’ARN de transfert
- ARNr l’ARN ribosomal
- l’ARN non-codant (miARN…)
Quelles sont les caractéristiques des ARN ribosomaux ?
- l’ARN le plus abondant
- partie intégrante des 2 sous-unités du ribosome
- 4 types : 5S, 5.8S, 18S et 28S chez l’homme
- indispensables à la fonction des ribosomes
Quel est l’autre nom de l’ARN de transfert ?
L’aminoacyl-tRNA
Quelle est la structure de l’ARNt ?
Sa structure tertiaire caractéristique en trèfle
Quelle est la fonction de l’ARNt ?
Il apporte aux ribosomes les acides aminés correspondants, c’est une molécule adaptatrice pour la synthèse des protéines
Qu’est-ce que les microARNs (miARN) ?
Ce sont des petits ARN (21 à 24 nucléotides en général), simple brin, non codants, subissant une maturation
Quelle est la structure des miARN ?
Une structure tige-boucle caractéristique
Quelle est la fonction des miARN ?
Ils inhibent la traduction ou dégradent selon le degré de complémentarité entre miARN et ARNm
Qu’est-ce que le génome ?
C’est l’ensemble des éléments génétiques codants et non codants d’une cellule, d’un individu, il comprend le génome nucléaire et des organelles (mitochondries ou chloroplastes chez les végétaux)
Quel est l’état du génome chez les procaryotes et les eucaryotes ?
Non enveloppé chez les procaryotes et enveloppé chez les eucaryotes
Qu’est-ce que l’ADN codant ?
C’est un ADN qui conduit à une protéine et qui est donc transcrit et traduit en protéine
Qu’est-ce que l’ADN non codant ?
- ADN transcrit mais non traduit (introns, ARNt, ARNr…)
- séquences répétées en tandem (satellites, microsatellites)
- séquences répétées dispersées : transposons, rétrotransposons (pouvant s’insérer dans un génome et se déplacer d’un site à l’autre) …
- pseudogènes (gènes “fossiles”)
Quelle est la particularité des génomes d’un organisme à l’autre ?
Sa taille est très variable
A quoi est corrélée cette taille des génomes ?
Elle est corrélée à la proportion d’ADN non codant ainsi l’Homme possède le plus grand génome mais la plus petite proportion d’ADN codant
Quel est le pourcentage de l’ADN codant chez l’Homme et chez les procaryotes ?
Chez l’Homme : 1,5% de l’ADN code des protéines
Chez les procaryotes : 90% de l’ADN est codant
Quelles sont les caractéristiques du génome eucaryote ?
- linéaire, de grande taille
- nécessité de compaction
- réparti sur 1 ou plusieurs chromosomes
Quel est l’entité de base du génome (ou du chromosome ?) ?
C’est le gène
Qu’induit la grande taille de l’ADN au niveau de la réplication d’un chromosome ?
Le besoins de plusieurs origines de réplication par chromosome
Quelle est la caractéristique de la densité de gènes ?
Elle est non homogène
Comment se fait la compaction de l’ADN ?
Grâce aux nucléosomes (histones + ADN enroulé) qui vont ensuite s’assembler etc.
Qu’est-ce qu’un nucléosome ?
C’est un octamère d’histones (H2A, H2B, H3 et H4) x 2 formant le core, et un enroulement de 146bp d’ADN autour du core et un histone connecteur H1
Comment sont liés deux nucléosomes ?
Par linker d’ADN de 50bp
Quelle est la particularité des modifications de l’histone ?
Elles participent à la régulation de l’expression des gènes
Qu’est-ce qu’une chromatine ?
C’est l’ensemble ADN avec des protéines (histones et non histones) existant sous 2 états
Quels sont les 2 états possibles d’une chromatine ?
- hétérochromatine : fortement compactée, inactive
- euchromatine : moindre compaction, plus grande accessibilité, contient les gène transcrits
Quand est-ce que la chromatine se condense-t-elle ?
Lors de la division cellulaire
Quelles sont les différentes parties des chromatides d’un chromosome ?
- Hétérochromatine constitutive
- Euchromatine
De quoi est composé l’hétérochromatine constitutive (tout le temps hétérochromatine) ?
- centromères : séquences répétées nécessaires au maintien des chromatides filles
- télomères : séquences répétées nécessaires au maintien de la taille des chromosomes
Comment la chromatine peut-elle changer d’état ?
- par modification des histones
- par remodelage de la chromatine
Explicitez la modification des histones
Au niveau de l’acétylation ou non des lysines des histones
Explicitez le remodelage de la chromatine
C’est un repositionnement des nucléosomes à l’aide des complexes SWI/SNF, c’est un mécanisme actif ATP-dépendant et rend une zone accessible (activation) mais peut aussi rendre moins accessible (répression)
Qu’est-ce qu’un gène ?
C’est une séquence d’acide désoxyribonucléique (ADN) qui code un ARN fonctionnel (pas nécessairement une protéine)
