Les mécanismes de la variation génétique Flashcards
mutare
latin pour changer
Mutations
modification héréditaire dans la séquence d’ADN
Types de mutations
- changement d’une seule paire de nucélotides
- addition, délétion d’une ou de 2 paires de nucléotides codants dans le gène.
Ampleur des mutations
- microlésions: mutations ponctuelles (1 seule paire de bases à un endroit donné)
- macrolésions: insertion, délétion, inversions, duplications, translocations. Plus rares.
Modalités
-mutations spontanées: occasionnellement, sans agent (inducteur) provocateur
- mutations induites: agent mutagène
- L’agent peut être de nature chimique ou physique et provoquer un changement génotypique ou phénotypique
mutations spontanées
-sans exposition à un agent externe
- soit d’erreurs dans la réplication de l’ADN (ex: tautomérisation: isomères structuraux en équilibre et qui passent de l’une des formes à l’autre.)
cétone –> imine/énol
- soit de l’action d’éléments mobiles comme les transposons
-Les mutations spontanées peuvent résulter de lésions de l’ADN ou d’erreur de réplication.
Mutations avec tautomérisation
-La tautomérisation et les mutations par transition
-13.1a -Les bases sont en général sous forme de cétone
Peuvent prendre une forme imine ou énol.
Alors cela peut laisser de la place à des substitutions d’une purine par une autre d’une pyrimidine par une autre.
A-T et G-C : normalement
AC- et GT: appariement de tautomères énoliques
-13.1b- Il s’agit de substitutions de bases.
On a des
- mutations de transition (purine- (remplace) purine et pyrimidine- pyrimidine) . Sont relativement fréquentes.
-des mutations par tranversion (plus rares): purine remplace pyrimidine ou l’inverse.
Additions et délétions
- erreur de réplication
- addition ou délétion de nucléotides
- l’appariement de la matrice et du nouveau brin sont déplacé
- 13.2
Lésions de l’ADN
- Possibilité de perte de base: le nucléotide purique est dépuriné. –Le site apurinique ne s’appariera pas normalement.
- Perte de pyrimidine: formation d’un site apyrimidique
- Des radicaux libres ou du peroxyde modifient les bases (ex: G s’oxygène et s’apparie avec avec A et non avec C (formes réactives de l’oxygène)è
L’insertion
- Les mutations se font au hasard indépendamment de la présence de tout agent. Spontanées. Les insertions inactivent les gènes. Très fréquents chez E. coli.
- Mais on a aussi émis des hypothèses de mutations dirigées ou adaptatives (par ex. bactéries dans un milieu avec lactose)-hypothèse pour s’adapter.
Hypermutation
-en cas de privation, de stress nutritionnel. Les bactéries peuvent faire de nombreuses mutations et celles qui marchent vont faire que les plus adaptées vont survivre.
mutation induites
- Tout agent qui endommage l’ADN, modifie sa chimie ou interfère avec son fonctionnement induira des mutations.
- Plusieurs types d’agents mutagènes: tableau 13.1
a) Les analogues de base- Les agents qui modifient l’ADN
b) Les agents d’intercalation
c) Les agents physiques( radiation)
- Les agents qui modifient l’ADN
a- Les analogues de base
- Ressemblent aux bases normales et peuvent être incorporées dans la chaine polynucléotidique en croissance lors de la réplication de l’ADN.
- Ils ont des capacités d’appariement différentes et donc engendrent des mutations stables.
- Ex: 5 Bromo uracyle est un analogue de la thymine. Il a un tautomère (frome cétone à énol) qui permet une liaison T-G et non TA
Les agents qui modifient l’ADN
- Changent la structure d’une base et altèrent ses propriétés d’appariements.
- Méthyl nitrosoguanidine: ajoute des CH3 à la Guanine qui s’apparie avec la Thymine
- Hydroxylamine – modifie l’ADN- hydroxyler un carbone au niveau de la cytosine va se lier avec T au lieu de G
13. 3
c- Les agents d’intercalation
-Déforment l’ADN provoquant ainsi
- des insertions
- des délétions
d’une seule paire de nucléotides.
-Exemples d’agents d’intercalation: les acridines (proflavine et orange d’acridine)
-De nombreux mutagènes sont cancérigènes; endommagent les bases à tel point que l’ADN ne peut plus servir de matrice pour la réplication.
Les radiations
UV: provoquent la formation de dimères de thymine entre pyrimidines adjacentes
- endommagent les bases directement
- Radiations ionisantes, RX, aflatoxine B1, benzopyrènes: délétion de bases, cassures de brins ou de chromosomes
- Aflatoxine (dans arrachides) –Aspergilus flavius cancer primitif du foie
Effet des mutations
-Mutation directe: le type sauvage (phénotype/génotype) passe à un type mutant
-Peut être réversible (restaure le changement survenu)
-au même site: mutation réverse
-à un autre site: mutation
suppressive
-Supressive intragénique: au
sein du même gène
-Supressive extragénique: sur
un gène différent
a-Mutations de gènes codant pour une protéine
-Mutations silencieuses
-Mutations faux-sens (mis sense)
-Mutations non-sens
-Mutations par déphasage (ou glissement du cadre de lecture) fig. 13.6 Frameshift
-Mutations morphologiques
-Mutations létales
-Mutations conditionnelles (environnement)
-Mutations biochimiques (auxotrophes, protrophes)
-Mutants de résistance: antibiotiques, agents chimiques
tableau 13.2
Auxotrophes vs prototrophes
Auxotrophes: Trp-
Prototrophes: Trp + (peuvent synt Trp)
-Pas besoin de fournir leur nutriments, ils peuvent les synthétiser
Mutations par déphasage (ou glissement) du cadre de lecture
Insertion de GC
Mutations généralement néfastes et donnent des phénotypes mutants (protéines non fonctionnelles)
Peptide tronqué (codon Stop ou non sens.
Possibilité de réparer suite à une mutation suppressive intra génique
13.4
-Mutations trop nocives et donnent des phénotypes avec des protéines non fonctionnelles ou des codons STOP.
types de mutations
-Mutation morphologiques
-Mutations létales
-Mutations conditionnelles (température) permissive)
-Mutations biochimiques
-Mutant auxotrophes: ont besoin d’une molécule en particulier pour croitre car ont perdu cette capacité.
-mutant protrophe: mutant
incapable de croître dans un
milieu minimal à moins que la
molécule manquante ne soit
fournie. – C, N,. Ph (différent de
la souche sauvage
organotrophe)
-Mutant de résistance: à un
antibiotique ou un agent
chimique.
-Auxotrophes et mutants de R
sont importants en génétique
microbienne
Mutations dans les séquences régulatrices
- Celles qui se produisent dans des séquences de protéines régulatrices -Ex: lac opéron chez E. coli -La mutation sur le site opérateur donne des séquences qui ne sont plus reconnues par le répresseur. Donc les gènes de la β galactosidase sont transcrits de manière continue.
Mutations dans les gènes des ARNt et ARNr
- Modification du phénotype en désorganisant la synthèse protéique.
- Croissance ralentie
- Des cas de mutations sur l’ARNt (mutation suppressives) peuvent rétablir la croissance normale ou presque normale
La détection et l’isolement des mutants
-Observer le phénotype obtenu (albinos ou pigmenté)
Phénomène rare (mutant) (10-7 – 10-11) mais possible et même inductible (10-3 ou 10-6) avec mutagènes
-Mutagènes: augmentent chance de mutants 10-710-3
