Module 12 Flashcards
1
Q
Quelle est l’histoire de la découverte de l’ADN?
A
En 1869, Friedrich Miescher, un biologiste suisse, découvrit dans le noyau des cellules une substance inconnue riche en azote et en phosphore qu’il baptisa « nucléine ». Cette nouvelle substance n’était ni d’origine protéique ni d’origine lipidique. Au XXe siècle, cette substance sera identifiée et nommée acide désoxyribonucléique (ADN).
2
Q
Le terme acide nucléique réfère à quoi?
A
Le terme « acide nucléique » réfère généralement aux 2 types de polymères linéaires constitués de nucléotides : l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN).
3
Q
Quels sont les fonctions des nucléotides?
A
Médiateur chimique (AMPc), source d’énergie et cofacteur dans les réactions enzymatiques.
4
Q
Quelle est la fonction des nucléosides?
A
Médiateur chimique (adénosine).
5
Q
Quelle est la fonction des dinucléotides?
A
Cofacteur dans les réactions enzymatiques.
6
Q
Quelles sont les fonctions de l’ARN?
A
Rôle catalytique à la manière d’enzyme (ribosymes, espèce d’ARN dans ribosome) et expression des caractères héréditaires.
7
Q
Quelle est la fonction de l’ADN?
A
Gardienne des caractères héréditaires.
8
Q
Quelles sont les monomères des acides nucléiques?
A
Les nucléosides et les nucléotides.
9
Q
De quoi sont formés les nucléosides?
A
Les nucléosides sont formés d’une base azotée et d’un ose reliés par un lien β-N-glycosidique.
10
Q
De quoi sont formés les nucléotides?
A
Les nucléotides sont des esters phosphoriques de nucléosides; c’est pourquoi on les appelle généralement «nucléosides phosphate». Ainsi, en plus d’une base azotée et d’un ose, un nucléotide contient un ou plusieurs groupements phosphate.
11
Q
Quelles sont les caractéristiques de l’ose dans les nucléotides et les nucléosides?
A
Dans les nucléosides et les nucléotides, on retrouve soit le ribose, soit le désoxyribose sous forme de furanose et toujours en configuration anomérique β. Nous avons vu dans le module 7 que le désoxyribose est un dérivé du ribose qui est dépourvu de groupement hydroxyle en C2.
12
Q
La nomenclature que l’on utilise pour les monomères et les acides nucléiques tient compte de quoi? Donnez des exemples.
A
La nomenclature que l’on utilise pour les monomères et les acides nucléiques tient compte du type d’ose présent. Ainsi, les ribonucléosides et les ribonucléotides contiennent du ribose, tandis que les désoxyribonucléosides et les désoxyribonucléotides contiennent du désoxyribose.
13
Q
L’ADN et l’ARN diffèrent à quels niveaux?
A
L’ADN et l’ARN diffèrent au niveau de l’ose. Les ribonucléotides sont les unités de construction des acides ribonucléiques (ARN), alors que les désoxyribonucléotides sont les monomères des acides désoxyribonucléiques (ADN).
14
Q
Quels sont le nucléotide, le nucléoside et l’acide nucléique associés au ribose?
A
Nucléoside : ribonucléoside
Nucléotide : ribonucléotide
Acide nucléique : ARN (acide ribonucléique)
15
Q
Quels sont le nucléotide, le nucléoside et l’acide nucléique associés au désoxyribose?
A
Nucléoside : désoxyribonucléoside
Nucléotide : désoxyribonucléotide
Acide nucléique : ADN (acide désoxyribonucléique)
16
Q
Les bases azotées sont des molécules hétérocycliques qu’est-ce que cela signifie? Par quoi sont caractérisés ces cycles?
A
Les bases azotées sont des molécules hétérocycliques, c’est-à-dire que ce sont des cycles composés d’atomes de carbone et d’azote. Ces cycles sont caractérisés par la présence de doubles liaisons conjuguées.
17
Q
Il y a 2 types de bases azotées dans les acides nucléiques. Quelles sont-elles?
A
Il y a 2 types de bases azotées dans les acides nucléiques : les pyrimidines et les purines.
18
Q
Quelles sont les 3 principales pyrimidines?
A
Les 3 principales pyrimidines sont la cytosine, la thymine et l’uracile.
19
Q
Quelle(s) pyrimidine(s) porte(nt) un groupement amine en position 4?
A
La cytosine porte un groupement amine en position 4.
20
Q
Quelle(s) pyrimidine(s) porte(nt) un groupement carboxyle en position 4?
A
L’uracile et la thymine.
21
Q
En quoi diffèrent la thymine et l’uracile?
A
La thymine diffère de l’uracile par la présence d’un groupement méthyle en position 5. La thymine est donc une forme méthylée de l’uracile. C’est pourquoi elle est parfois appelée la 5- méthyluracile.
22
Q
Où se retrouvent l’uracile, la thymine et la cytosine?
A
Uracile : ARN
Thymine : ADN
Cytosine : ADN ARN
23
Q
Comment sont formées les purines?
A
Les purines sont des bases azotées dérivées de la pyrimidine. Une purine est formée par la fusion d’un cycle pyrimidine et d’un cycle imidazole.
24
Q
Quelles sont les deux principales purines?
A
Les deux purines majeures sont l’adénine et la guanine.
25
Quelles sont les différences de structures entre l’adénine et la guanine?
L’adénine porte un groupement amine en position 6, tandis que la guanine porte un groupement carbonyle à cette position et un groupement amine supplémentaire en position 2.
26
Où sont présente l’adénine et la guanine?
Ces 2 bases sont présentes dans l’ADN et l’ARN.
27
Quelles sont les autres bases azotées présentes dans la nature? Où sont-elles présentes et comment sont-elles formées?
Il existe dans la nature d’autres bases azotées, dites « bases rares » ou « bases mineures ». On les retrouve parfois dans l’ADN, mais surtout dans l’ARN. Elles sont formées par la modification chimique (exemple : la méthylation) des bases azotées standards présentes dans les chaînes d’ADN ou d’ARN.
28
Pourquoi les bases azotées sont-elles des bases faibles?
Les bases azotées sont des bases faibles, car elles peuvent accepter des protons en milieu acide.
29
Les bases azotées ont-elles une charge au pH physiologique?
Au pH physiologique, elles ne sont pas chargées.
30
Les bases azotées ont-elles des structures planes? Circulaires?
Ces molécules ont des structures planes ou presque planes.
31
Comment décrire la solubilité des bases azotées?
Elles sont insolubles dans l’eau.
32
Les bases azotées sont des structures aromatiques. Quelle capacité cela leur permet-t-il?
Puisque les bases azotées sont des molécules aromatiques, elles ont la capacité d’absorber les rayons UV d’une longueur d’onde de 260 nm.
33
Le bases azotées ont-elles la possibilité de former des liaisons hydrogène? Si oui, en quoi cela est important?
Toutes les bases azotées présentées dans cette capsule peuvent participer à la formation de liaisons hydrogène. Ces liens H sont importants pour la formation de la double hélice d’ADN
34
Comment sont formés les nucléosides?
Les nucléosides sont formés par la liaison β-N-glycosidique d’une base azotée et d’une molécule d’ose.
35
Une liaison glycosidique implique quel carbone?
Une liaison glycosidique implique toujours le carbone anomérique de l’ose, ici le C1 aussi appelé 1’.
36
Pourquoi la liaison glycosidique dans un nucléoside est toujours en configuration β? Quels sont les différents types de liaison glycosidique?
Comme le résidu d’ose dans un nucléoside est toujours en configuration β, la liaison glycoosidique est elle aussi toujours de configuration β. Selon que la base azotée impliquée dans la liaison est une pyrimidine ou une purine, on sera en présence d’une liaison glycosidique de type β-N1 (pyrimidine) ou de type β- N9 (purine).
37
Pourquoi les nucléoside sont plus solubles dans l’eau que les bases azotées?
Les nucléosides sont plus solubles dans l’eau que les bases azotées seules, puisque les groupements hydroxyle de l’ose augmentent la solubilité de la molécule.
38
Comment sont nommés les nucléoside?
Les nucléosides sont nommés selon la base azotée qu'ils contiennent.
39
Comment nommer les ribonucléosides qui contiennent une pyrimidine? Donnez les exemples.
Pour les ribonucléosides contenant une pyrimidine, il faut ajouter le suffixe –idine au nom de la base. La cytosine devient donc la cytidine, l'uracile devient l'uridine et la thymine devient la thymidine.
40
Comment nommer les ribonucléosides qui contiennent une purine? Donnez les exemples.
Pour les ribonucléosides contenant une purine, on ajoute plutôt le suffixe –osine. Ainsi, l'adénine devient l'adénosine et la guanine, la guanosine.
41
À l’aide de la nomenclature, comment indiquer que nous sommes en présence d’un désoxyribonucléioside?
Pour indiquer que nous sommes en présence d'un désoxyribonucléoside, il suffit d'ajouter le préfixe désoxy- à l'avant du nom. Parce que la thymine est rarement retrouvée dans les ribonucléosides, la désoxythymidine est souvent appelée simplement thymidine.
42
Qu’est-ce qui différencie les nucléoside des nucléotides?
Un nucléotide est un nucléoside portant au moins un groupement phosphoryle (ou phosphate) attachée via un lien ester phosphorique.
43
Comment se forment les liens esters phosphoriques des nucléotides? Comment cela se passe-t-il pour le ribose et le désoxyribose? Quelle position domine?
Ces liens esters phosphoriques se forment entre l’acide phosphorique et l’un des groupements hydroxyles de l’ose. Pour le ribose, les positions 2’, 3’ et 5’ peuvent être phosphorylées. Le désoxyribose ne peut être phosphorylé qu’en position 3’ et 5’ puisque la position 2’ ne porte plus d’hydroxyle. Dans les nucléotides libres, les liens phosphoester en 5’ dominent.
44
Est-il possible que le même groupement phosphate forme deux liens ester phosphorique avec deux hydroxyles du même nucléoside?
Il arrive que le même groupement phosphate forme 2 liens esters phosphoriques avec 2 hydroxyles d’un même nucléoside.
45
Les nucléotides peuvent porter jusqu’à combien de groupements phosphates? Où et comment sont-ils liés?
Les nucléotides peuvent porter jusqu’à 3 groupements phosphates liés entre eux. Le 1ier groupement est lié à l’ose par un lien ester phosphorique. Cependant, les groupements phosphates supplémentaires sont ajoutés au premier via des liens anhydride phosphorique. Ces liens sont très riches en énergie.
46
Comment est nommé un nucléotide? Donnez un exemple.
Un nucléotide est nommé selon le nucléoside dont il dérive, suivi de la position phosphorylée et du nombre de groupement phosphate. Par exemple, un ribonucléoside phosphorylé en 5' et contenant une base adénine s’appellera une adénosine 5’-monophosphate, une adénosine 5’-diphosphate ou une adénosine 5’-triphosphate, selon le nombre de groupements phosphate.
47
Quelles abréviations sont fréquemment utilisées pour nommer les nucléotides?
Les abréviations NMP, NDP et NTP sont fréquemment utilisées. N représente tous les nucléotides, peu importe la base qu'ils contiennent. On peut remplacer le N par la première lettre de la base lorsque l’on veut être plus spécifique. On ajoute un d minuscule à l’avant du nom lorsqu’on est en présence de désoxyribonucléotides.
48
Les nucléotides sont-ils solubles dans l’eau? Quelle autre capacité ont-ils?
Les nucléotides sont solubles dans l’eau puisqu’ils contiennent plusieurs groupements ioniques et polaires. De plus, compte tenu de la présence de la base azotée, ils ont la capacité d’absorber les ultraviolets.
49
De quoi sont formés les acides nucléiques?
Les monomères d’acides nucléiques sont donc formés par la liaison de 2 ou 3 constituants :
Une base azotée qui est dérivée d’une purine ou d’une pyrimidine
Pyrimidines (cytosine (ADN, ARN), uracile (ARN) et thymine (ADN))
Purines (adénine (ADN, ARN) et guanine (ADN, ARN)) • Un monosaccharide
Ribose ou désoxyribose
Un à 3 groupements phosphoryle (aucun groupement phosphoryle dans les nucléosides)
50
Quelles sont les bases et leurs ribonucléosides?
Adénine = adénosine
Guanine = guanosine
Uracile = uridine
Thymine = thymidine
Cytosine = cytidine
51
Quels sont les ribonucléosides monophosphate?
AMP (Adénosine monophosphate)
GMP (Guanosine monophosphate)
UMP (Uridine monophosphate)
TMP (Thymidine monophosphate)
CMP (Cytidine monophosphate)
52
Quels sont les ribonucléosides diphosphates?
ADP (Adénosine diphosphate)
GDP (Guanosine diphosphate)
UDP (Uridine diphosphate)
TDP (Thymidine diphosphate)
CDP (Cytidine diphosphate)
53
Quels sont les ribonucléotides triphosphate?
ATP (Adénosine triphosphate)
GTP (Guanosine triphosphate)
UTP (Uridine triphosphate)
TTP (Thymidine triphosphate)
CTP (Cytidine triphosphate)
54
Quelle est la nomenclature des désoxyribonucléotides?
Pour la nomenclature des désoxyribonucléosides et des désoxyribonucléotides, il suffit d’ajouter le préfixe désoxy- avant le nom ou la lettre « d » en minuscule avant l’abréviation. Puisque la thymidine est presque toujours un désoxyribonucléoside, le préfixe « désoxy » n’est généralement pas utilisé.
55
Comment les nucléotides peuvent former des polymères de différentes longueurs? Donnez les exemples.
Les nucléotides peuvent former des polymères de différentes longueurs via la formation de liens phosphodiester.
Dinucléotide = 2 résidus de nucléotides
Trinucléotide = 3 résidus de nucléotides
Décanucléotide = 10 résidus de nucléotides
Oligonucléotide = 10-50 nucléotides
Polynucléotides (ARN ou ADN) = plus de 50 nucléotides
56
Qu’est-ce qu’on rencontre fréquemment dans les dinucléotides?
Dans les dinucléotides, on rencontre fréquemment un lien entre la position 5' de l’ose d'un des nucléotides et la position 5' de l'autre.
57
Qu’est-ce que les dinucléotides ont comme fonction?
Ils agissent comme coenzymes.
58
Le terme polynucléotide est utilisé pour décrire quoi?
Le terme « polynucléotide » est utilisé pour décrire les polymères dont les résidus sont réunis par des liaisons phosphodiester 3' - 5'
59
Comment former un polymère linéaire?
La formation de liens phosphodiester successifs entre plusieurs résidus de nucléotide résulte en un polymère linéaire.
60
Les polynucléotides constitués de désoxyribonucléotides ou de ribonucléotides sont nommés comment?
Les polynucléotides constitués de désoxyribonucléotides sont appelés acides désoxyribonucléiques (ADN), alors que ceux formés de ribonucléotides sont nommés acides ribonucléiques (ARN).
61
Quels sont les rôles des coenzymes durant une réaction?
Chaque coenzyme est spécifique pour une ou des réactions enzymatiques données. Lors de la réaction enzymatique, un groupement de la coenzyme est souvent transféré au substrat. La coenzyme peut également servir d’accepteur ou de donneur de protons ou d’électrons lors des réactions d’oxydoréduction.
62
Quelle est le nucléotide le plus fréquemment utilisé comme coenzyme?
L’ATP est le nucléotide le plus fréquemment utilisé comme coenzyme.
63
Par quoi et pourquoi sont utilisées les nucléosides triphosphates?
Les nucléosides triphosphates sont utilisés comme source de groupement phosphoryle par les kinases (enzymes phosphorylant les protéines).
64
Quels sont les groupements que l’ATP peut donner lors d’une réaction?
Un phosphoryle
Il peut également donner un groupement pyrophosphoryle, c’est-à-dire 2 groupements phosphates liés par un lien anhydride phosphorique.
Un nucléotidyle
65
Comment est obtenue la S-adénosylméthionine?
La S-adénosylméthionine est obtenue par la réaction d'un ATP avec une méthionine.
66
Quels sont les rôles de la S-adénosylméthionine?
Cette molécule est impliquée dans les réactions de méthylation. C'est le groupement méthyle qui est transféré lors de la réaction.
67
Quel est le nucléotide le plus commun étant très utile au métabolisme des sucres?
Le plus commun est l'uridine diphosphate glucose, aussi appelé UDP-glucose. Une molécule d'UDP-glucose donnera un groupement glycosyle lors des réactions de glycosylation.
68
Comment est formé un UDP-glucose?
Il est formé par la réaction entre un UTP et un glucose-1-P.
69
Comment sont formés Le NAD+ et le NADP+? En quoi ils diffèrent?
Ces sont des dinucléotides. Ils sont tous les deux formés par la liaison entre un AMP et un nucléotide contenant une base rare, la nicotinamide. Ces 2 molécules diffèrent au niveau de la position 2’ de l’AMP. Le groupement hydroxyle à cette position n’est pas phosphorylé dans le NAD+, alors qu’il l’est dans le NADP+.
70
Le + dans NAD+ et NADP+ indique quoi?
Le + dans NAD+ et NADP+ indique la charge locale de la base nicotinamide, le centre réactif de ces molécules.
71
Pour quelle raison la charge du NAD+ et du NADP+ est négative?
En raison des groupements phosphates, la charge nette de ces molécules est négative.
72
Les coenzymes NADP+ et NAD+ sont impliquées dans quoi? Comment sont appelées les formes résultantes?
Ces coenzymes sont utilisés dans la majorité des réactions d’oxydoréduction. Les formes oxydées ont la capacité d’accepter 2 électrons et un proton supplémentaire sur la base nicotinamide. Les formes réduites résultantes sont appelées NADH et NADPH.
73
Quelle est la différence entre le FMN et le FAD?
Le FMN est un mononucléotide. En revanche, le FAD est un dinucléotide. Ce dernier est formé d’un AMP lié à un FMN.
74
Le FMN et le FAD sont des coenzymes importantes lors de quoi? Comment se passe le processus?
Tout comme le NAD+ et le NADP+, le FMN et le FAD sont des coenzymes importantes lors des réactions d’oxydoréduction. Les 3 anneaux de la flavine constituent le centre réactif de ces molécules. La forme oxydée a la capacité d’accepter 1 ou 2 électrons sur les positions N-1 et N-5 de la flavine.
75
De quoi est formée la coenzyme A?
La coenzyme A est formée d’un nucléotide (le 3’-phosphoadénosine diphosphate), d’une molécule de panthoténate et d’une molécule de 2-mercaptoéthylamine.
76
Quel est le groupement réactif de la coenzyme A? Comment réagit-il?
C’est le groupement thiol à l’extrémité de cette molécule qui est le centre réactif. Ce groupement peut réagir avec un groupement acyle pour former un lien thioester.
77
Qu’est-ce qu’un acyle?
C’est le groupement fonctionnel qu’on obtient en enlevant l’hydroxyle d’un acide carboxylique, comme un acide gras. Le groupement acyle peut être de taille variable.
78
À quoi sert la coenzyme A?
Une coenzyme A portant un groupement acyle sert de cosubstrat lors des réactions d’acylation.
79
Quel est le plus petit groupement acyle que l’on peut obtenir? Comment nomme-t-on les réactions de transfert de ce type de groupement?
Le plus petit groupement acyle (CH3-C=O) provient de l’acide acétique (CH3COOH). On le nomme groupement acétyle et les réactions de transfert de ce type de groupement sont des réactions d’acétylation.
80
Qu’est-ce qu’une coenzyme liée à un groupement acétyle?
Lorsque la coenzyme A est liée à un groupement acétyle, on parle d’acétyle-CoA, une molécule très importante dans la cellule.
81
Que sont les nucléotides cycliques? Quels sont leurs rôles? Donnez un exemple.
Certains nucléotides possèdent une structure particulière dans laquelle un même groupement phosphate relie 2 carbones d’un même ose. On les appelle « nucléotides cycliques ». L’AMP cyclique (AMPc) constitue le meilleur exemple. Comme nous l’avons vu déjà vu, ce nucléotide joue le rôle de messager intracellulaire (second messager) dans certaines voies de transduction du signal.
82
Qu’est-ce que l’adénosine et son rôle?
L’adénosine, un nucléoside, agit comme une hormone dans la régulation du sommeil. Lorsque le niveau d’adénosine augmente, la sensation de fatigue apparaît.
83
Quel est l’effet de la caféine sur le corps?
La caféine combat la somnolence en bloquant les récepteurs neuronaux de l’adénosine.
84
Quelle est la source d’énergie la plus importante dans la cellule et comment cela fonctionne?
Les nucléosides triphosphates (NTPs) sont la source d’énergie chimique par excellence de la cellule, en particulier l’ATP. Leurs liens anhydrides phosphoriques sont hautement énergétiques. Puisqu’ils en contiennent 2, les NTPs stockent une quantité appréciable d’énergie sous forme de liaison covalente. L’hydrolyse de ces liens permet de libérer l’énergie au moment approprié.
85
Dans les cellules eucaryotes, où retrouve-t-on l’ADN?
Dans les cellules eucaryotes, l'ADN est principalement situé dans le noyau, mais on retrouve aussi de l’ADN dans des organites comme les mitochondries et les chloroplastes (ADN mitochondrial et ADN chloroplastique).
86
Chez les virus, qu’est-ce qui est le support de l’information génétique?
L’acide désoxyribonucléique est le support de l'information génétique chez toutes les cellules. Chez certains virus, l’ARN joue ce rôle.
87
Qu’est-ce que le génome?
Ce terme réfère à l’ensemble du matériel génétique d'un organisme vivant ou d’un virus.
88
De quoi sont composés les génomes des cellules et des virus?
Les génomes de toutes les cellules sont composés d’ADN double brin, alors que ceux de certains virus sont composés d’ARN.
89
Le génome est contenu dans quoi pour les bactéries? Et chez les eucaryotes?
Un génome peut être contenu dans une seule molécule d’ADN, comme c’est le cas pour la majorité des bactéries. Chez les eucaryotes, le jeu complet des différentes molécules d’ADN qui sont présentes dans le noyau (autrement dit, l’ADN correspondant au jeu haploïde des chromosomes chez les organismes diploïdes) constitue le génome.
90
Le génome d’un eucaryote ne comprend pas quel ADN?
Par convention, le génome d’un eucaryote ne comprend pas l’ADN mitochondrial et l’ADN chloroplastique.
91
À quoi correspond la structure primaire de l’ADN?
Tout comme pour les protéines dont la structure primaire correspond à la séquence des résidus d’acides aminés de la chaîne polypeptidique, la structure primaire de l’ADN correspond à l’ordre ou à la séquence des résidus de nucléotides de la chaîne polynucléotidique. La structure primaire correspond à la séquence d’un seul brin, même si l’ADN existe généralement sous la forme de double brin.
92
Quelle est la structure secondaire de l’ADN?
L’ADN est presque toujours sous forme dimérique puisque les 2 chaînes polynucléotidiques s’associent habituellement pour former une double hélice. La structure de cette double hélice correspond à la structure secondaire de l’ADN.
93
Quelles sont les structures tertiaires et quaternaires de l’ADN?
Les molécules d’ADN sont très longues et doivent être fortement compactées pour entrer dans la cellule. La condensation des molécules d’ADN est décrite par les structures tertiaires et quaternaires.
94
Comment sont liés les désoxyribonucléotides dans les brins d’ADN?
Dans chaque brin d’ADN, les désoxyribonucléotides sont reliés entre eux par des liens phosphodiester 3' - 5'.
95
Comment lit-on et écrit-on une séquence d’ADN?
Par convention, on lit et écrit une séquence d’ADN de l’extrémité 5’-P vers l’extrémité 3’-OH.
96
Dans le modèle de Watson et Crick, comment son associés les bases azotées? Qu’est-ce que possède la double hélice?
Dans cette structure, les bases azotées d’une chaîne polynucléotidique sont associées (à l’intérieur de l’hélice) aux bases azotées d’une autre chaîne en respectant les règles de Chargaff? La double hélice d’ADN possède un petit et un grand sillon à sa surface. Le sillon majeur permet aux enzymes impliquées dans la réplication ou la transcription d’avoir accès à l’intérieur de la double hélice.
97
Comment sont associés les A et les T?
Dans la double hélice, chaque adénine (A) présente dans un brin est appariée à une thymine (T) dans l'autre brin via 2 liens H.
98
Comment sont associés les G et les C?
Chaque guanine (G) d'un brin est appariée à une cytosine (C) sur l'autre brin par 3 liens H.
99
Vrai ou faux? Chaque purine (adénine ou guanine) est toujours associée à une pyrimidine (cytosine ou thymine).
Vrai.
100
Que sont les règles de Chargaff?
En analysant la composition de différents ADNs, Chargaff avait noté que les ratios de certaines bases demeuraient constants. La quantité d’adénine est toujours presque identique à celle de thymine, la quantité de guanine à celle de cytosine et la quantité de purines à celle de pyrimidines. C’est ce qu’on appelle maintenant les règles de Chargaff.
101
Pourquoi l’ADN est soluble dans l’eau?
L’ADN est soluble dans l’eau, car le squelette sucre-phosphate, qui contient de nombreux groupements polaires et chargés, est à l’extérieur de la double hélice en contact avec le milieu aqueux.
102
Qu’est-ce qui se situe à l’intérieur de la double hélice de l’ADN?
Les paires de bases forment des structures planes. Elles sont empilées à l'intérieur de la double hélice, formant une région hydrophobe. Leurs plans sont parallèles les uns par rapport aux autres, mais perpendiculaires par rapport au grand axe de l'hélice.
103
Dans le modèle de Watson et Crick pourquoi dit-on que les brins sont antiparallèles?
On dit qu’ils sont antiparallèles parce qu’ils ont des orientations opposées. En effet, l’extrémité 5’-P d’un brin se lie avec l’extrémité 3’-OH de l’autre brin, et vice versa.
104
Pourquoi selon le modèle de Watson et Crick on dit que les brins sont complémentaires?
Les brins sont complémentaires parce que chaque purine sur un brin est associée à la pyrimidine correspondante sur l’autre brin. À partir de la séquence d’un brin, on peut ainsi déduire la séquence de l’autre brin.
105
Comment décrire la conformation ADN-B?
L’ADN-B est la conformation la plus fréquente et on la retrouve lorsque le taux d’humidité est élevé. Sa structure correspond au modèle de Watson-Crick. Il s’agit d’une hélice droite.
106
Comment décrire la conformation ADN-A?
L’ADN-A est la structure la plus compacte. On l’observe lorsque le taux d’humidité est faible et dans les hybrides ADN/ARN qui se forment lors de la transcription. C’est également une hélice droite.
107
Comment décrire la structure ADN-Z?
L’ADN-Z est la structure la plus allongée. Il s’agit d’une hélice gauche qui existe à très faible taux d'humidité. On retrouve cette conformation dans les régions présentant une alternance de purines et de pyrimidines. Ces régions favorisent les interactions des bases avec des protéines régulatrices.
108
Comment les interactions hydrophobes stabilisent la structure d’ADN?
Les bases azotées, qui représentent la partie hydrophobe des nucléotides, se retrouvent toutes à l’intérieur de l’hélice ce qui crée des interactions hydrophobes.
109
Comment les forces de Van der Waals stabilisent l’ADN?
Comme les bases sont planes, elles s’empilent les unes sur les autres à l’intérieur de l’hélice de façon à être le plus proche possible les unes des autres. Les forces de Van der Waals sont donc maximales. Cet empilement des bases, qu’on appelle “base stacking” en anglais, rend l’intérieur de l’hélice inaccessible aux molécules d’eau.
110
Comment les liens H stabilisent l’ADN?
Les liaisons hydrogènes sont une autre force importante pour la stabilité de l’hélice. Comme nous l’avons vu, ces liens relient les bases entre elles. Les liens H à l’intérieur de la double hélice sont plus stables que les liens H en milieu aqueux parce qu’ils sont à l’intérieur de la zone hydrophobe. Ainsi, il n’y a pas de compétition avec les molécules d’eau. Des liens H sont aussi formés entre le squelette sucres-phosphates et le milieu aqueux, assurant la solubilité de l’ADN.
111
Comment les interactions ioniques stabilisent la structure de l’ADN?
Les groupements phosphates de l’ADN sont chargés négativement, on pourrait donc penser qu’il y a de la répulsion entre ces charges. Cependant, ces charges négatives sont neutralisées par des interactions ioniques avec des ions magnésium présents en solution.
112
Comment est exprimé le contenu en bases du génome humain?
Le contenu en bases est souvent exprimé en pourcentage de guanine et de cytosine (% G+C). Par exemple, le contenu G+C du génome humain est de 39,8 %.
113
Comment est donnée la taille des molécules d’ADN double brin?
La taille des molécules d’ADN double brin est exprimée en nombre de paires de bases (pb en français, ou bp en anglais). Pour les molécules plus longues, cette mesure est donnée en kilopaires de bases (kb, 1 kb = 103 pb), mégapaires de bases (Mb, 1 Mb = 106 pb), ou gigapaires de bases (Gb, 1Gb = 109 pb).
114
Vrai ou faux? La taille du génome est proportionnelle à la complexité d’un organisme.
Faux. La taille du génome n’est pas nécessairement proportionnelle à la complexité d’un organisme.
115
Comment varie la taille du génome chez différentes espèces?
La taille du génome varie de quelques kb chez les virus à plusieurs centaines de milliers de Mb chez certains eucaryotes. Le génome de la bactérie Escherichia coli fait 4,6 Mb, le génome humain 3,200 Mb (ou 3,2 Gb). La taille du génome n’est pas nécessairement proportionnelle à la complexité d’un organisme. Par exemple, la plante herbacée Paris japonica a un génome qui est près de 50 fois celui du génome humain.
116
Qu’est-ce que la dénaturation de l’ADN?
On appelle dénaturation de l’ADN le processus par lequel les 2 brins d’ADN se séparent complètement suite aux bris des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes.
117
Comment est provoquée la dénaturation de l’ADN? Où a-t-elle lieu?
La dénaturation de l’ADN n’a pas lieu dans les cellules, mais elle peut être provoquée in vitro. Les agents utilisés pour séparer les brins d’ADN sont la chaleur, un pH élevé, ou un agent chaotropique comme l’urée.
118
Qu’est-ce que l’effet hyperchrome ou l’hyperchromicité? Comment l’expliquer?
Lorsque la température de la solution d’ADN est augmentée jusqu’au point d’ébullition de l’eau, l’absorbance augmente fortement. Ce phénomène, appelé l’effet hyperchrome ou l’hyperchromicité, s’explique par le fait que les bases dans l’ADN double brin (ou bicaténaire) absorbent environ 40 % moins de lumière UV que les bases dans l’ADN simple brin (monocaténaire). L’empilement des bases à l’intérieur de la double hélice diminue leur capacité à absorber les rayons UV.
119
Qu’est-ce que la courbe de fusion?
Lorsqu’on reporte les valeurs d’absorbance de l’ADN en fonction de la température, on obtient une courbe sigmoïde appelée courbe de fusion.
120
Pourquoi la dénaturation est un phénomène coopératif?
Les liens H à l’intérieur de la double hélice sont plus stables que les liens H en milieu aqueux parce qu’ils sont à l’intérieur de la zone hydrophobe. Le bris des premières liaisons H entre les 2 brins demande plus d'énergie, puisque la structure de la double hélice est stable. Lorsque les premières liaisons H sont brisées, l'intérieur de l'hélice devient plus accessible aux molécules d'eau, ce qui facilite la rupture des liens adjacents. On dit que la dénaturation est coopérative parce qu'à partir du moment où le processus de dénaturation est amorcé, la vitesse de bris des liaisons s'accélère.
121
Qu’est-ce qui démontre que la dénaturation est un processus coopératif?
La forme sigmoïde de la courbe de fusion démontre que la dénaturation est un processus hautement coopératif.
122
Qu’est-ce que la température de fusion?
La température de fusion ou Tm (m pour « melting temperature) est la température correspondant à la moitié de l’augmentation d’absorbance observée, ou autrement dit à la température pour laquelle 50 % de l’ADN est dénaturé.
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La température de fusion d’un ADN est lié à quoi? Comment cela s’explique?
La Tm d'un ADN est intimement liée à sa composition en bases (A, T, C et G); en fait, cette valeur est directement proportionnelle au contenu en G+C. Cela s’explique en partie par le fait que le nombre de liens H est plus important entre les bases G et C qu’entre les bases A et T. Plus le % G+C est élevé, plus les liens H sont nombreux; donc, plus la température de fusion est élevée. Comme nous l’avons déjà vu, les brins de l’ADN ne se séparent jamais complètement dans les cellules; par contre, certaines régions sont dénaturées dans certains processus biologiques. Par exemple, lorsque l’ADN est dupliqué ou converti en ARN, il y séparation locale des brins (ou dénaturation locale), Il est alors plus facile de séparer les brins des régions qui sont plus riches en paires de bases A/T qu’en paires de bases G/C.
124
Comment renaturer correctement un ADN?
Il est possible de renaturer un ADN qui a été dénaturé complètement par la chaleur. Lorsque la solution d’ADN est refroidie lentement suite à la dénaturation, les paires de bases se reforment correctement. Par contre, lorsque la solution est refroidie rapidement (ex. en plaçant le tube contenant l’ADN sur la glace), les liaisons H entre les bases se reforment de façon non spécifique, produisant une structure désordonnée. Plusieurs techniques d’analyse d’ADN sont basées sur la dénaturation et la renaturation de l’ADN.
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Qu’est-ce que le dogme central de la biologie moléculaire? Est-ce que la version simple est réaliste?
Le dogme central de la biologie moléculaire décrit le flux de l’information génétique dans la cellule. L’ADN, qui contient l’information génétique, est d’abord transcrit en ARN, puis cet ARN est traduit en protéine. Même si cela correspond en grande partie à la façon dont est exprimée l’information génétique dans une cellule, cette description est un peu simpliste.
126
Qu’est-ce que la réplication de l’ADN?
La réplication est le processus par lequel l’ADN est dupliqué avant la division cellulaire.
127
Qu’est-ce que la transcription de l’ADN?
La transcription est le processus permettant de copier différents segments de l’ADN en ARNs (ARNs = ARN au pluriel). Il existe plusieurs classes d’ARN.
128
Qu’est-ce que la traduction de l’ADN?
La traduction est le processus par lequel les molécules d’ARNm sont converties en protéines.
129
Qu’est-ce que le phénomène de rétrotranscription?
Certains organismes ont la capacité de transformer leurs ARNs en ADN; on parle alors de rétrotranscription.
130
Vrai ou faux? Les séquences d’ARN ne sont jamais produites à partir d’une matrice protéique.
VRAI.
131
Qu’est-ce qui permet de traduire la séquence primaire d’une molécule d’ARNm en protéine? Quel est le processus? Y a-t-il des exceptions?
Le code génétique permet de traduire la séquence primaire d’une molécule d’ARNm en protéine. Ce code établit une correspondance entre un triplet de nucléotides, appelé codon, sur l’ADN (ou sur l'ARNm qui en dérive) et un acide aminé qui sera ajouté à la chaîne polypeptidique en cours de synthèse. Cette correspondance codon-acide aminé permet de résumer le code génétique sous forme d’un tableau. Sauf pour quelques rares exceptions, le code génétique est universel, c’est-à-dire que c’est le même pour tous les êtres vivants et les virus.
132
Des 64 codons possibles, combien spécifient les aa permettant la synthèse des protéines?
Des 64 (4X4X4) codons possibles, 61 spécifient les 20 acides aminés permettant la synthèse des protéines (c’est-à-dire les acides aminés standards ou protéogéniques).
133
Que sont des codons synonymes?
On appelle « codons synonymes » 2 ou plusieurs codons codant pour le même acide aminé.
134
Pourquoi dit-on que le code génétique est dégénéré?
On dit que le code génétique est dégénéré, puisque plus d’un codon peut coder pour le même acide aminé.
135
Quels sont les codons d’initiations et les codons STOP?
Le codon AUG, codant pour la méthionine, est le codon d’initiation de la traduction; ainsi, la plupart des protéines contiennent une méthionine à leur extrémité N-terminale. Les codons STOP, aussi appelés codons de terminaison ou codons non-sens, entraînent l’arrêt de la synthèse de la chaîne polypeptidique.
136
Les ARNs sont-ils monocaténaires ou bicaténaires?
Les ARNs sont des molécules monocaténaires (un seul brin) par opposition à l'ADN qui est bicaténaire.
137
Quelle est la structure d’une molécule d’ARN? Comment se forment-elles?
Les molécules d'ARN peuvent toutefois contenir des régions hélicoïdales, conférant ainsi une structure tridimensionnelle précise à certains types d’ARN. Ces régions en double hélice se forment à l’aide de liaisons H intracaténaires.
138
Quelle est la différence de taille entre l’ADN et l’ARN?
Une autre différence importante entre l’ARN et l’ADN concerne la taille. Les molécules d’ARN sont beaucoup plus courtes que l’ADN : elles varient de quelques dizaines à quelques milliers de nucléotides.
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Quelles sont les 3 principales classes d’ARN
ARNs ribosomaux (ARNr) = (80 % des ARNs cellulaires)
ARNs de transfert (ARNt) = (15 % des ARNs cellulaires)
ARNs messagers (ARNm) = (3 % des ARNs cellulaires)
140
Quels sont les rôles des ARNr?
Les ARNr sont des composants structuraux et fonctionnels des ribosomes, qui sont les sites de la synthèse protéique (ou traduction). Les ribosomes sont en fait des complexes nucléoprotéiques (ARNr + protéine). Chez les eucaryotes, ils sont localisés dans le cytosol. L’une des espèces d’ARNr a une activité catalytique; c’est donc un ribozyme.
141
Quels sont les rôles des ARNt?
Comme les ARNr, les ARNt participent à la traduction. Ce sont eux qui interprètent le code génétique. Ils se lient aux acides aminés et les acheminent aux ARNm localisés sur les ribosomes. Chaque codon de l’ARNm est reconnu par un ARNt, qui est associé avec un acide aminé particulier. Pour chacun des 20 acides aminés, on compte au moins un ARNt.
142
Que sont des ARNt isoaccepteurs?
Des ARNt différents peuvent porter le même acide aminé; ces ARNt sont appelés ARNt isoaccepteurs.
143
Que sont des ARNm?
Pour ce qui est des ARNm, ce sont des copies des segments d'ADN codant pour les protéines. Ils sont traduits au niveau des ribosomes.
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Que sont les petits ARNs? Quels sont leurs rôles?
Les ARNs restants (2 %), appartiennent à la catégorie des petits ARNs (small RNAs, en anglais). Il s’agit d’un groupe hétérogène comprenant plusieurs types d’ARN (par exemple : ARNsno, ARNmicro, ARNsi, et ARNpi). Comme les ARNr et ARNt, les petits ARNs sont non codants, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas traduits en protéine. Plusieurs interviennent dans la modification et la maturation de d’autres ARNs de même que dans la régulation de l’expression génétique. Certains exercent un rôle de défense en protégeant les cellules contre les infections virales.
