Module 4 - Les méthodes moléculaires

Question 1

Les acides nucléiques forment une famille de biomolécules qui sont d’une importance capitale. Mais à quoi servent ces biomolécules?

Answer 1

L’information génétique est codée généralement par l’ADN

Question 2

Qu’elle est la biomolécule la plus célèbre?

Answer 2

L’ADN

Question 3

Comment peut-on décrire l’ARN?

Answer 3

C’est un polymère de quatre nucléotides où on retrouve les A, C et G, mais où la thymine T est remplacée par l’uracile U. Elle est souvent retrouvé sous la forme d’un brin simple ayant la capacité de se replié sur lui-même.

Question 4

Que peut-on dire sur l’importance de l’ordre dans lequel les quatres nucléotides se succèdent?

Answer 4

Ce ordre constitue la séquence du brin et c’est cette séquence qui porte l’information génétique. Les séquences d’ADN sont l’équivalent d’un langage. Les phrases formées par les séquences d’ADN constituent des gènes. Chacun des gènes encode pour une protéine.

Question 5

Quels sont les deux principaux éléments du dogme central de la biologie moléculaire qui décrit le flux de l’information dans la cellule entre les différentes biomolécules?

Answer 5

La transcription et la traduction

Question 6

Est-ce la transcription ou la traduction qui se fait en premier?

Answer 6

L’ADN qui contient l’information génétique est d’abord transcrit en ARN, puis cet ARN est traduit en protéine

Question 7

Le flux d’informations de la transcription et de la traduction est-il bidirectionnel ou unidirectionnel?

Answer 7

Unidirectionnel, sauf pour les virus qui ont la capacité de transformer leur ARN en ADN

Question 8

Qu’est-ce que la transcription et la traduction?

Answer 8

La transcription permet de copier des parties de l’information contenue sur l’ADN sous forme de molécules d’ARN. Ces molécules d’ARN, que l’on nomme ARN messager, peuvent aller à la renocntre des ribosome. Une fois rendu au ribosome, l’ARN messager est lu pour permettre l’assemblage d’acides aminés en protéine. La construction des protéines à partir de l’information contenue dans l’ARN messager se nomme la traduction

Question 9

En plus de contenir la traduction et la transcription, le dogme central de la biologie contient un autre élément important. Lequel?

Answer 9

La réplication

Question 10

Qu’est-ce que la réplication?

Answer 10

Lors de la réplication, les deux brins d’ADN se séparent et chaque brin de l’ADN se duplique afin de reformer une molécule semblable à celle d’origine. Dans la double hélice, les nucléotides d’un brin sont appariés avec les nucléotides de l’autre brin de manière très stricte: un A avec n T et un G avec un C.

Question 11

Quelles sont les 3 formes d’ARN connus?

Answer 11

1) Les ARN messagers
2) Les ARN ribosomaux
3) Les ARN de transfert

Question 12

Qu’est-ce que les ARN messagers?

Answer 12

Ils sont directement transcrits à partir de l’ADN original et seront traduits en protéines. La synthèse des protéines se fait en traduisant la séquence d’ARNm en séquence d’acides aminés.

Question 13

Si on fait une analogie avec la cuisine, l’ARNm représenterait quoi et le ribosome représenterait quoi?

Answer 13

L’ARNm serait une photocopie de la rectte originale et le ribosome serait le cuisinier qui prépare cette recette, la protéine

Question 14

Qu’est-ce que les ARN ribosomaux?

Answer 14

Ce sont des ARN qui ne codent pas d’information pour la synthèse des protéines. Ce sont des ARN structuraux qui, combinés à un certain nombre de protéines, vont former les ribosomes qui sont les organites complexes responsables de la traduction des ARN messagers en protéines. Ce sont les ARN les plus importants quantitativement dans une cellule puisqu’ils représentent plus de 80% de tous les ARN présents

Question 15

Qu’est-ce que les ARN de transfert?

Answer 15

Ce sont les molécules qui vont permettre l’insertion du bo acide aminé dans la protéine que le ribosome est en train de construire. Ils sont capables de reconnaitre la séquence des nucléotides sur l’ARN messager et d’introduire dans la protéine le bon acide aminé au bon moment

Question 16

Quel est le problème majeur des bactéries non-cultivables?

Answer 16

L’ADN peut servir à étudier les microorganismes qui sont non-cultivables, mais pour avoir assez d’ADN pour analyser les microorganismes, il fallait pouvoir les cultiver

Question 17

Quelle a été la solution trouvée pour contrer le problème des bactéries non cultivables?

Answer 17

Le principe de la réaction de polymérase en chaîne

Question 18

Qu’est-ce que le principe de la réaction de polymérase en chaîne?

Answer 18

Cette méthode permet d’amplifier d’environ un milliard de fois une séquence cible d’ADN à partir d’un échantillon d’ADN complexe pouvant contenir, aussi peu qu’une seule copie de la séquence que l’on veut amplifier. La méthode est possible grâce à un aspect biologique tout simple: Les enzymes qui synthétisent l’ADN, les polymérases à ADN normalement retrouvées dans toutes les cellules, peuvent synthétiser de l’ADN dans un tube en labo quand on leur fournit les réactifs adéquats.

Question 19

Une polymérase à ADN ne peut pas commencer la synthèse de l’ADN sans la présence de quoi?

Answer 19

Sans la présence d’amorces. Pour une polymérase en chaine, on utilise deux amorces: Ces amorces sont deux petits bouts d’ADN correspondant parfaitement au début et à la fin de la région à copier

Question 20

En 1988, une découverte à donné essor à la méthode de la polymérase en chaine. Quelle est cette découverte?

Answer 20

La découverte d’une ADN polymérase résistante à la chaleur vers 1988 donne un essor à cette méthode qui peut alors être automatisée avec l’invention des thermocycleurs. Ces machines font fluctuer la température de la réaction pour permettre les différentes étapes de celle-ci, et ce, à répétition jusqu’à l’amplification du segment désiré de copies

Question 21

Quels sont les 5 rôles de la méthode le la polymérase en chaine?

Answer 21

1) Diagnostiquer des maladies génétiques
2) Identifier rapidement des bactéries pathogènes
3) Faire des manipulations de l’ADN pour le clonage
4) Connaitre la biodiversité microbienne dans un environnement
5) Dénombrer les microorganismes

Question 22

Qu’est-ce que le séquençage de l’ADN?

Answer 22

Ce procédé permet de déterminer la nature et l’ordre des nucléotides.

Question 23

Pourquoi la première méthode de séquençage de l’ADN n’était pas très optimale?

Answer 23

À l’époque du séquençage du génome humain, une seule réaction pouvait coûter jusqu’à 20$ pour environ 1 000 paires de bases. Si on considère que le génome humain contient 3 milliards de paires de bases, il est facile de comprendre pourquoi le budget total dépassait le milliard de dollars.

Question 24

En réalisant que la premièreméthode de séquençage ne fontionnait pas, quelle a été celle qui a vue le jour?

Answer 24

C’est la méthode de séquençage à haut débit qui a vue le jour. Comparativement à la première méthode à un seul fragment à la fois, cette méthode permet de séqueçer des dizaines de milliers à des millions de fragments d’ADN dans une seule réaction

Question 25

Malgré les retombées majeures des méthodes de séquençage à haut débit, nous faisons face à de nouveaux défis. Lesquels?

Answer 25

Le premier est l’analyse de ces quantités astronomiques de données. Sans l’apport informatique, l’analyse de ces données n’est pas possible. Ainsi, la bio-informatique, une discipline récente, prend de plus en plus de place pour aider à développer des outils de gestion et d’analyse des données de séquençage générées. Le vrai défi pour les scientifique est de développer une nouvelle façon d’aborder ces données massives

Question 26

Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Est-ce que le microorganisme recherché est présent?

Answer 26

Grâce a la PCR, il était alors facile de détecter la présence d’un microorganisme partiuclier dans un environnement donné. Il faut connaitre la séquence du génome du microorgansime recherché afin de pouvoir élaborer des amorces adaptées

Question 27

Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Quelles sont les bactéries présentes dans un environnement donné?

Answer 27

Dans certains environnements, on souhaite connaître la diversité microbienne. Pour ce faire, on utilise la méthode de polymérase en chaîne et le séquençage des fragments d’ADN correspondant au gène de l’ARN

Question 28

Quels sont les 3 atouts particuliers du gène de l’ARN?

Answer 28

1) Il est présent dans toutes les bactéries et archées connues
2) Les régions entourant ce gène sont hautement conservées, c’est-à-dire qu’elles sont généralement les mêmes dans toutes les espèces bactériennes
3) Ce gène possède des régions variables qui permettent d’obtenir une signature unique pour chaque genre bactérien

Question 29

Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Combien sont-ils?

Answer 29

La méthode polymérase en chaîne en temps réel est une méthode identique à celle traditionnelle à l’exception près qu’elle permet de déterminer la quantité d’ADN ciblé dans l’échantillon et par déduction le nombre de microorgansimes possédant l’ADN détecté

Question 30

Quelles sont les questions auxquelles le séquençage à haut débit à permis de répondre?

Answer 30

1) Quels sont tous les gènes présents dans un environnement
2) Est-ce que certains de ces gènes peuvent avoir des applications industrielles ou médicales
3) Quels sont les gènes actifs dans un environnement à un moment donné