Module 4 - Les méthodes moléculaires Flashcards
Les acides nucléiques forment une famille de biomolécules qui sont d’une importance capitale. Mais à quoi servent ces biomolécules?
L’information génétique est codée généralement par l’ADN
Qu’elle est la biomolécule la plus célèbre?
L’ADN
Comment peut-on décrire l’ARN?
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.
Que peut-on dire sur l’importance de l’ordre dans lequel les quatres nucléotides se succèdent?
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.
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?
La transcription et la traduction
Est-ce la transcription ou la traduction qui se fait en premier?
L’ADN qui contient l’information génétique est d’abord transcrit en ARN, puis cet ARN est traduit en protéine
Le flux d’informations de la transcription et de la traduction est-il bidirectionnel ou unidirectionnel?
Unidirectionnel, sauf pour les virus qui ont la capacité de transformer leur ARN en ADN
Qu’est-ce que la transcription et la traduction?
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
En plus de contenir la traduction et la transcription, le dogme central de la biologie contient un autre élément important. Lequel?
La réplication
Qu’est-ce que la réplication?
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.
Quelles sont les 3 formes d’ARN connus?
1) Les ARN messagers
2) Les ARN ribosomaux
3) Les ARN de transfert
Qu’est-ce que les ARN messagers?
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.
Si on fait une analogie avec la cuisine, l’ARNm représenterait quoi et le ribosome représenterait quoi?
L’ARNm serait une photocopie de la rectte originale et le ribosome serait le cuisinier qui prépare cette recette, la protéine
Qu’est-ce que les ARN ribosomaux?
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
Qu’est-ce que les ARN de transfert?
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
Quel est le problème majeur des bactéries non-cultivables?
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
Quelle a été la solution trouvée pour contrer le problème des bactéries non cultivables?
Le principe de la réaction de polymérase en chaîne
Qu’est-ce que le principe de la réaction de polymérase en chaîne?
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.
Une polymérase à ADN ne peut pas commencer la synthèse de l’ADN sans la présence de quoi?
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
En 1988, une découverte à donné essor à la méthode de la polymérase en chaine. Quelle est cette découverte?
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
Quels sont les 5 rôles de la méthode le la polymérase en chaine?
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
Qu’est-ce que le séquençage de l’ADN?
Ce procédé permet de déterminer la nature et l’ordre des nucléotides.
Pourquoi la première méthode de séquençage de l’ADN n’était pas très optimale?
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.
En réalisant que la premièreméthode de séquençage ne fontionnait pas, quelle a été celle qui a vue le jour?
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
Malgré les retombées majeures des méthodes de séquençage à haut débit, nous faisons face à de nouveaux défis. Lesquels?
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
Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Est-ce que le microorganisme recherché est présent?
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
Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Quelles sont les bactéries présentes dans un environnement donné?
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
Quels sont les 3 atouts particuliers du gène de l’ARN?
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
Comment a-t-on pu répondre à la question suivante: Combien sont-ils?
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
Quelles sont les questions auxquelles le séquençage à haut débit à permis de répondre?
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
