Module 8 - PCR/VNTR Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la PCR permet de faire?

A

La PCR permet de choisir un segment d’ADN dans un génome et d’amplifier cette séquence de manière exponentielle afin d’en obtenir des millions de copies.

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2
Q

Quelles sont les caractéristiques de l’ADN polymérase Taq et quel est son rôle?

A

L’ADN polymérase Taq a été isolée à partir de la bactérie thermophile Thermus aquaticus. Sa température optimale est à 72°C et peut résiter aux température élevées (95°C). C’est donc une enzyme qui résiste très bien à la chaleur. Son rôle est de polymériser des chaînes d’ADN ne dépassant pas généralement 4 kb.

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3
Q

Combien de copies obtient-on à la fin d’une polymérisation.

A

Puisque le nombre de copies double à chaque cycle, on obtient 2 exposant n copies, n étant le nombre de cycles. La séquence cible augmente donc de façon exponentielle. La formule pour prédire le nombre total de copies de la séquence cible (Y) est Y = x 2 à la n, où x est le nombre initial de copies.

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4
Q

De quelle façon l’ADN polymérase Taq ajoute-elle des nucléotides lors de l’élongation (synthèse du brin complémentaire)?

A

La polymérase Taq ajoute des nucléotides toujours vers l’extrémité 3’ du nouveau brin synthétisé, donc se déplace de 5’ vers 3’.

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5
Q

Quel appareil est utilisé pour produire des changements de température à chaque cycle?

A

Un thermocycleur

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6
Q

Quel est l’ordre des températures utilisées pour un protocole typique de PCR?

A

1) Dénaturation: 95°C pendant 30 à 60 s
2) Hybridation (appariement) des amorces: Température d’appariement (Tm - 5°C) pendant 30 à 60 s; se situe normalement entre 40-65°C
3) Élongation: 72°C pendant 30 à 60 s

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7
Q

Qu’est-ce que représente la température de fusion (Tm)?

A

C’est la température à laquelle 50% des molécules d’amorce sont associées à la matrice.

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8
Q

Quelle est la relation entre la Tm d’une amorce et sa longueur et son % G+C?

A

Tm = (4 x nb de G+C) + (2 x nb de A+T)

Donc la Tm est plus élevée lorsque le %G+C augmente et lorsque l’amorce est plus longue. Pour faire varier la température d’appariement, on peut donc jouer avec le nombre de G, C, T et A.

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9
Q

De quoi dépend la durée de l’élongation?

A

De la longueur de la séquence cible (qui se synthétise à une vitesse de 1 kb/min).

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10
Q

Pourquoi le nombre total de cycle doit être égal ou inférieur à 30?

A

Parce qu’au-delà de 20 à 25 cycles, l’enzyme Taq polymérase est de moins en moins efficace (passages successifs à 95°C) et la réaction atteint un plateau.

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11
Q

Quelle étape supplémentaire est effectuée à la fin du dernier cycle et pourquoi?

A

Une étape d’élongation pour s’assurer que la synthèse de tous les brins est complète.

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12
Q

Qu’est-ce qu’une amorce?

A

Une amorce est une courte séquence d’ADN, complémentaire au début d’une matrice, servant de point de départ à la synthèse du brin complémentaire de cette matrice par l’enzyme ADN polymérase Taq. La séquence des amorces doit toujours être présentée dans l’orientation 5’ vers 3’.

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13
Q

Comment les amorces permettent-elles la spécificité de la PCR?

A

Les amorces permettent l’amplification spécifique de la séquence comprise entre les extrémités 5’ des deux amorces. Autrement dit, les amorces permettent de définir spécifiquement la séquence de l’amplicon.

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14
Q

Quelles caractéristiques les amorces doivent-elles avoir?

A

1) Les amorces doivent avoir une Tm semblable (moins de 5°C de différence)
2) L’extrémité 3’ de chaque amorce doit s’apparier parfaitement au gabarit
3) Pour une amplification sur du génome humain, les amorces devraient avoir au moins 17 nucléotides de longueur
4) Les amorces doivent avoir une longueur entre 15 à 35 nucléotides

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15
Q

Quelles caractéristiques les amorces NE doivent-elles PAS avoir?

A

1) Les amorces ne doivent pas être complémentaires (pouvoir s’apparier ensemble)
2) Les amorces ne doivent pas avoir la capacité de former des structures secondaires (hairpin)
3) Les amorces ne doivent pas nécessairement débuter par un nucléotide particulier

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16
Q

Les amorces sont-elles comprises dans la longueur du fragment amplifié?

A

Oui

17
Q

Qu’est-ce qu’un oligonucléotide?

A

Polymère d’acides nucléiques composés entre 10 et 50 résidus de nucléotides.

18
Q

Nommer quelques applications de la PCR.

A

1) Détection d’organismes pathogènes ou virus (ex: tests PCR de Covid-19)
2) Analyse de l’expression de gènes spécifiques pour suivre le développement du cancer et évaluer les effet d’un traitement
3) Identification d’individus en médecine légale par l’analyse de polymorphismes

19
Q

Vrai ou Faux? La séquence du génome (génotype) d’un individu est similaire à celle d’un autre individu de la même espèce (similarité de 99,9% chez l’humain).

A

Vrai

20
Q

Qu’est-ce qu’un polymorphisme génétique?

A

C’est les variations de séquence (régions variables de l’ADN) parmi les individus d’une population (fréquence d’au moins 1%). En moyenne, il y a une variation tous les 1000 nucléotides.

21
Q

Quels sont les différents types de polymorphismes d’ADN?

A

1) Variations ponctuelles appelées SNP (single nuclotide polymorphism) dans lesquelles un nucléotide est remplacé par un autre.
2) STR (short tandem repeat) qui sont des polymorphismes de répétition (microsatellites)
3) VNTR (variable number of tandem repeats) qui sont aussi des polymorphismes de répétition (minisatellites)

Les STR et VNTR peuvent être analysés par PCR, donc servir pour l’identification d’individus.

22
Q

Quelles sont les différences majeures entre les STR et les VNTR?

A

STR (microsatellite): 2 à 6 nucléotides, 5 à 50 répétitions, environ 5x10^5 sites par génome

VNTR (minisatellite): 16 à 25 nucléotides, 10 à 500 répétitions, environ quelques centaines de sites par génome

23
Q

Sur quel chromosme est situé le VNTR du locus pMCT118?

A

Sur le chromosome 1

24
Q

Quelles sont les caractéristiques principales du locus pMCT118?

A

1) Motif répété de 16 nucléotides
2) Présent dans une région non codante (comme la plupart des régions polymorphiques)
3) N’est pas associé à aucune maladie ni à une prédisposition (phénotypiquement neutre)

25
Q

Dans l’analyse d’un gel d’amplification PCR et VNTR, comment peut-on distinguer un individu homozygote d’un individu hétérozygote?

A

Si le puit contient 2 bandes distinctes, l’individu est hétérozygote.

26
Q

Dans l’analyse d’un gel d’amplification PCR et VNTR, comment peut-on distinguer l’individu ayant le plus de répétitions du VNTR dans son génome?

A

En identifiant le puit où la bande est la plus haute (ayant le moins migré).

27
Q

Pourquoi est-il possible de retrouver plus de 2 bandes dans un même puit?

A

Cela indique un manque de spécificité, un problème technique. On ne tient donc pas compte des bandes d’intensité plus faible.

28
Q

Pourquoi la fluorescence est double dans les puits contenant une seule bande?

A

Comme on a 2 copies de la même allèle, on a 2x plus d’ADN qui se retrouve dans cette bande.