Mutations et réparations Flashcards
Qu’est-ce qu’une mutation ponctuelle?
quand peu de nucléotides sont affectés
Nommez deux types de mutations ponctuelles par substitution de bases et spécifiez.
- transition (pyrimidine -> pyrimidine et purine->purine )
- transversion (purine -> pyrimidine et vis versa)
Mis appart les mutations par substitution de bases nommez 2 autres types de mutations ponctuelles
- insertion de pb
- déletion de pb
si ce n’est pas des mutations ponctuelles ce sont des mutations causant des changements drastiques, nommez en 2 exemples?
- large insertions de délétions (ex: transposons)
- réarrangement de chromosomes ou réarrangement entre chromosomes (ex: recombinaison aberrantes)
vrai ou faux le taux global de mutations spontanés est assez bas
vrai environ 10^-6 à 10^-11 par génération cellulaire
qu’est-ce qu’un point chaud?exemple?
un site plus susceptible à subir des mutations
ex: micro satellites (répétitions de 2, 3, 4 nucléotides: CACACA)
( alors les enzymes de la réplication réplique plus difficilement ces séquences avec fidélité :effectuent des dérapaient ce qui augmente ou diminue le nombre de répétitions présentes = pathologie possible )
Pourquoi les micro satellite sont des point chauds
un site plus susceptible à subir des mutations car répétitions de 2, 3, 4 nucléotides: CACACA, alors les enzymes de la réplication réplique plus difficilement ces séquences avec fidélité :effectuent des dérapaient ce qui augmente ou diminue le nombre de répétitions présentes = pathologie possible
Que peut provoquer l’expansion des répétitions de triplets de gènes (CAG, CGG) dans certains gènes? exemple
provoque des pathologies : Maladie Huntington
Qu’est-ce que la maladie Huntington?
- syndrome neurodégénératif
- expansion du triplet CAG car (glutamine) dans la huntingtine (série de glutamine) : il y a un seuil critique de 35-37 répétitions qui peut enclencher la formation d’agrégats (fibrilles amyloïdes) entravant la fonction cellulaire
Pourquoi est-ce qu’il y a un seuil critique de 35-37 répétitions du triplet CAG dans la maladie Huntington?
car la séquence polyglutamine perturbe l’interaction normale entre le domaine riche en glutamine du facteur Sp1 et le domaine riche en glutamine TAFII130 (s-u d’un facteur de transcription TFIID), ce qui interfère dans la transcription de gènes dans les neurones cérébraux
vrai ou faux il peut y avoir mutations suite au passage de la polymérase
vrai, elle n’est pas exempte d’erreurs
de combien la polymérase augmente la fidélité de la réplication?
d’un facteur de 10
quand est-ce qu’une erreur devient permanente (mutation)
si elle n’est pas réparée, elle devient permanente (une mutation) lors d’un 2e cycle de réplication de l’ADN
quelle est la solution au fait que la polymérase peut laisse des mésappariment chez E Coli?
un système de réparation qui augmente la fidélité de 100x à 1000x
le système de réparation de E Coli augmente la fidélité de réparation de 100x à 1000x en faisant quoi? (2)
- essayant de détecter les mésappariment avant la prochaine réplication
- corrigeant le bon nucléotide sur le nouveau brin
Comment procède en détail le système de réparation de E Coli
un dimère MutS repère les déformations
1- MutS cause un renflement prononcé de l’ADN, puis change de conformation
2- MutS attire MutL et vont activer MutH
3- MutH clive un brin de l’ADN près du site du mésappariment
4- attire UvrD (ADN hélices II), qui sépare les brins d’ADN
5- une exonucléase digère le brin d’ADN déplacé
6-ADN polymérase 3
7-ADN ligase
Quel rôle joue Dam méthylase? permet quoi? (CHEZ E COLI)
méthylation à la fourche de réplication, permet de distinguer brin nouveau et parentaux
Décrire l’action de la Dam méthylase (CHEZ ECOLI)
méthylation à la fourche de réplication, permet de distinguer brin nouveau et parentaux:
1-Dam méthylase méthyle les résidus A des séquences 5’-GATC-3’ qui sont distribués dans le génome (tous les environ 256 pb (4^4) , alors ces séquences sont biméthylé
2- lorsque biméthylé = prêt à la réplication
3- une fois fraichement répliqué, c’est hémiméthylé pendant un petit moment (qq minutes) avant que Dam méthylase viennent méthylé
vrai ou faux dam méthylase se retrouve chez les eucaryotes
faux, chez E coli
Quel est le lien entre le rôle de la Dam méthylase et le système de réparation, chez E coli?
MutH (celui qui clive pour permettre la réparation) reconnait et se lie aux sites hémiméthylés, puis le complexe MutS-MutL vient s’associer à MutH pour l’activer. Donc la réparation est seulement possible sur un nouveau brin étant hémiméthylé
vrai ou faux la réparation chez E coli est possible sur un brin biméthylé
faux : sur brin hémiméthylé
vrai ou faux la réparation des mésappariment chez E coli est bidirectionnelle
faux elle est directionnelle
Expliquer pourquoi la réparation des mésappariment chez E coli est directionnelle
l’exonucléase en action dépend de quel côté du mésappariment (5’ ou 3’) MutH à couper le brin d’ADN : toujours voir comme si le complexe MutS-MutL veut rejoindre MutH (qui est sur un site hémiméthylé) (dans ce sens là)
ex: 3’ ———-MutH ———(Muts-^-MutL)——— 5’
5’ ———————— ————-3’
vrai ou faux les cellules eucaryotes utilisent aussi MutS, MutH et MutL
faux, utilisent des homologues
Nommez les homologues de E coli qu’utilisent les eucaryotes pour la réparation des mésappariments (5 choses)
-MSH
homologue de MutS
plusieurs homologues ont des spécifités différentes (mésappariment simple, insertion, délétions)
-MLH et PMS
homologue de MutL
-AUCUN homologue pour MutH et AUCUN système de reconnaissance utilisant l’hémiméthylation de l’ADN
-système de réparation capable de cibler le brin ayant une césure (ex: brin d’Okazaki)
-le mécanisme de reconnaissance du brin parentale vs le brin continue n’est pas connu
Suite a quoi il peut y avoir des mutations ?
dommage à l’ADN : radiation, agents chimique mutagènes …
vrai ou faux il peut y avoir des dommages spontanés de l’action de l’eau à l’ADN
vrai
Nommez les types de dommages hydrolytiques les plus fréquents (3) et décrire
1- désamination de la cytosine
C -> U (uracile)
pas normal! devrait pas être dans ADN donc reconnu
2- dépurination de la guanine
G -> OH (désoxyribose apurinique)
pas normal! devrait pas être dans ADN donc reconnu
3- désamination de 5’-méthylcytosine
5-mc -> T (thymine)
passe inaperçue car base normale de l’ADN!! (point chaud de mutation spontané)
Nommez un exemple de point chaud de mutation spontané!
3- désamination de 5’-méthylcytosine
5-mc -> T (thymine)
passe inaperçue car base normale de l’ADN!! (point chaud de mutation spontané)
dans l’eau
Nommez les types de dommages hydrolytiques un peu moins fréquents (3)
- désamination : A -> hypoxanthine
- désamination: G -> xanthine
- dépurination de l’adédine
= tous reconnu comme pas normaux!
Que permet le test d’Ames?
-identification d’agents cancérigènes par leurs pouvoirs mutagènes
décrire en détail le test d’Ames permettant l’identification d’agents cancérigènes par leurs pouvoirs mutagènes
1- utiliser une souche bactérienne dont l’opérons responsable de la biosynthèse de l’histidine est mutant
2- ces cellules peuvent juste croitre sur un milieu contenant de l’histidine alors si observe sur gélose sans hispide : soit rien ou 2-3 présents (mutations spontanés)
3- on peut tester différents mutagènes qui pourrait renverser l’inhibition de la synthèse de l’histidine : si fonctionne, sur gélose on observe une mutation induite (si seulement 2-3 présent = fonctionne pas c’est seulement des mutations spontanées)
4- certaines produits chimiques ne sont pas mutagènes au départ mais le deviennent par l’action d’enzymes du foie (qui peut les rendre mutagènes), donc avant d’insérer les produits chimiques on les traite avec un mélange d’enzymes du fois
5- les produits chimiques identifiés comme cancérigènes peuvent ensuite être traités chez les animaux
Expliquer le dommage à l’ADN par alkylation
-transfert de méthyl ou éthyle sur les b.a ou les groupements phosphates du squelettes d’ADN
Expliquer le dommage à l’ADN par oxydation
- par des dérivés réactifs de l’oxygène généré par des radiations et des agents chimiques qui génère des radicaux libres (OH-, H2O2, O2-)
- oxydation de la guanine en OXOG qui peut se pairer à A ou C
Expliquer le dommage à l’ADN par radiation
-par des rayons UV (environ 260 nm) qui sont fortement absorbé par les b.a
conséquence: fusion intracaténaire de pyrimidines : t-t ou T-c
-par des rayons ionisants (gamma et X) causant des cassures bicaténaire de l’ADN (directement ou indirectement) difficiles à réparer
ex: agents clastonégiques
vrai ou faux par les uv les purines peuvent faire des dimères
faux les pyrimidines
Sachant qu’il y a des mutations possible par des analogues de bases et des agents intercalant, décrivez la mutation par analogues chimique
ressemble assez aux bases pour être utilisés dans la synthèse des nucléotides puis incorporez à l’ADN lors de la réplication (engendre des pairages erronés ex: 5-bromouracile)
Sachant qu’il y a des mutations possible par des analogues de bases et des agents intercalant, décrivez la mutation par agents intercalant
des molécules plates constituées de plusieurs anneaux polycyclique qui se lient aux bases purines et pyrimidines : cause la délétion ou insertion de une ou qq paires de bases pouvant provoquer un décalage dans le cadre de lecture
Expliquer en détail le fonctionnement ds agents intercalant
- insertion d’un nucléotide par polymérase en face de l’agent intercalant lors d’une insertion
- lors d’un délétion : déformation de la matrice d’ADN par la présence de l’agent intercalant menant l’ADN polymérase à sauter par dessus un nucléotide (change la distance entre les b.a et peut aller jusqu’à la doubler)
Nommez un exemple d’agent intercalant
bromure d’éthidium
Qu’est-ce que la photoréactivation? enzyme impliqué?
- enzyme a besoin de lumière pour jouer son action
- réparation par inversion d’une altération
- ADN photolyase capte et utilise l’E de la lumière pour rompre les liaisons covalentes reliant 2 pyrimidines adjacents
Est-ce que la photoréactivation est possible naturellement chez l’humain?
non, car photolyse absente chez l’humain
photolyase provient d’extrait de plancton et introduite dans des liposomes pour mieux passer dans les cellules de la peau (dans ce cas possible) = ex en mettre dans crème solaire
Décrire le retrait d’une base d’un groupement méthyle. Avantageux?
réparation par inversion d’un altération
ex: retrait d’un groupe méthyle d’une base méthylé comme l’O^6 méthyltransférase
: transfert du groupe méthyl sur l’un des résidus cystéines de l’enzyme
pas très avantageux car l’enzyme ne peut être utilisé qu’une seule fois $$$$
Décrire la réparation par excision d’une base (BER)
- ADN glycosidase utilise un mécanisme de pivotement de base pour reconnaitre et enlever la base altéré en hydrolysant la liaison glycosidique
- étape endonucléotique retire le déoxyribose basique du squelette d’ADN (retire aussi les déoxyribose basique produits par des hydrolyse spontanés)
- ADN pol de réparation et ADN ligase termine la réparation en utilisant le brin inacte comme matrice
Pour la réparation par excision d’une base (BER) combien de ADN glycosidase existe? pourquoi? exemples?
11 ADN glycosidase chacune spécifique à un type de lésions
ex: une glycosidase spécifique reconnait les p.b OXOG :A et enlève le A pour le remplacer par un C
Décrire la réparation par excision de nucléotides (NER) : en général (caractéristiques)
- aucune reconnaissance spécifique de lésions
- reconnaissance de la déformation de la forme de l’hélice
- enlève un petit segment d’ADNdb incluant la lésion
- synthèse de l’ADN manquant par le polymérase
Nommez des exemples de causes de la réparation par excision de nucléotides (NER)
- dimères T-T
- dimères T-C
- présence de groupement additif
- encombrement sur une base
Décrire la réparation par excision de nucléotides (NER) précisément chez E coli
4 protéines principales: UvrA, UvrB, UvrC, UvrD UvrA détecte les déformations dans l'ADN UvrB sépare localement les brins d'ADN UvrB recrute UvrC UvrC recrute UvrD (ADN hélicase) ADN ploymérase et ADN ligase
vrai ou faux les bactéries sont incapables d’enlever les dimères T-T ou T-C, si les gènes Uvr sont mutés
vrai car nécessite la réparation par excision de nucléotides (NER) mais peut pas car les outils pour soit Uvr sont mutés
Décrire la réparation par excision de nucléotides (NER) précisément chez humain
système de réparation identique à E coli mais avec plus de protéines impliqué (25)
E COLI: 4 protéines principales: UvrA, UvrB, UvrC, UvrD UvrA détecte les déformations dans l'ADN UvrB sépare localement les brins d'ADN UvrB recrute UvrC UvrC recrute UvrD (ADN hélicase) ADN ploymérase et ADN ligase
humain: XPC: détecte les déformations de l'ADN XPA et XPD: activité hélicase RPA: protéines SSB ERCC1-XPF: endonucléase du côté 5' XPG: endonucléase du côté 3' ADN pol: synthèse du segment d'ADN ADN ligase: répare les brèches d'ADN
TFIIH important dans le processus de réparation car comprend 2 s-u : XPA et XPD qui: 1
1-séparent les brins d’ADN lors de l’initiation de la transcription de l’ADN
2- séparation des brins d’ADN au niveau d’une lésion qui amorce la NER
vrai ou faux si humains a besoins de réparation par excision de nucléotides (NER) il a simplement besoins de recruter ses protéines Uvr
Faux, Uvr sont les protéines chez e coli pour l’humain c’est plutôt XPC, XPA, XPD….
lorsque l’ADN polymérase se bute à une lésion quels sont les deux possibilités?
ADN polymérase recule ou se détache de l’ADN pour permeyyre à la réparation d’être faite (par des enzymes de réparation)
Quels sont les rôles des 2 s-u : XPA et XPD de TFIIH chez eucaryote
1-séparent les brins d’ADN lors de l’initiation de la transcription de l’ADN
2- séparation des brins d’ADN au niveau d’une lésion qui amorce la NER
Qu’est-ce que Xeroderma pigmentosum (Xp)?
maladie rendant la peau très sensible au rayonnement du soleil
- des mutations dans 7 gènes sont associé à la XP
XPA, XPC, CPD, XPF, XPG
(tous codent pour un protéine impliqués dans la NER)
= démontre l’importance de ces gènes dans la réparation des dommages à l’ADN par les rayons UV
Nommez une variante de Xeroderma pigmentosum (Xp)? et ce qui se produit
XP-V
(causé par une mutation dans le gène XPV codant pour l’ADNpoly Pol n)
cette polymérase est normalement capable de polymérisation translésionnelles en ajoutant des A en face des dimères de T
mais l’enzyme muté est incapable alors laisse place à d’autres polymérase translétionnelle qui augmente la fréquence de mutation en ajoutant n’importe quelle p.b
Décrire la voie NHEJ chez les mammifères (caractéristiques)
- ligatures des extrémités non-homologues
- protège et aménage les extrémités avant de les liguer ensemble
- les séquences perdues cause de la cassure et ne sont pas restaurés = voie mutagène
- appariment approximatif entre les séquences monocaténaires dépassant les extrémités
quelle est la voie de réparation principale des cassures chez les eucaryotes supérieurs?
la voie NHEJ
vrai ou faux la voie NHEJ chez les mammifères est une voie de réparation fidèle
faux, assez infidèle mais mieux que rien
Décrire précisément la voie NHEJ chez les mammifères
1-liaison aux extrémités de Ku
2-recrutement de ADN-Pkcs
3- recrutement de Artemis (une exonucléase 5’-3’ et endonucléase si phosphore par ADN-pks)
4-digestion des séquences simples brins cassés
5-ligatures des extrémités catalysé par la ligase 4
Qu’est ce que la réparation des cassures dans l’ADN par recombinaison homologues (caractéristiques)
- on régénère les régions d’ADN détruites lors de l’aménagement des brins au niveau de site de cassure
- implique la dispo d’un autre copie du chromosome (chromosome homologue)
- présence d’une cassure dans l’un des deux homologues
Décrire précisément la réparation des cassures dans l’ADN par recombinaison homologues
- digestion d’un brin de chaque extrémité formée par la cassure pour obtenir des queues d’ADNsb (dont les extrémités sont 3’-OH)
- les queues d’ADNsb envahissent le duplex d’ADN homologue et s’apparie avec leurs séquences complémentaire de l’ADN homologue
- élongation des extrémités 3’-OH en utilisant l’ADN du duplex homologue comme matrice
oui on peut réparer par excision de base ou synthèse mais il se peut tout de même que pas complètement efficace, alors que se passe-t-il? solution?
ADN poly peut rencontrer une lésion dans l’ADN qui peut être un obstacle à sa progression (ex: dimère de pyrimidine ou site apurinique)
la machinerie de réplication doit franchir cette obstacle sinon réplication s’arrête
Qu’est-ce qui empêche l’arrêt de la réplication si ADN pol rencontre un obstacle (lésions) qui n’a pas été réparé?
la synthèse translésionnelle: mécanisme de sécurité permettant à la machinerie de réplication de dépasser les sites de lésions (oui introduit des erreurs mais mieux qu’une traduction incomplète du chromosome)
à quoi peut-on comparer la synthèse translésionnelle
SOS mécanisme d’urgence
Décrire la synthèse translésionnelle chez E coli
la synthèse de l’ADN au site de dommage est catalysé par un ADN polymérase particulier : de façon indépendante de la matrice et ne lie pas la matrice ce qui permet de synthétiser de l’ADN par dessus la lésion (beaucoup d’erreur mais mieux que die)
1- ADNsb induit l’activation de RecA
2-Destruction du represseur transcriptionnel (LexA par RecA)
3- expression DinB, UmuC et UmuD
4-activation par Reca de UmuD (UmuD’ = forme active)
en gros, ADN pol 3 rencontre T-T et reste bloqué! Donc se défait grâce aux étapes 1 à 4 et synthèse par UmuD’ (qui synthétise sur la lésion : de manière aléatoire), puis se décroche et relais place à Pol 3
vrai ou faux UmuD’ met des nucléotides de manière non spécifique sur la lésion
vrai : réplication translésionnelle : SOS
vrai ou faux certains polymérase translésionnelles sont spécifiques
vrai mais majorité non!
ex: ADN pol n est spécifique et ajoute des A en face des dimères T:T , mais sinon les autres non! comme pol K lui n’est pas spécifique mais mieux que rien
Décrire la synthèse translésionnelle chez mammifères
2 options:
1- Ubiquitination
(ajout de l’ubiquitine sur l’anneau coulissant PCNA: engendre le recrutement d’une ADN poly translésionnelle : déplacement de ADN pol réplicative le temps de la synthèse du segment d’ADN en face de la lésion)
bref, ADN pol petite bombe lie à l’anneau se décroche à cause de l’ubiquitine sur l’anneaux puis laisse place à l’ADN polymérase translésionnelle avant de reprendre sa place
2- ADN poly replicative saute le site de la lésion, par un événement de réamorce (brin continu) ou par le début d’un nouveau brin (brin discontinue)
il en résulte donc d’une brèche que l’ADN poly translésionnelle rempli après donc + vite car ADN pol petite bombe n’a pas besoin de se décrocher
