Recombinaison Flashcards
Décrit la réparation des bris bicaténaire et la recombinaison
- NHEJ: non précis; perte de séquence
- Réparation en utilisant la région homologue du chromosome homologue: réparation résulte en un changement dans la région à l’endroit où à eut lieu le bris
- Recombinaison homologue: échange réciproque le long du segment d’ADN
Quelles sont les deux option de réparation de bris bicaténaire lorsqu’il n’y a pas de brin intacte disponible?
- NHEJ
- Liaison des bouts homologues
Décrit le mécanisme de NHEJ
- Nucléase et/ou polymérase enlève quelques pb des deux côtés à l’endroit du bris bicaténaire pour générer soit des bouts francs ou de l’ADN simple brin
- Bouts franc sont joints par ligation = perte de séquence d’ADN OU pairage entre de courtes séquences d’ADN mais moins importante
- Coupure des séquences simple brin et non pairées puis ligation. Perte de séquences d’ADN
Nomme les protéines de la voie NHEJ et leur utilité
- Ku: complexes protéiques se liant à l’endroit du bris et qui glissent sur l’ADN. Recrutement des enzymes de réparation
- Nucléases: (DNA-Pks) activées lors de la liaison a Ku et phosphorylent les enzymes de réparation
- Exonucléases et ADN pol: modifient les extrémités avant l’étape de ligation
5, ADN liase (et protéines accessoires): vont lier les bouts d’ADN
Est ce que Ku est exclusif au procaryotes?
Non, elle est conservée entre les bactéries et les eucaryotes
Décrit la de réparation de bris bicaténaire basé sur l’homologie
Utilise des séquences homologues:
En utilisant le chromosome homologue similaire à l’ADN endommagé mais pas identique, on procure une matrice pour la réparation des bris bicaténaire
Décrit le mécanisme de réparation de bris bicaténaire basé sur l’homologie
- Génération d’ADN simple brin à l’endroit du bris
- Formation d’un hétéroduplexe: pairage entre l’ADN simple brin et l’ADN matrice (intact)
- Réparation par synthèse d’ADN en utilisant l’ADN du duplexe comme matrice
- Séparation des 2 duplexes
Qu’est ce que DBS?
Double strand break
Qu’est ce que HR
Homologous recombination
Décrit l’étape de résection de la réparation basée sur l’homologie
- Génération d’ADN simple brin avec l,extrémité 3’ à l’endroit du bris (requiert hélicases et endonucléases)
- L’ADN simple brin a environ 50 nucléotides de l’extrémité 3’
- La longueur de l’ADN simple brin permet le pairage précis sur le chromosome homologue et sans erreurs de séquence
Décrit l’étape d’envahissement et formation de l’hétéroduplexe de la réparation basée sur l’homologie
- Région dans laquelle l’ADN simple brin se paire avec un ADN double brin sur le chromosome homologue = hétéroduplexe
- Structure d’ADN à 3 brins temporaires
Décrit l’hybridation de l’ADN durant la réparation basée sur l’homologie
- L’hybride se forme suite à des collisions aléatoires de 2 brins d’ADN complémentaires, la majorité des collisions ne sont pas productives
- Le pairage des bases complémentaires se fait d’abord sur une courte distance, puis un processus rapide de fermeture éclaire conduit à la formation d’un hybride sur une plus longue distance
- Processus essaie-erreur: l’ADN trouvera une séquence complémentaire après plusieurs tentatives
Explique le rôle de RecA dans l’échange de brins d’ADN lors de la réparation basée sur l’homologie
- RecA participe au processus d’échange des brins mais n’est pas impliqué dans la reconnaissance de séquences spécifiques par le brin envahissant
Explique le mécanisme de liaison de RecA lors de la réparation basée sur l’homologie
- Les monomères RecA se lient à l’ADN simple brin (sucres et lien phosphodi) par un processus de liaison coopérative qui requiert de l’ATP
- Il y a formation d’une triple hélice d’ADN sur une courte distance
- Ceci permet la recherche d’un hybride complémentaire entre le brin envahissant une séquence de la molécule d,ADN homologue
- Lorsque le pairage des séquences homologues a lieu, il y a hydrolyse de l’ATP lié à RecA et le nucléofilament se défait
Comment RecA réussi a catalysé la formation de l’hétéroduplex lors de la réparation basée sur l’homologie?
- RecA se lie avec haute affinité à l’ADN simple brin et forme des filaments nucléoprotéiques
- Les monomères de RecA ont plus d’un site de liaison à l’ADN et par conséquent, le filament RecA peut tenir associé un brin simple d’ADN et une double hélice d,ADN
RecA est présent chez…
Les bactéries
Quel est l’homologue de RecA chez les eucaryotes?
SSB (single strand binding proteins), mais il y en a plusieurs (au moins 7 homologues)
Décrit la migration du brin envahissant lors de la réparation basée sur l’homologie
- Plusieurs intéractions ont lieu entre l’ADN simple brin recouvert de la protéines RecA et l’ADN double brin
- Il se forme d’abord un complexe à 3 brins dès que la séquence homologue est trouvée. Ce complexe a lieu sans appariment de bases et est transformé par le basculement transitoire des bases
- Ce complexe est instable à cause de la forme inhabituelle de l’ADN et son pivotement séparera la double hélice d’ADN formée d’un brin original et du brin simple
- Le résultat est un échange de brins d’ADN et formation d’hétéroduplex
- RecA permet de garder la formation d’ADN à trois brins et ausi de promouvoir sa migration dans une seule direction
Décrit l’étape de synthèse lors de la réparation de bris bicaténaire basé sur l’homologie
- Extension de l’extrémité 3’ du brin envahissant qui est utilisé comme amorce par l’ADN pol
Décrit l’étape de séparation des duplexes lors de la réparation de bris bicaténaire basé sur l’homologie
- Lorsque l’extension de l’ADN traverse le site de bris, l’ADN nouvellement synthétisée forme un hybride complémentaire à l’ADN du chromosome initialement endommagé
- La région d’ADN simple brin sur la molécule d’ADN endommagé initialement (brin d’ADN non utilisé pour l’envahissement) sera rendu double brin par une réaction de synthèse d’ADN
- Aucun ADN en provenance de la région homologue n’est incorporé dans la région réparée
Explique le processus de réparation basé sur l’homologie en utilisant le complexe RecBCD (bactéries)
- RecBCD se lie aux extrémités de l’ADN brisé
- Déroulement de la double hélice et formation d’une loupe d’ADN
- RecD se déplace rapidement à partir du bout 5’ alors que RecB se déplace lentement à partir du bout 3’
- Activité nucléase génère de l’ADN simple brin qui sert à l’envahissement de la région homologue
- Le complexe REc fait une pause à l,endroit de la séquence Chi (1:5kb) et des protéines recA se lieront sur l’extrémité 3’ simple brin
- Début d’échange d’ADN entre les brins
Quelle est la différence entre la réparation basée sur l’homologie et la recombinaison homologue
Réparation: ne change pas les positions relatives des segments d’ADN qui se trouvent de part et d’autre du bris bicaténaire
Recombinaison: Échange réciproque de longs segments d’ADN qui a lieu entre des molécules d’ADN homologues
Décrit les implications de la recombinaison
- Processus cellulaire essentiel menant à la variation génétique des individus
- Essentielle pour maintenir l’intégrité du génome
- Permet de redémarrer des fourches de réplication bloquées
- Régule l’expression de certains gènes
Durant quel phase du cycle cellulaire à le plus souvent lieu la recombinaison?
Durant la méiose
Où a lieu (en général) la recombinaison homologue?
Entre une paire de séquences homologues
Qu’est ce qu’une recombinaison homologue?
Échange physique de matériel génétique entre 2 chromosomes
* Le bris puis l’échange d,ADN entre 2 régions chromosomiques homologues, et religation des séquences échangées générera des ADN recombinés
* L’échange d’ADN peut se trouver à plusieurs endroits le long des séquences homologues des 2 molécules d’ADN impliquées
* Durant la méiose, ce processus va générer des cellules germinales ayant des contenus différents des parents et correspondant à des mélanges du matériel génétique provenant des 2 parents
Quelle est la différence principale entre la recombinaison mitotique et méiotique
Mitotique: réparation de l’ADN, typiquement ne produit pas de croisement (plus de 99% des évènements ne produiront pas de croisements)
Méiotique: diversité génétique, requiert des croisements (croisements sont le plus souvent observés)
Quelles sont les cinq étapes de la recombinaison homologue
- Alignement de 2 molécules d’ADN homologues (séquences ID ou presque ID sur une longueur d’environ 100pb)
- Introduction de bris dans l’ADN
- Envahissement des brins
- Formation de la jonction de Holiday
- Résolution de la jonction de Holiday
Décrit les étapes de la recombinaison homologue
- Bris dans les 2 brins d’ADN d’un même chromosome
- Alignement des séquences homologues provenant de 2 chromosomes différents
- Action des exonucléases qui génère des régions simple brin
- Envahissement du chromosome 1 par le chromosome 2 sur une courte région: formation d’un hétéroduplexe d’ADN
- Formation de la jonction de Holiday: après l’envahissement, les 2 ADN parentaux deviennent liés par des jonctions de Holidau
- Migration des jonctions de Holiday
- Résolution des jonction de Holiday
Défini
Jonction de Holiday
Jonction formé par 4 brins d’ADN
Décrit
Migration de l’hétéroduplexe à la jonction de Holiday
- Lorsque la structure ouverte de la jonction de Holiday est formée, un complexe protéique se lie
- Une des protéines utilise l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour déplacer rapidement le point de croisement le long des hélices d’ADN allongeant ainsi la région hétéroduplexe
- Chez E. coli, un tétramère de protéines RuvA et 2 hexamères de protéines RuvB se lient à la jonction ouverte
- Des protéines similaires remplissent les mêmes fonctions chez les eucaryotes
- Ruv utilisent l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour déplacer rapidement le point de croisement
Décrit
Résolution des jonctions de Holiday
- 2 régions homologues d’un chromosome ont formé une jonction de Holiday en échangeant 2 brins d’ADN
- La coupure de ces 2 brins terminerait l’échange sans croisement
- Par isomérisation de la jonction de Holiday, les brins à l’origine non-croisés deviennent les 2 brins croisés
- Leur coupure crée maintenant 2 molécu;es d’ADN ayant subi un croisement
- Coupure verticale ou horizontale
Décrit commentse crée:
Fourche de réplication arrêtée
Fourches de réplication sont sensibles aux arrêts et au démantelage quand:
* L’ADN est endommagé et non réparé
* Des protéines se lient à l’ADN
* Il y a des structures secondaires de l’ADN (ex. quartets de G)
* il y a présence d’agents chimiques qui inhibent les enzymes de la réplication durant l’étape d’élongation
* Lorsque les protéines de la machinerie de réplication se sont dissociées ou en présence d’un bris bicaténaire
Décrit comment on peut redémarré une
Fourche de réplication arrêtée
- Si l’inhibition est soustraite
Selon quelles critères le mécanisme de redémmarage est choisi?
Fourche de réplication
- Lésion ont lieu sur le brin matrice du brin précoce
- Lésions ont lieu sur le brin matrice du brin tardif
- Bris bicaténaire de l’ADN
Comment s’effectue
Réparation lorsqu’il y a dommage sur le brin d’ADN précoce (2 voies)
- Régression de la fourche positionne le bris dans la région double brin de l’ADN matrice pour permettre la réparation par la voie d’excision des nucléotides (ou des bases)
- ADN nouvellement synthétisé est utilisé durant la régression de la fourche et allongé en utilisant le brin tardif comme matrice. La recombinaison homologue est néessaire pour redémarrer la fourche de réplication
