Rôle de la méthylation, méthodes d'études (JL) Flashcards
Qu’est ce que l’épigénétique ?
modifications de l’expression des gènes non liées a un changement de la séquence d’ADN
Quelles sont les 2 principaux mécanismes d’épigénétique ?
Méthylation de l’ADN et modifications de la chromatine
De quelle manière les modifications épigénétiques se transmettent-elles aux cellules filles ?
Elles se transmettent pendant la division cellulaire, au cours des mitoses.
modification épigénétique réversible ou irréversible ?
réversible
Pourquoi deux individus ayant un même génotype peuvent-ils avoir des phénotypes différents ?
mécanismes épigénétiques qui modifient l’expression des gènes sans changer la séquence d’ADN, influençant ainsi le phénotype.
Quels sont les quatre principaux acteurs de l’épigénétique ?
Méthylation de l’ADN
Modifications des histones
Complexes de remodelage
ARN non codants.
Quel rôle jouent les complexes de remodelage dans l’épigénétique ?
Ils modifient la structure de la chromatine pour réguler l’accès à l’ADN et l’expression des gènes.
Quel mécanisme permet à la chromatine de passer d’un état ouvert à un état fermé ?
L’ajout de modifications épigénétiques telles que la méthylation.
Quelles sont les configurations possibles de la chromatine en fonction des modifications épigénétiques ?
La chromatine peut être ouverte (état « ON ») ou fermée (état « OFF »).
Sur quelle base azotée agit la méthylation de l’ADN ?
cytosines
Quel composé est obtenu lors de la méthylation d’une cytosine ?
Où se situent généralement les îlots CpG dans le génome ?
Ils se situent au niveau du promoteur et autour du premier exon d’environ 60 % des gènes.
Dans quel type de séquence se produit la méthylation de l’ADN ?
Elle se produit dans les séquences « CpG », où une cytosine est suivie d’une guanine (5’-CG-3’).
Quel pourcentage des CpG est méthylé dans les cellules normales humaines ?
Entre 70 % et 80 % des CpG sont méthylés.
Les îlots CpG et Cpg island shores sont-ils généralement méthylés ou non méthylés ?
Ils sont généralement non méthylés (90 %).
Comment sont appelées les régions proches des îlots CpG ?
CpG island shores
Quel est le statut de méthylation des CpG (hors des îlots CpG et CpG island shores) ?
méthylés (~80 %).
Quel enzyme est responsable de la mise en place de la méthylation de l’ADN ?
DNA méthyltransférase (DNMT)
Quelle molécule sert de donneur de groupe méthyle lors de la méthylation de l’ADN ?
La S-adénosyl-méthionine (SAM)
Après l’action de la DNMT sur la cytosine quelle molécule est libérée après la méthylation de l’ADN ?
La S-adénosyl-homocystéine
À quel atome de la cytosine le groupe méthyle est-il ajouté lors de la méthylation ?
sur le** carbone 5** de la cytosine.
Quel rôle joue l’enzyme DNMT1 dans la méthylation de l’ADN ?
DNMT1 maintient la méthylation de l’ADN lors des divisions cellulaires
Quels enzymes sont responsables de la méthylation de novo de l’ADN ?
DNMT3A et DNMT3B.
En plus de la méthylation de novo, quel autre rôle ont DNMT3A et DNMT3B ?
maintien de la méthylation.
Comment DNMT1 assure-t-elle le maintien de la méthylation après la réplication de l’ADN ?
Elle reconnaît les cytosines méthylées sur le brin matrice et méthyle les cytosines correspondantes sur le brin néosynthétisé.
À quel moment se produit la déméthylation passive de l’ADN ?
Lors de la réplication de l’ADN, en cas de défaut de maintenance de la méthylation (baisse de DNMT ou de SAM).
Quelles enzymes sont impliquées dans la déméthylation active de l’ADN ?
Les enzymes TET (Ten-Eleven Translocation) : TET1, TET2, TET3.
Quel est le rôle des enzymes TET dans la déméthylation active ?
Elles convertissent la 5-méthylcytosine (5mC) en 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC), puis en 5-formylcytosine (5fC) et enfin en 5-carboxylcytosine (5caC).
la méthylation des îlots CpG est associée à une répression tyranscriptionnelle ? v ou f
v
Quels sont les deux mécanismes principaux par lesquels la méthylation des îlots CpG réprime la transcription ?
Inhibition de la fixation des facteurs de transcription.
Recrutement de protéines modifiant l’organisation de la chromatine.
Quel type de protéines est recruté pour modifier l’organisation de la chromatine lors de la méthylation de l’ADN ?
Les protéines MBD (Methyl-CpG-binding domain).
Que signifie l’acronyme MBD ?
Methyl-CpG-binding domain.
Quel est le rôle des protéines MBD dans la régulation de la transcription ?
Elles se lient aux CpG méthylés et recrutent des complexes protéiques modifiant la chromatine, ce qui conduit à la répression de la transcription.
Quels types de complexes protéiques sont recrutés par les protéines MBD lors de la méthylation de l’ADN ?
Des enzymes de modification des histones, comme HMT (Histone MethylTransferase) et HDAC (Histone Deacetylase).
Des protéines de remodelage, comme HP1 et Mi-2.
Quel est le rôle des protéines HDAC dans la régulation de la chromatine ?
Les HDAC (Histone Deacetylases) retirent les groupes acétyles des histones, favorisant ainsi la condensation de la chromatine.
Que fait l’enzyme HMT sur les histones ?
HMT ajoute des groupes méthyles sur les histones, créant des sites de liaison pour les protéines de condensation comme HP1.
Lors du processus de condensation de la chromatine quel rôle joue la protéine MeCP2 dans le recrutement des complexes protéiques ?
MeCP2 se lie aux régions CpG méthylées et recrute des enzymes de modification des histones (HDAC, HMT) ainsi que des protéines de remodelage, favorisant la condensation de la chromatine.
Cites 4 rôles de la méthylation de l’ADN
Régulation de l’expression des gènes
Maintien de l’ADN non codant dans un état silencieux
Maintien d’un des 2 chromosomes** X inactif**
**Expression monoallélique **des gènes soumis à empreinte parentale
Quels types de séquences génomiques sont ciblés par la méthylation pour empêcher leur expression ?
Les séquences répétées, comme l’ADN satellite et les éléments transposables
-> maintien de la stabilité du génome
Qu’est-ce que l’expression monoallélique des gènes soumis à empreinte parentale ?
C’est un mécanisme où un seul des deux allèles parentaux est exprimé, tandis que l’autre est silencieux en raison de la méthylation différentielle des allèles.
Quelle est la signature cytologique de l’inactivation du chromosome X ?
le corpuscule de Barr,
Quel est l’état de l’ADN du chromosome X inactif ?
méthylé.
L’inactivation du chromosome X est-elle aléatoire ? Si oui, quelle en est la conséquence ?
oui, l’inactivation est aléatoire, ce qui entraîne une **expression en mosaïque **de Xp (X paternel) ou Xm (X maternel) dans les cellules.
Pourquoi les maladies liées à l’X sont-elles généralement moins sévères chez les femmes que chez les hommes ?
Chez les femmes, l’inactivation aléatoire de l’un des chromosomes X peut atténuer l’expression du gène muté, tandis que chez les hommes, ne possédant qu’un seul chromosome X, le phénotype est souvent plus sévère.
Quel gène est responsable de l’inactivation du chromosome X et où est-il situé ?
Le gène XIST (X Inhibitory Specific Transcript) situé sur le *bras court *du chromosome X, en position Xp13, au niveau du centre d’inactivation X (Xic).
À quel moment s’exprime le gène XIST ?
au cours du développement, de manière aléatoire à partir du chromosome X paternel (Xp) ou maternel (Xm).
Quel est le rôle de l’ARN XIST dans l’inactivation du chromosome X ?
L’ARN XIST tapisse le chromosome X dont il est issu, entraînant la répression de la transcription.
Comment l’inactivation du chromosome X est-elle maintenue ?
par des modifications épigénétiques:
- méthylation de l’ADN,
- recrutement de complexes de remodelage
- modifications des histones
IGF2/H19 (région 11p15) est un exemple typique d’empreinte parentale : IGF2 s’exprime uniquement depuis l’allèle paternel, et H19 depuis l’allèle maternel.
Comment l’ICR (Imprinted Control Region) contrôle-t-elle l’expression d’IGF2 et de H19 ?
l’ICR est non méthylée (maternelle), CTCF se fixe et bloque IGF2, activant H19.
Quand l’ICR est méthylée (paternelle), CTCF ne se fixe **pas **et IGF2 est exprimé, tandis que H19 est réprimé.
Comment la méthylation paternelle de l’ICR favorise-t-elle l’expression d’IGF2 ?
En empêchant la liaison de CTCF, l’enhancer peut activer IGF2, tandis que H19 est silencé.
Comment la méthylation paternelle de l’ICR favorise-t-elle l’expression d’IGF2 ?
En empêchant la liaison de CTCF, l’enhancer peut activer IGF2, tandis que H19 est silencé.
Comment la protéine CTCF peut-elle bloquer ou faciliter l’expression d’un gène ?
CTCF agit comme une barrière entre un enhancer et un promoteur, empêchant la communication (et donc la transcription). Dans d’autres contextes, elle peut organiser la chromatine en boucles qui rapprochent ou séparent des régions régulatrices, modulant ainsi l’expression génique.
allèle maternel:
Quel effet précis a CTCF sur la transcription des gènes IGF2 et H19 ?
En se liant à l’ICR maternel non méthylé, CTCF bloque l’enhancer d’IGF2 et permet l’expression de H19.
Des anomalies d’empreinte sur IGF2/H19 peuvent provoquer des syndromes
A ton avis quoi ?
sur-expression d’IGF2 entraîne un syndrome de surcroissance (Beckwith-Wiedemann).
L’absence ou la baisse d’expression d’IGF2 cause un retard de croissance (Silver-Russell).
Qu’est-ce que le syndrome ICF ?
C’est une maladie génétique rare caractérisée par une immunodéficience, une instabilité centromérique (avec réarrangements chromosomiques) et des anomalies faciales.
Quel est le mode de transmission du syndrome ICF ?
autosomique récessive
Quels symptômes sont associés au syndrome ICF ?
immunodéficience
une dysmorphie faciale
un retard de croissance
parfois une déficience intellectuelle.
dans le syndrome ICF
Quelles conséquences génétiques découlent de l’hypométhylation de l’ADN satellite ?
Cette perte de méthylation favorise des cassures chromosomiques et des réarrangements, surtout sur les chromosomes 1, 16 et 9.
Quelles mutations génétiques sont en cause dans le syndrome ICF et comment entraînent-elles une hypométhylation anormale de l’ADN ?
Il est principalement causé par des mutations de DNMT3B, entraînant une hypométhylation anormale de l’ADN (notamment des séquences satellites péricentromériques).
3 conséquences des anomalies de la methylation
-Maladies constitutionnelles
- Cancer
- Vieillissement
Qu’est-ce que le syndrome de Rett et quelle est sa cause génétique principale ?
maladie neurodéveloppementale rare, liée à l’X, causée par des mutations inactivatrices de MECP2 (situé en Xq28).
Quels sont les signes cliniques caractéristiques du syndrome de Rett ?
On observe une régression rapide des acquisitions dans la petite enfance, une déficience intellectuelle, des** troubles moteurs (telle l’ataxie) et des manifestations proches de l’autisme**.
L’apparition du syndrome de Rett est-elle liée à une transmission familiale ou résulte-t-elle d’événements génétiques spontanés ?
C’est une maladie qui survient de novo (pas herité par les parents)
Qu’est-ce que la maladie de Fabry
maladie de surcharge lysosomale, due à un déficit en alpha-galactosidase A
Pourquoi parle-t-on de variabilité phénotypique dans les maladies liées à l’X comme la maladie de Fabry ?
À cause de l’inactivation aléatoire de l’un des chromosomes X chez les femmes (mosaïcisme), ce qui peut atténuer ou moduler l’expression de la maladie selon les cellules concernées.
Quel est le mode de transmission de la maladie de Fabry ?
Elle se transmet de façon liée à l’X, c’est-à-dire que le gène muté se trouve sur le chromosome X.
Les (XY) sont généralement plus sévèrement atteints, tandis que les (XX) peuvent présenter un spectre de symptômes plus variable.
Angelman et Prader-Willi concernent-ils exactement la même anomalie génétique, et pourquoi entraînent-ils des symptômes cliniques si différents ?
Les deux résultent d’anomalies** (délétions ou disomies u**niparentales) dans la région 15q11-q13, affectant des gènes soumis à l’empreinte parentale.
Selon que la défaillance touche l’allèle maternel ou paternel, on obtient le syndrome d’Angelman ou de Prader-Willi.
Quelles sont les manifestations cliniques du syndrome d’Angelman ?
Une dysmorphie, un retard mental sévère, des troubles neurologiques (ataxie, crises d’épilepsie) et un comportement joyeux inhabituel.
Quelles sont les caractéristiques cliniques dans le syndrome de Prader-Willi ?
Une hypotonie à la naissance, des troubles alimentaires (hyperphagie conduisant à l’obésité), des troubles du comportement et un risque accru de dépression.
Sur quel chromosome se trouvent les gènes impliqués dans les syndromes d’Angelman et de Prader-Willi ?
Sur le chromosome 15, dans la région 15q11-q13.
Quel gène est principalement touché dans le syndrome d’Angelman ?
Le gène UBE3A, dont l’allèle maternel est normalement actif. S’il est absent ou muté, le gène ne s’exprime plus du tout.
Quels gènes sont affectés dans le syndrome de Prader-Willi ?
Les gènes du locus IPW/SNURF-SNRPN, qui sont normalement exprimés depuis l’allèle paternel.
Qu’entend-on par « hypométhylation globale » dans les cellules cancéreuses ?
C’est la diminution généralisée de la méthylation de l’ADN, touchant surtout les régions répétées (ADN satellite, transposons), ce qui peut provoquer **instabilité chromosomique **et activation de proto-oncogènes.
Quels effets peut entraîner la perte de méthylation sur les gènes soumis à l’empreinte parentale (ex. IGF2) ?
Elle peut conduire à la perte d’empreinte, aboutissant à une expression anormale de ces gènes (ex. **expression biallélique **d’IGF2), favorisant la prolifération cellulaire.
En quoi consiste la « hyperméthylation ciblée » et pourquoi est-elle délétère ?
Il s’agit de l’augmentation sélective de la méthylation sur les promoteurs de **gènes suppresseurs de tumeurs **(ex. p16, CDH1, MLH1, MGMT), qui se retrouvent ainsi inactivés et ne peuvent plus freiner la progression tumorale.
Quels mécanismes moléculaires sont à l’origine de ces altérations épigénétiques (hypométhylation globale et hyperméthylation ciblée) observées dans le cancer ?
Des alterations des DNMTs (ADN méthyltransférases) et/ou des MBPs (Methyl-CpG Binding Proteins) peuvent entraîner une sur- ou sous-méthylation, modifiant le profil épigénétique normal de la cellule.
Que se passe-t-il globalement avec la méthylation de l’ADN chez un sujet âgé ?
Il y a une **baisse **générale de la méthylation (hypométhylation globale), touchant notamment l’ADN répété (séquences satellites, éléments transposables).
Comment évolue la méthylation sur certains promoteurs de gènes en vieillissant ?
On observe une hyperméthylation ciblée sur le promoteur de certains gènes (par exemple GST …),
Lorsqu’un promoteur de gène est fortement méthylé, qu’arrive-t-il à l’expression de ce gène et comment cela peut-il contribuer à la progression d’une tumeur ?
La méthylation bloque la transcription du gène, notamment s’il s’agit d’un gène suppresseur de tumeur (ex. MLH1, MGMT). Son inactivation empêche la réparation des erreurs de l’ADN, favorisant l’accumulation de mutations et la croissance tumorale.
Quelles agressions chimiques ou physiques ciblent plus particulièrement les cytosines déjà méthylées et favorisent ainsi la mutagenèse ?
désamination spontanée, d’une plus grande sensibilité aux UV et d’une liaison accrue aux carcinogènes.
Qu’entend-on par méthodes ciblées et méthodes globales pour étudier la méthylation de l’ADN ?
Les méthodes ciblées (ou locales) se concentrent sur une région ou un gène précis (ex. analyse d’un promoteur).
Les méthodes globales (ou à l’échelle du génome, “méthylome”) évaluent la méthylation sur l’ensemble du génome.
Méthodes d’étude de la méthylation de l’ADN
Quelle différence y a-t-il entre une méthode directe et une méthode indirecte ?
Les méthodes directes détectent directement la présence ou l’absence de méthylation (souvent via des enzymes de restriction sensibles à la méthylation, comme HpaII).
Les méthodes indirectes impliquent un traitement au bisulfite de sodium, qui **convertit les cytosines non méthylées en uraciles **(puis en thymines après PCR) alors que les cytosines méthylées restent inchangées. On analyse ensuite ces changements pour déduire le profil de méthylation.
