Structure de l'ADN et de l'ARN Flashcards
400 a.a. J.C : Les Grecs - Décrivent la “Pangénèse”
Transmission au cours de rapports sexuels de fragments corporels miniaturisées (ongles, cheveux, etc), sous forme de particules invisibles, et que l’embryon était assemblé à partir de ces composantes.
Gregor Mendel
Compréhension des mécanismes génétiques
Il effectue séries d’expériences sur l’hérédité à l’aide des pois. Définit les notions de gènes dominant et récessif.
Charles Darwin
Écrit “L’origine des espèces” : les variations héréditaires qui confèrent un avantage sélectif seront davantage transmises à la génération suivante que les variations moins avantageuses.
Les Victoriens
Ils appliquent la même logique aux humains.
Classes supérieure, moyenne et inférieure.
Espèce humaine condamnée à sa perte = panique!
Francis Galton
Eugénisme : ensemble des méthodes et pratiques visant à transformer le patrimoine génétique de l’espèce humaine dans le but de le faire tendre vers un idéal déterminé. Alors, il voulait produire une race d’hommes hautement doués grâce à des mariages judicieux sur plusieurs générations.
Charles Davenport
Sa fonction était de recueillir données concernant la génétique de certains traits distinctifs. Son programme repose sur des bases fallacieuses aux conséquences épouvantables.
Madison Grant
Milita en faveur des politiques eugénistes racistes.
Publie “Le déclin de la grande race” - ouvrage qui devient la bible de Hilter. Les Nazis stérilisent 225 000 personnes en 3 ans.
Qu’arrive-t-il en 1939?
Stérilisation est trop compliquée, les Nazis introduisent l’euthanasie. Holocauste : eugénisme Nazi.
James Watson
Pour comprendre la vie, il faut identifier ces molécules et déchiffrer leur code. Il partagera son espace de travail avec Francis Crick.
Que feront Watson et Crick?
Construire un modèle de la molécule d’ADN à trois hélices à armature centrale (base à l’extérieur).
Qui démolie le modèle Watson-Crick?
Rosalind Franklin
Le contenue en eau favoriserait une armature externe.
Qu’arrive-t-il en 1962?
Watson, Crick et Wilkins reçoivent le Prix Nobel de physiologie et de médecine pour avoir étudier la structure de l’ADN.
L’ADN est constituée de … ?
Chaînes ploynucléotidiques
Quelle est la structure en hélice de l’ADN?
Squelette sucre-phosphate est à l’extérieur.
Les bases azotées sont à l’intérieur.
Les bases azotées sont liées entre elles par … ?
Des liaisons hydrogènes.
Combien de lien H entre A et T?
2
Combien de lien H entre C et G?
3
Quel sucre retrouve-t-on dans l’ADN?
Désoxyribose.
Combien de sillons on retrouve dans l’ADN?
Deux, un petit et un grand sillon.
Quel est le rôle des sillons?
Récupérer l’information génétique en se rendant aux bases azotées.
Distinguer : base, nucléoside et nucléotide?
- Base azotée seulement : A, C, T ou G
- Nucléoside est la base azotée + le sucre
- Nucléotide est la base azotée + le sucre + 1 à 3 phosphates
La formation d’un nucléotide se fait par des réactions de … ?
Condensations
La base azotée et le sucre sont liés par une liaision … ?
Glycosidique (lien glycosyle)
Le sucre et le phosphate sont liés par un lien … ?
Phosphoester
Les purines?
Bicycyliques
Adénine et Guanine
Les pyrimidines?
Monocycliques
Cytosine et Thymine
Qu’est-ce que l’état tautomérique d’une base?
Les deux configurations possible des bases à l’équilibre.
États tautomériques de A et C?
Quel est l’état préférentiel?
Amino et Imino
Amino - sa forme accepteur
États tautomériques de T et G?
Quel est l’état préférentiel?
Céto et Énol
Céto - sa forme donneur
La liaison des bases dépend de … ?
Leur états tautomériques. elles doivent être dans leur état préférenciels.
Quelle est l’orientation des brins d’ADN lors de leur appariement?
Antiparalléle.
Les liaison H entre les bases assurent?
Stabilité thermodynamique de l’hélice
Spécificité d’appariement des paires de bases
Comment les liaisons H crées de l’entropie pour stabiliser la double hélice?
Chez toute molécule en solution, il y a liens H avec des molécules d’eau très mobiles.
Chaque liens H entre deux bases provient alors de la disparition d’un lien H pré-existant avec une molécule d’eau. Alors, lorsqu’il y a séparation des chaînes, les molécules d’eau sont alignées le long des bases. quand les brins sont appariés, les molécules d’eau sont chassées. Cela crée de l’entropie (désordre moléculaire) qui stabilise la double hélice.
Comment l’empilement des bases stabilise la double hélice?
Les bases azotées sont planes et relativement hydrophobes. Les paires de bases s’attirent l’une l’autre par des forces de Van der Waals, une force faible, mais sur une longue distance = force +.
Comment la dualité hydrophobe/hydrophile retrouvé dans les brins d’ADN stabilise la double hélice?
Le squelette sucre-phosphate : polaire et hydrophile
Les bases : hydrophobes
Ces forces hydrostatiques créent une forte pression qui “colle” les 2 brins de l’ADN.
Incompatibilité entre A et C?
Deux atomes accepteurs = ne peuvent former des liens H.
Qu’est-ce que le processus de pivotement des bases?
Certaines bases azotées peuvent ressortir de la double hélice. Celles-ci devient ligand pour certaines enzymes.
Dans quels processus les bases retournées interviennent-elles?
Méthylation des bases
Recombinaison homologue
Réparation de l’ADN
Le pas (sens de l’enroulement) de l’hélice est habituellement à … ?
Droite
Périodicité?
Nombre de pairs de bases pour faire un tour.
Angle séparant les 2 sucres de chaque pair?
120° à 240°
le plus grand angle produit le grand sillon et le plus petit angle produit le petit sillon.
Pourquoi le grand sillon est riche en information?
En raison des groupements chimiques des bases exposés au solvant dans la double hélice.
Quelle est l’arête A : T exposé dans le grand sillon?
ADAM
(accepteur, donneur, accepteur, méthyle)
Possibilité de distinguer chaque pair de base.
Quelle est l’arête A : T exposé dans le petit sillon?
AHA
Le même pour T : A = incapable de distinguer les combinaisons dans le petit sillon.
Quelles sont les trois formes d’ADN?
A,B et Z.
Caractéristiques de la forme A d’ADN?
11 pb/tour
La plus compacte
Grand sillon étroit
Petit sillon large et profond
Dans des solution pauvres en eau
Hélice droite
Caractéristiques de la forme B d’ADN?
10 pb/tour
Grand et petit sillons distincts
Conditions physiologiques
Hélice droite
Caractéristiques de la forme Z d’ADN?
12 pb/tour
Grand sillon applatie
Petit sillon étroit
Répétitions purine-pyrimidines = “forme zig-zag”
Hélice gauche
Est-ce que l’ADN physiologique présente des variations structurales d’une pb à une autre?
Oui, le vrillage = hélice en avion.
Par conséquence, modifie localement le nb de pb/tour et grands/petits sillons ont des largeurs différentes.
La liaison glycosyle qui relie la base au sommet du désoxyribose peut adopter quelles deux configurations?
Syn ou Anti
Lien glycosyle dans ADN à hélice droite?
Anti
Lien glycosyle dans ADN à hélice gauche pour les résidus pyrimidines?
Anti
Lien glycosyle dans ADN à hélice gauche pour les résidus purines?
Syn
Qu’est-ce qui donne à l’ADN Z sa forme zig-zag?
Alternance syn/anti.
Dans quelle solution on retrouve l’ADN Z?
Une solution ayant une concentration élevée d’ions positifs.
Les hélices Z corrèlent avec quelles régions de l’ADN?
Les régions activement transcrites du génome :
en aval des promoteurs où s’accroche la polymérase.
L’ADN Z peut-elle mené à la formation de nucléosomes?
NON
Est-ce qu’ADN linéaire à 2 extrémités est flexible?
Oui, le nombre de tours d’un brin autour d’un autre peut varier.
Est-ce qu’ADN circulaire est flexible?
Non, nombre de tours limité, les deux brins ne peuvent être séparés sans qu’une liaison covalente ne soit rompue.
Lk est la somme de … ? (2)
Nb de torsions (Tw) : nb de tours d’hélice d’un brin autour d’un autre.
Nb de supertours (Wr).
Nombre d’enlacements?
Lk
Comment on nomme le processus par lequel les brins d’ADN se séparent?
Dénaturation
Comment on nomme le processus par lequel les brins d’ADN se réassocient?
Renaturation
Lorsque la température augmente, l’absorbance des brins d’ADN … ? Pourquoi?
Augmente.
Les brins se séparent, exposant les bases azotées qui possèdent des cycles aromatiques qui absorbent les rayons UV à 260 nm.
Tm?
De quoi elles dépend.
Température de fusion de l’ADN à laquelle 50% des molécules sont dénaturées.
Du contenu en G:C du brin et de la force ionique de la solution.
La Tm est basse à … force ionique?
La Tm est élevée à … force ionique?
Pourquoi?
faible
forte
Le squelette phosphate des brins est chargé négativement et celles des deux brins sont proches l’un de l’autre. Sans contre-ions positifs les charges se repousseraient trop. Les contre-ions positifs neutralisent la répulsion.
L’ADN bactérien et plasmidique est ?
Circulaire
L’ADN chromosomique est ?
Linéaire et sur-enroulé
L’ARN diffère de l’ADN de trois façons?
- Sucre = Ribose (OH en position C2)
- U au lieu de T
- Généralement monocaténaire
ARNm?
Servent d’intermédiaires entre le gène et la machinerie celluaire de synthèse des protéines.
ARNt?
Servent d’adaptateurs entre les codons des ARNm et les acides aminés correspondant.
ARNr?
Rôle structural dans ribosomes.
Certains sont des enzymes qui catalysent des réactions essentielles dans les cellules.
Micro-ARN?
Rôle dans la régulation.
Structures secondaires de type tige-boucle qu’on retrouve dans l’ARN.
Épingle à cheveux, hernies, simples boucles.
Qu’est-ce qu’une tétra-boucle?
Structure secondaire de séquence UUGG qui stabilise le brin par les intéractions d’empilement (Van der Waals).
Qu’est-ce qui explique la particularité des ARN à former des structures en double hélice?
Existence d’une pair de base additionnelle qui n’est pas de type Watson-Crick = G:U
Qu’est-ce qu’un pseudo-noeud?
Appariement de bases en des régions éloignées pouvant créer des structures secondaires complexes.
(Interactions hélicoïdales entre segments complémentaires non-contigus du même ARN)
Comment l’ARN peut se replier et former des structures tertiaires complexes?
Par le triplet U : A : U
Comment nomme-t-on un ARN qui est une enzyme?
Ribozyme
Caractéristiques des ribozymes?
Site actif, site de fixation du substrat et site de liaison d’un cofacteur.
Qu’est-ce qu’un ribozyme à tête de marteau?
Ribonucléase séquence-spécifique de certains agents infectueux des plantes : viroides.
Qu’est-ce qu’un viroide?
- Agent subviraux qui existent à l’intérieur des cellules en tant que particules d’ARN uniquement.
- C’est un seul ARN circulaire qui contient très peu de nucléotides et possède un génôme organisé en bâtonnet.
Qu’arrive-t-il lorsqu’un viroide est répliqué dans la cellule?
ARN ne code pour aucune protéine :
Il produit plusieurs copies de lui-même sous la forme d’un long ARN unique.
Comment sont produite les copies isolées de viroide?
Par clivage répétés de la longue molécule d’ARN unique sous l’action d’un ribozyme. Un séquence de ces séquences ribozomiques est nommée : tête de marteau.
À pH élevé, comment se produit une réaction de clivage par ribozyme?
- pH élevé = groupements 2-OH des ARN sont progressivement déprotonés - atomes d’O portent alors des charges négatives.
- atomes d’O portent alors des charges négatives = attaque nucléophile du phosphate 3’ adjacent.
À pH élevé, qu’obtient-on par une réaction de clivage par ribozyme?
Groupement 3’-phosphate cyclique sur une extrémité et un groupement 5’-OH libre sur l’autre extrémité.
Chaque ribozyme assure combien de réactions de clivage?
1
Quelle est la structure secondaire du ribozyme à tête de marteau?
Trois tiges en double hélice entourant des ribonucléotides non hélicoidaux.
Qu’arrive-t-il lorsqu’un viroide infect une plante?
Provoque des pathologies allant jusqu’à la déformation, nécrose, chlorose, rabougrissment et mort de la plante.
Deux formes de supertours dans un ADN surenroulé?
Plectonémiques : torsade correspond à un enroulement de l’Axe longitudinal sur lui-même.
Toroidaux : enroulement de l’axe longitudinal de la double hélice autour d’un cyclindre imaginiare.
Lk° ?
Nb d’enlacements ADN complètement relaxé = nb de paires de bases/10,5
Quel est le rôle de l’enzyme Dnasel?
Éliminer le surenroulement et relâcher l’ADN (clivage et point de pivot) permet à un brin de l’ADN de tourner autour de l’autre.
Moins complexe que topoisomerase
Comment les nucléosomes introduisent-ils un SE - ?
Le pas de l’enroulement de l’ADN autour des nucléosomes est à gauche = SE-
Rôles des topoisomérases?
Relâche l’ADN surenroulé lors de nombreuses étapes de la vie cellulaire.
Rôle de topoisomérase 1?
Modifie la valeur du nb d’enlacements d’un facteur 1 en catalysant la coupure transitoire d’un seul brin non coupé vers la brèche et referme derrière la coupe.
N’utilise PAS l’ATP
Rôle de topoisomérase 2?
Modifie la valeur du nb d’enlacements d’un facteur 2 en coupant transitoirement les deux brins d’ADN, passe la partie intacte à travers la brèche et referme la coupure derrière en formant 2 liens phosphodiesters.
Utilise énergie chimique obtenue par l’hydrolyse de l’ATP
Mécanisme d’action topoisomérase?
- Attaque d’un lien phosphodiester par un résidu tyrosine du site actif de la TOPO.
- La TOPO liée covalemment à l’une des 2 extrémités coupées.
- Groupement phosphotyrosyle conserve l’énergie chimique de la liaison phosphodiester clivée.
- Permet de ressouder les 2 extrémités coupées.
- La TOPO est libèrerée et répète ce cycle ailleurs.
Topoisomère d’ADN?
Molécules d’ADNccc de même taille mais qui présente des contraintes topologiques différentes (circulaire/relaché/surenroulé).
Plus l’ADN présente de supertours, plus sa conformation est … plus elle migre … ?
Compacte, Rapidement (loin)
Rôle de l’ion éthidium ?
C’est un agent intercalent, il s’insère entre les bases azotées empilées de l’ADN.
Détord l’ADN localement d’environ 26 degrés. Augmente la périodicité de 26 pb.
Diminue l’enroulement en créant surenroulement négatif de l’ADN et relâche les ADNccc.
