Traduction, régulation et séquençage d'ADN Flashcards
Combien a-t-il d’étapes pour l’initiation de la traduction chez les procaryotes?
3 étapes.
Expliquez les trois étapes de l’initiation de la traduction.
1- Le ribosome doit être recruté à l’ARNm
2- Un ARNt chargé doit être placé au site P
3- Le ribosome doit se placer directement au dessus du codon d’initiation
Vrai ou faux; La grande sous-unité du ribose doit être libre afin qu’un ARNt s’y lie et que traduction débute.
Faux, c’est la petite sous-unité du ribosome qui doit être libre.
Que se passe-t-il quand la petite sous-unité (16S) du ribosome se lie à la séquence Shine-Dalgarno (procaryotes)?
Cela a pour effet de positionner le site P (celui du milieu) au dessus du codon de départ (AUG).
Vrai ou faux; Le premier acide aminé inséré est la méthionine.
Vrai, MAIS la première est spéciale; c’est une formyl méthionine.
Quel chemin emprunte les ARNt dans un ribose (de quel site à quel site)?
Ils entrent dans le site A, transfère vers la gauche au site P et sortent par le site E.
Combien de facteurs d’initiation sont nécessaires (procaryotes)? Comment s’appellent-ils?
Il en a trois, soit; IF1, IF2 et IF3
Quel acide aminé entre au site P du ribosome en premier?
La N-formyl méthionine (fMet).
Quel est le rôle du facteur d’initiation IF1?
Bloque le site A.
Quel est le rôle du facteur d’initiation IF2?
Permet la liaison de l’ARNt avec la fMet.
Quel est le rôle du facteur d’initiation IF3?
Bloque le site E.
Pourquoi, au tout début de la traduction, il faut que IF3 agisse?
Comme une petite sous-unité libre est nécessaire, IF3 bloque l’interaction entre la grosse sous-unité et la petite.
Vrai ou faux; La présence de IF1, IF2 et IF3 permet la liaison à un ARNt.
Faux, ils permettent la liaison à un ARNm.
Vrai ou faux; Le facteur d’initiation IF3 est stocké dans les petites sous-unités du ribosome.
Vrai.
Quand les facteurs d’initiation ont remplis leurs fonctions, cela permet quoi?
Le ribosome est prêt à accepter un ARNt chargé au site A (début de la traduction).
Combien a-t-il d’étapes d’initiation chez les eucaryotes?
4 étapes.
Les facteurs de traduction IF1, IF2 et IF3 sont pour les procaryotes ou les eucaryotes?
Pour les procaryotes.
Nomme une différence majeure entre l’initiation de la traduction chez les eucaryotes et chez les procaryotes.
Chez les eucaryotes, la liaison de l’ARNt à la petite sous-unité se fait sans l’ARNm, tandis que chez les procaryotes oui.
Expliquez sommairement les étapes de l’initiation de la traduction chez les eucaryotes (voir diapo 15).
1- Liaison de l’ARNt à la petite sous-unité se fait avant la liaison ARNm
2- Simultanément, un deuxième groupe de facteurs d’initiation reconnait la coiffe
3- Le ribosome associé à l’ARNt scan le messager de la coiffe à l’ATG.
4- La grosse sous-unité est recrutée
Expliquez sommairement les étapes de l’initiation de la traduction chez les procaryotes (voir diapo 14).
1- La présence de IF1, IF2 et IF3 permet la liaison à l’ARNm et la liaison de l’ARNt
2- IF3 quitte la petite sous-unité et la grosse sous-unité peut se lier (par hydrolyse de GTP par IF2)
3- IF1 et IF2 quittent (ribose prêt à accepter un ARNt-chargé au site-A)
Le facteur elF4G (eucaryotes) a deux fonctions. Lesquelles?
1- Lie le elF4E et l’ARNm
2- Interagit directement avec des PABP (poly-A-binding-protein)
Que se passe-t-il quand le facteur elF4G interagit directement avec des PABP (poly-A-binding-protein)?
La petite sous-unité du ribosome est à proximité de la coiffe pour recommencer à scanner (ARNm circulaire).
Le mécanisme ou le facteur elF4G interagit directement avec des PABP est-il un mécanisme efficace ou non-efficace? Pourquoi?
Mécanisme efficace, car la petite sous-unité du ribosome est toujours disponible.
Quand est-ce que l’élongation peut commencer?
Lorsque le ARNt-Met est rendu au site P.
Quel est le nombre maximal d’ARNt par ribosome?
Maximum de 3 ARNt (3 sites disponibles).
Vrai ou faux; L’ARN messager est toujours circulaire lorsqu’il est traduit.
Vrai.
Nommez trois conditions pour que l’élongation débute (diapo 17).
1- Le bon aminoacyl-ARNt doit être chargé au site A
2- Un lien peptidique doit être formé entre l’acide aminé au site P et celui du site A
3- La chaîne peptidique au site A doit être transférée au site P
Par quels protéines les codon STOP sont-ils reconnus (terminaison)?
Par des protéines appelées facteur de relâche.
Quand est-ce que la terminaison de la traduction a lieu?
Lorsqu’un codon STOP est reconnu (arrêt de la chaîne peptidique).
Quel est le rôle des facteurs de relâche (protéines) (diapo 20)?
Activent l’hydrolyse du polypeptide du peptidyl-ARNt.
Vrai ou faux; Le facteur de relâche à une structure pratiquement similaire à un ARNt, ce qui lui permet d’entrer dans le site A.
Vrai.
Vrai ou faux; Les facteurs de relâche sont fait exclusivement de protéines.
Vrai.
Environ __% de tous les antibiotiques bloquent la traduction.
40%.
Vrai ou faux; Les antibiotiques ciblent presque tous l’ARNm.
Faux, ils ciblent presque tous les ribosomes.
Quel est le rôle de la puromycine (diapo 22)?
Elle bloque la synthèse en imitant un ARNt.
Vrai ou faux; Un antibiotique peut soigner un virus.
Faux, parce qu’un antibiotique va généralement cibler le ribosome, et comme un virus n’est pas un organisme vivant, il ne possède pas de ribosome.
Quels sont les trois types de régulation de la traduction possible?
- Le blocage de l’accès au RBS par une protéine
- La présence de structure secondaire qui bloque l’accès au RBS
- Stabilisation d’une structure secondaire par une protéine pour empêcher l’accès au RBS (Ferritine)
Décrire la régulation de la traduction par une protéine.
Une RNA-binding protein bloque l’accès au ribosome Ex: La protéine produite par le ribosome bloque sa propre traduction en liant le RBS et réduit l’accès à l’ARNm par le ribosome.
Décrire la régulation de la traduction par la présence de structure secondaire.
Des liens intramoléculaire (boucles) au niveau de l’ARNm bloquent l’accès du RBS. Ex : Dans l’opéron Lac, le gène 2 ne peut être produit avant le 1er, donc avant la traduction du gène 1, le début du 2e gène est apparié en boucle avec une séquence complémentaire plus haut sur l’ARNm rendant l’accès à son site RBS impossible. Après la traduction du premier gène, l’ARNm se linéairise et le RBS du deuxième gène devient accessible pour le ribosome.
Quelle est la protéine responsable de la régulation du niveau de fer dans l’organisme?
La ferritine (agit comme une éponge à excès de Fer)
Pourquoi est-il impératif de bien réguler le niveau de fer dans l’organisme?
Un niveau de Fer trop élevé est toxique pour le foie, peut occasionner des problèmes cardiaques et le diabète.
Un niveau trop faible cause l’anémie
Décrire la régulation de la traduction par la stabilisation d’une structure secondaire (Régulation du niveau de Fer dans l’organisme)
La ferritine relâche ou cote le fer selon les niveaux et les besoins de l’organisme
L’ARNm produisant la ferritine possède une structure secondaire en forme de boucle se nommant «iron regulatory element» (IRE) placée juste devant l’AUG du gène.
- En absence de Fer dans l’organisme, une «iron regulatory protein» (IRP) lie la boucle, empêchant la traduction du gène produisant la ferritine.
- En présence de Fer dans l’organisme, l’IRP lie le fer et ne peut donc pas lier IRE, il y a alors traduction et production de ferritine.
Quelle sont les trois raisons pourquoi on séquence de l’ADN?
- Le potentiel génétique
- Génomique comparative
- Post-génomique
Quelle est la définition de génomique?
Séquençage de l’ADN et étude des génomes : Étude d’une entité biologique (espèce, individu, organe, cellule) à l’échelle de son génome
Quelle est la définition du génome?
Ensemble du matériel génétique (ADN) d’un individu ou d’une espèce Ex: L’humain possède 2 génomes (nucléaire et mitochondrial), les plantes possèdent 3 génomes, etc.
Qu’es-ce que la génomique structurale?
C’est le séquençage-assemblage-annotation du génome
Qu’est-ce que la génomique fonctionnelle?
C’est l’attribution de fonctions aux éléments du génome
Quelle est la définition du séquençage de l’ADN?
Détermination séquentielle de l’ordre d’enchainement des nucléotides Adénine-Thymine-Cytosine-Guanine (ATCG) au sein d’un fragment d’ADN
Quelle est l’importance actuelle de la génomique? (pourquoi séquence un génome)
Ex : Connaître des organismes pouvant aider à découvrir des nouveaux médicaments (contre le cancer p.e avec le rat taupe nu)
Connaître ce qui se trouve dans le génome des plantes mangées par les animaux dont on se nourrit.
Découvrir de quelle façon a été coloniser la planète
Qu’est-ce que le potentiel génétique?
Liste des fonctions portées a priori par un génome
Donner des exemples de potentiel génétique.
- Découvrir quels gènes sont à l’origine de la photosynthèse en séquençant le génome de la plante la moins compliquées
Par la suite, on peut découvrir d’autres propriétés (Pérénnialité, formation du bois) en prenant d’autres organismes plus complexe et en soustrayant les gènes responsables de la photosynthèse - Séquencer le chanvre (cannabis sativa) pour connaître les voies de synthèse des cannabinoïdes
- Séquencer la truffle noire du Périgord pour connaître les voies de biosynthèse des molécules olfactives (Très odorantes)
Quelles sont les étapes pour obtenir un génome ?
- Extraction
- Séquençage
- Bio-informatique :
- Assemblage
- Annotation
Quelles sont les étapes qui sont les clés de la génomique moderne ?
- Séquençage et bio-informatique
Quelles sont les 3 étapes de l’extraction d’un génome ?
- Casser les cellules pour libérer leur contenu
- Séparer l’ADN du reste des composants cellulaires
- Casser l’ADN en petits fragments
Quelle est la méthode maison de l’extraction d’un génome ?
- Sel
- Citron
- Liquide à vaisselle
- Filtre à café
- Alcool
Quels sont les principes de base du pyroséquençage illumina ?
- Au moment où le nucléotide est ajouté, il y automatiquement un flash de couleur
- Amplitude du flash est doublé s’il y a deux nucléotides ajoutés qui sont marqués
En quoi consiste la technique de Sanger ?
Basé sur la PCR et la terminaison de la chaîne pas les didésoxynucléotides (ddNTP)
Quelles sont les 3 caractéristiques de la méthode de Sanger ?
- Permet de séquencer des fragments d’environ 800 pb
- Méthode utilisée pour séquencer le génome (15 année de travail)
- Encore utilisée aujourd’hui pour les séquençage ponctuels
Qu’est-ce que la génomique comparative?
Analyse comparée de plusieurs génomes différents (inter- ou intra-spécifique)
Pourquoi faire de la génomique comparative?
Pour comparer les espèces entre-eux pour connaître le taux de ressemblance, des ancêtres communs…
Pour connaître de quel grandes régions proviennent les habitants de différents pays (Noires, Blanches, Asiatiques,…)
Qu’est-ce que la post-génomique?
La disponibilité d’un génome offre énormément de possibilités pour les analyses dites «post-génomiques» Le génome devient alors un outils que l’on utilise pour des analyses supplémentaires
Donner des exemples d’analyse post-génomiques.
- L’analyse de l’expression des gènes (transcriptomique) par micro-array
- Faire séquence notre génome pour connaître nos prédisposition à contracter certaines maladies (diabète de type 2, alcoolisme, obésité, …)
Qu’est-ce que la couverture d’un génome ?
Nombre de fois que le génome a été séquencé
Qu’est-ce qu’un contig ?
- Séquence consensus établie à partir de plusieurs reads chevauchants
- Peuvent faire plusieurs kb (les chromosome font plusieurs Mb)
Quel est le standard actuel pour la couverture ?
Couverture minimum 10X
Comment calcule-t-on la couverture d’un génome ?
Couverture = Taille des fragments (run) / taille du génome Exemple: Un run de 454 = 0,45 Gb (450 Mb) Génome de E.coli = 4 Mb Couverture = 450/4 = 112,5 X Génome humain = 3 Gb Couverture = 0,45/3 (Voir diapo 50)
En quoi consiste l’étape de l’assemblage ?
Réunion des reads en contigs et scaffolds par bio-informatique
Quels sont les 2 options de l’assemblage ? Expliquez.
- Read mapping : Un génome de référence est déjà disponible
2. Assemblage de novo : Aucun génome de référence
En quoi consiste la méthode de Read mapping ?
Consiste à positionner sur un génome de référence pré-existant les reads nouvellement obtenus
(voir diapo 52)
Qu’est-ce qu’un contig ?
Séquence consensus établie à partir de plusieurs reads chevauchants
Qu’est-ce qu’un scaffold ?
Assemblage de contigs reproduisant autant que possible un chromosome
(voir diapo 54-55)
Quels sont les deux problèmes au niveau de l’assemblage ?
- Séquence répétées
- Niveau de ploïdie
En quoi consiste la méthode RNA-Seq ? (4 étapes)
- Extraction de l’ARN
- Conversion de l’ARNm en ADNc
- Séquençage (454, Illumina)
- Read mapping sur un génome de référence
En quoi consiste l’étape de l’annotation ?
Consiste à associer des informations biologiques à la séquence génomique
Quels sont les deux types d’annotation ? Expliquez
- Annotation structurale : Identifier les gènes
- Annotation fonctionnelle : Associer une fonction biologique aux gènes et comparaison ensuite
(voir diapo 57 à 62 : exemple d’annotation)
Qu’est-ce que la méta-génomique ?
Séquençage de l’ADN d’un écosystème
Qu’est-ce que la méta-génomique a permis ?
- A permis d’identifier environ 1000 espèces de bactéries vivant dans notre intestin
- Prévalence des fonctions liées à la dégradation des sucres complexes
Qu’est-ce que la RNA-Seq ?
Séquençage du transcriptome (ARN) d’un organisme
Quelles sont les avantages de la méthode RNA-Seq ?
- Expression = Niveau d’expression du gène
- En valeurs absolues = Beaucoup plus précis
En quoi consiste la génomique synthétique ?
Création d’une bactérie de toute pièce (voir diapo 65)
