UE 1 Flashcards
Chimie :
Défini° matière
Assemblage de particules fondamentales
Chimie :
Défini° particules fondamentales
Plus petites entités que le puisse trouver
Chimie :
Qu’elles sont les particules fondamentales ?
- e- (charge -e)
- n° (0 charge)
- p+ ( charge +e)
Chimie :
Comment est formé l’atome ?
Particules fondamentales agencée de manière précise pour former l’atome.
Les atomes sont différentier par leur nb de particules fondamentales
Chimie :
Quelle est la valeur de la charge d’un atome ?
0 (jamais chargée) –> même nb d’e- et de p+
Chimie :
Qu’est-ce que sont les nucléons ?
ensemble des p+ et n°
Chimie :
Comment sont les atomes à l’état “naturel”/ isolé ?
Instables
Chimie :
Que font les atomes pour palier à leur instabilité ?
Ils forment des liaisons chimiques = molécules
Chimie :
Défini° de molécule
assemblage d’atomes dont la charge est 0 (assemblage polyatomique)
ex : H2O, CH4, NH3…
Chimie :
Défini° d’ions
Entité mono ou polyatomique avec une charge =/= de 0 (gain ou perte d’e-)
ex : H+, HCOO- …
Chimie :
Défini° d’élément
1 valeur précise de numéro atomique; ensembles des atomes (ensemble d’atomes) possédant le même numéro atomique (Z)
Chimie :
Ancienne défini° de la chimie organique
Chimie des organismes vivants (molécules présentent ds les animaux, les plantes…)
Chimie :
Ancienne défini° de la chimie minérale
Chimie du règne minéral (sol; sous-sol; atmosphère)
Chimie :
Nouvelle défini° chimie organique
Chimie qui met en jeu des atomes de carbones
Chimie :
Nouvelle défini° chimie minérale
Chimie ou il n’y a pas d’atomes de carbones
Chimie :
Comment définir une mol organique ?
Squelette carboné (C & H) + Hétéroatome (autre atome : O; N; Cl; …)
Chimie :
Que permet le squelette carboné ?
Il est comme le tronc d’un arbre, il définit l’arbre (Mol organique) mais ne permet pas de le reconnaitre spécifiquement
Chimie :
Que permettent les hétéroatomes ?
Créa° du gpt fonctionnel qui confère des propriétés chimiques et physiques spécifiques à la molécule
Chimie :
Quelle lettre défini le nombre de masse ?
A
Chimie :
Pourquoi nomme-t-on A le nombre de masse ?
Car = p+ et n° or masse e-«< masse p+ et n° donc la masse des e- est très largement négligeable
Chimie :
Quelle lettre défini le numéro atomique ?
Z
Chimie :
Composition du noyau de l’atome ?
n° et p+
Chimie :
Comment peut-on réaliser des modification du noyau d’un atome ?
Par physique nucléaire
Chimie :
Que composent les électrons ?
Nuage électronique périphérique
Chimie :
Que mettent en jeu les réactions chimiques ?
Le nuage électronique périphérique
Chimie :
Quelle est la différence entre un atome et son/ses isotope(s) ?
Les propriétés physiques (radioactivité)
Chimie :
Définition d’orbital ?
Zone de probabilité de présence des électons
Chimie :
Organisa° du nuage électronique périphérique ?
- Orbitales forment les sous-couche (s, p, d, f)
- Sous-couches forment les couchent (M,N,O,P,Q)
Chimie :
Nombre max d’e- orbital s ?
2/ 1 orbitale
Chimie :
Nombre max d’e- orbital p ?
6/ 3 orbitales
Chimie :
Nombre max d’e- orbital d ?
10/ 5 orbitales
Chimie :
Nombre max d’e- orbital f ?
14/ 7 orbitales
Chimie :
Organisation de la couche n= 1 ?
1s
Chimie :
Organisation de la couche n= 2 ?
2s 2p
Chimie :
Organisation de la couche n= 3 ?
3s 3p 3d
Chimie :
Organisation de la couche n= 4 et >4 ?
ns np nd nf
Chimie :
Nom de la règle de remplissage des sous-couches ?
Klechcowski
Chimie :
Comment remplis-t-on les sous couches (“dans la mesure du possible”) ?
Remplir en 1er lieu les orbitales de plus faible NRJ
Chimie :
Qu’indique la règle de remplissage ?
La couche externe (de Valence) comporte 1 orbitale s et 3 orbitales p, possède entre 1 et 8 e- (sauf pour H et He qui n’ont qu’une orbitale s)
Chimie :
Quel est le nom de la règle portant sur le remplissage des orbitales ?
Règle de Hund
Chimie :
Qu’indique la règle de Hund ?
(A l’état fondamental) dans une sous-couche, les e- se placent d’abord à raison d’un e- par orbital avant de former des doublets
Chimie :
Qu’implique l’état excité ?
Il est en contradiction avec la règle de Hund
Chimie :
Règle de remplissage des électrons dans les orbitales à l’état excité ?
L’e- se déplace dans la couche externe de son orbitale d’origine vers une autre orbitale de la même couche
Chimie :
Nom des colonnes du tableau périodique ?
I : Alcalins
II : Alcalino-terreux
métaux de transition
lanthanide et actinides
III
IV
V
VI
VII : halogène
VIII : gaz rare
Chimie :
Hiérarchie électronique ?
F> O >Cl = N> Br > I = S > C >= H >P > Mg, Ca, Na, K
+ électronégatif - électronégatif
Chimie :
Atome H
1 e- sur la couche de Valence
Alcalins
z= 1
Chimie :
Atome C
4 e- sur sa couche de Valence
z=6
Chimie :
Atome N
5 e- sur sa couche de Valence
z = 7
Chimie :
Atome O
6 e- sur sa couche de Valence
z= 8
Chimie :
Atome P
5 e- sur sa couche de Valence
z= 15
Chimie :
Atome S
6 e- sur sa couche de valence
z = 16
Chimie :
Comment varie l’électronégativité des en fonction du tableau périodique ?
De la colonne I à VII –> 2 électronégativité croissante
Ligne 1 à 7 –> électronégativité décroissante
Colonne VIII –> électronégativité nulle
Chimie :
Quelle règle suivent les atomes pour atteindre une stabilité ?
Règle de l’octet
(Un atome auquel il ne manque qu’1 ou 2 e- sera très avide d’e- et donc plus électronégatif)
Biochimie :
Définition lipides ?
Ensemble des composés biochimiques caractérisés par leur insolubilité dans l’eau
Biochimie :
Quelles molécules sont regroupées sous le nom de lipides ?
Molécules à :
* caractère hydrophobe
* origine commune (molécules à 2 ou 5 C)
Biochimie :
Propriétés générales des Lipides ?
- Solubilité dans les solvants organiques
- Insoluble dans l’eau et les solvants polaires
- Absence de composé macromoléculaire type polymère
- Associations sous forme d’agrégats de molécules associés par interaction hydrophobes, fortement stabilisés par de très nombreuses liaisons faibles
Biochimie :
Importance des lipides dans la cellules ?
- élément de structure
- réserves énergétique
- précurseurs métabolique essentiels
- élément de signalisation cellulaire
Biochimie :
Fonctions biologiques des lipides ?
- Triglycérides –> réserve NRGtique
- Phospholipides et certains stéroïdes –> structures membranaires
- Glycolipides –> supports des déterminants antigéniques
- Eicosanoïdes, inositols triphosphates et certains stéroïdes –> effecteurs hormonaux
Biochimie :
Définition de composés lipides simples “vrai” ?
Issus de la condensation d’AG avec des alcools
Biochimie :
Différents types de composés lipides simple “vrai” ?
- AG
- Lipides simples ((C-H-O) alcool +AG)
- Composés lipidiques complexes ((C-H-O-P-N-S) + AG)
Biochimie :
Noms et définitions des différents lipides simples ?
- Glycérides : alcool = glycérol
- Cérides : alcool à longue chaine
- Stérides : alcool polycyclique
Biochimie :
Noms des différents lipides complexes ?
*Glycérophospholipides
* Sphingolipides
Biochimie :
Quelles sont les deux grandes catégories d’AG apporté par l’alimentation ?
AG saturés et insaturés
Biochimie :
Définition d’AG ?
Composés qui portent une fonction acide carboxylique à une extrémité d’une chaîne carbonée hydrophobe
Biochimie :
Formule générale des AG ?
R-COOH
Biochimie :
Comment sont classés les AG ?
En fonction de leur chaine hydrocarbonée :
Chaine aliphatique saturée = AG saturés
Chaine aliphatique insaturée = AG insaturés
Chaine comportant u cycle = Prostanoïdes
Chaine comportant 1 ou plusieurs fonction alcool = AG hydroxylés
Chaine aliphatique ramifiée = AG ramifiés
Biochimie :
Définition de saturé ?
Pas de double liaison –> complètement saturé par les hydrogènes
Biochimie :
En quoi consistent les réactions chimiques extrêmement coordonnées nécessaire à la vie cellulaire ?
- Apport en NRJ (catabolisme –> destruction mol carbonée)
- Construction et renouvellement des tissus (anabolisme)
- Fonctions, croissance, et renouvellement cellulaire
Biochimie :
En quoi les enzymes sont indispensables dans l’organisme ?
A cause de la lenteur des réactions chimiques.
Besoin de réguler leur vitesse svt bcp trop lentes et dc incompatible avec la vie cellulaire
Biochimie :
Rôle des enzymes ?
Catalyseurs biologiques des réactions chimiques. Favorisent :
- Initiation
- Accélération
- Spécificité en substrat
- Spécificité en action
- Svt indispensable à une réaction
- Créer un environnement approprié qui va favoriser une réaction chimique donné sur le plan NRGtique
Biochimie :
Définition enzyme ?
- Macromolécule de nature
protéique (sauf ribosome) possédant une activité catalytique, produite par les cellules (synthétisé de manière endogène)
Biochimie :
Les enzymes se trouve dans un état différent de l’état initial à la fin de la réaction.
Vrai ou Faux ?
Faux
On retrouve l’enzyme à l’état initial en fin de réaction
Biochimie :
Caractéristique des enzymes ?
- A l’état initial en fin de réaction
- Spécifique d’un seul type de réaction chimique applicable à un ou plusieurs substrats
Biochimie :
En tant que catalyseurs, comment agissent les enzymes ?
- Ne modifient pas les condition thermodynamiques (état d’équilibre –> initial/final) d’une réaction
- Modifient les conditions cinétiques d’une réaction
- Agissent à des doses très faibles
Biochimie :
Quels sont les paramètres pouvant moduler l’activité des enzymes ?
Leur environnement :
- pH
-T°
- Force ionique
- Concentration du substrat
- Composés activateurs ou inhibiteurs
Biochimie :
Comment se déroule la réaction entre le substrat et le produit ?
- Substrat se fixe sur le site actif de l’enzyme
- Formation du complexe enzyme-substrat
- Libération de produits réactionnels différents des produits de départ
Biochimie :
Les réactions enzymatiques sont-elles réversibles ?
Oui, beaucoup de réaction sont réversibles : le produit peut prendre le rôle de substrat et inversement
Biochimie :
Rôle du tube digestif dans le métabolisme des lipides ?
Digestion des lipides alimentaires (lipase pancréatique) et absorption des lipides (muqueuse intestinale)
Biochimie :
Rôle du foie dans le métabolisme des lipides ?
Synthèse des TG endogènes à partir de molécules non lipidiques, synthèse/dégradation des AG
Biochimie :
Rôle du tissus adipeux dans le métabolisme des lipides ?
Stockage et mise en réserve de l’NRJ sous forme d’AG et TG
Biochimie :
Rôle des tissus périphérique dans le métabolisme des lipides ?
Dégradation des lipides = gros consommateurs d’NRJ qui profitent de la métabolisation énergétique
Biochimie :
Qui sont les tissus périphériques ?
Essentiellement :
* Reins
* Cœur
* Muscles
Biochimie :
Quelles sont les modalité de transport des lipides dans le sang ?
- Associer à des lipoprotéine pour les transporter
- AG à chaine courte (
Biochimie :
Quantité de lipide dans le sérum d’un sujet à jeun ?
5 à 7 g de lipides par litre
Biochimie :
Quelles sont les classe de lipides présent dans le sérum ?
- Cholestérol : le + présent
- Phospholipides
- Sphingolipides
- Glycérides
- AG libres
Biochimie :
Composition et fonction du Cholestérol du sérum ?
Composition :
- 30% cholestérol sous forme libre
- 70% cholestérol sous forme estérifiée
Fonction :
- Membrane
- Précurseurs HS - Ac biliaires - Vit D3
Biochimie :
Composition des Phospholipides du sérum ?
- Lécithine
- Lysolécithine
- Phosphatidyléthanolamine
Biochimie :
Composition des Glycérides du sérum ?
- 85 % de TG
- Mono et diglycérides
Biochimie :
Définition de lipoprotéine ?
Agrégats sphériques formés de lipides et d’apolipoprotéines (apoprotéine)
Biochimie :
Composition des agrégats lipoprotéiques ?
- Noyau de lipides apolaires (TG et esters de cholestérol)
- Couronne d’environ 2 nm constitué d’apolipoprotéines + lipides amphiphiles
Biochimie :
Comment différencie-t-on les lipoprotéines ?
- L’importance et la nature de leur partie protéique
- La composition de leur fraction lipidique
Biochimie :
Comment sont classées les lipoprotéines ?
En fonction de leur densité :
1) Chylomicrons (+ faible densité)
2) VLDL
3) IDL
4) LDL
5) HDL (+ forte densité)
Chimie :
Définition de stéréoisomérie ?
Même formule brute et même constitution –> c’est la disposition des atomes dans l’espace qui est différente
Chimie :
Différents mode de représentation ?
- Représentation de Cram en coin volant
- Représentation de Newman
- Représentation de Fischer
Chimie :
Comment fonctionne la représentation de Cram ?
1 liaison = 1 symbole signifiant sa position par rapport au papier
trait plein : dans le plan
triangle plein : en avant du plan
triangle en pointillé : en arrière du plan
Chimie :
Comment fonctionne la représentation de Newman ?
On regarde la structure tétraédrique selon l’axe de liaison C-C
Chimie :
Comment fonctionne la représentation de Fischer ?
- On regarde la structure tétraédrique de façon à voir les liaisons verticales et horizontales exclusivement telle que :
- Liaisons verticales dans le plan ou en arrière du plan
- Liaisons horizontales en avant du plan
- On privilégie la représentation où la chaine carbonée principale est dans le plan, verticale et l’extrémité la plus oxydée (C=O) en haut. Les substituant sont en avant du plan
Chimie :
Définition de stéréoisomérie de configuration ?
2 stéréo-isomère de configuration ont la même constitution (formule développée) mais une disposition des atomes dans l’espace non due aux possibles rotation autours des liaisons simples.
Chimie :
Comment passe-t-on d’un stéréo-isomère de configuration à un autre ?
En rompant une liaison
Chimie :
Définition d’énantiomère ?
Stéréo-isomères image l’un de l’autre dans un miroir plan mais non superposable.
–> il existe donc 2 stéréo-isomères
Chimie :
Différences et points communs entre deux stéréo-isomère ?
- Propriétés chimiques et physiques semblables
- Propriété biologique différentes
Chimie :
Définition de molécule chirale ?
Molécule ne possédant ni plan ni centre de symétrie avec un carbone asymétrique qui à 4 substituant différents
Chimie :
Définition de pouvoir rotatoire ?
Capacité ou non à dériver le plan de polarisation d’un faisceau de lumière polarisée (dans un polarimètre)
Chimie :
Définition lévogyre ?
Dérivation du faisceau vers la gauche.
Notation : l ; (-) ; alpha -
Chimie :
Définition de dextrogyre ?
Dérivation du faisceau vers la droite.
Notation : d ; (+) ; alpha +
Chimie :
Deux énantiomères peuvent avoir des activités optiques similaires.
Vrai ou Faux ?
FAUX !
Deux énatioùères on
Chimie :
Deux énantiomères peuvent avoir des activités optiques similaires.
Vrai ou Faux ?
FAUX !
Deux énantiomères ont FORCEMENT des activité optiques opposées
Chimie :
Calcule de l’angle de dérivation ?
α = [α] * l * C
avec :
[α] : pouvoir rotatoire spécifique
l : longueur de la cuve
C : concentration
Biochimie :
Représentation des AG ?
- En zig zag
- longueur de chaine variable : chaque sommet représente un carbone
- la numérotation des carbone se fait à partir de la fonction COOH
Biochimie :
Comment nomme-t-on les AG ? Quelle notation utilisons nous ?
On les définit par leur nombre de carbone et par les (in)saturations.
Biochimie :
Comment nomme-t-on un AG saturé ?
ex : C16
C16:0 –> 16 carbones + 0 insaturation dans la molécule
Biochimie :
Comment définit-on les AG monoinsaturés ?
ex : C16
C16:1Δ9 avec Δla place de l’insaturation
Biochimie :
Comment définit-on les AG polyinsaturés ?
ex : C18
C18:2Δ9;8
Biochimie :
Solubilité des AG ?
- Sous forme acide : insoluble dans l’eau
- Sous forme de sels alcalins : molécule soluble = savon
Biochimie :
Comment sont constitué les savons ?
Il possède:
- une extrémité COOH très hydrophile (tête polaire)
- une partie R très hydrophobe
=> molécule amphiphile
Biochimie :
Comment s’organise les AG en solution aqueuse ?
Regroupe en micelles :
têtes polaires au contact de l’eau, chaines hydrocarbonées rassemblées dans la partie centrale
Biochimie :
Propriétés chimiques liées à la fonction acide des AG ?
Fonction acide peut réagir avec :
- alcool pour former un ester
- amine pour former un amide
- d’autres acide pour former des anhydride d’acide
- bases pour former des savons/sels (c’est la saponification )
Biochimie :
Propriétés chimiques liées à la présence de doubles liaisons ?
La réduction d’une double liaison conduit à son composé saturé correspondant.
Biochimie :
Qu’est-ce que l’oxydation énergétique de la chaine carbonée d’un AG ?
Coupure au niveau de la double liaison. On obtient 2 fonctions acides : Acide carboxylique (monoacide) + diacide
Biochimie :
Quelle est la formule générale des AG saturés ?
- un nom chimique et un nom commun
- numérotation à partir du carbone de la fonction COOH
- CH3-(CH2)n-COOH avec n ≥ 2
- Formule brute : CxH2xO2
Biochimie :
Comment est établie le nom chimique des AG saturés ?
acide n-……..anoïque
n -> indique le caractère linéraire
…….-> préfixe correspondant à la longueur de la chaine
an -> indique le caractère saturé
oïque ->suffixe désignant la fonction acide carboxylique
Biochimie :
Comment sont classés les AG saturés ?
En fonction de la longueur de leurs chaines :
chaines courtes : 4 à 10 carbones
chaines moyennes : 12 à 18 carbones
chaines longues : 20 à 32 carbones
Biochimie :
Propriétés chimiques des AG saturés ?
Liquides jusqu’à C8
Point de fusion augmente avec la longueur de la chaine
Biochimie :
AG saturés les plus rependus ?
Acide palmitique C16
Acide stéarique C18
Chimie :
Comment peut-on définir les hydrocarbures aromatiques ?
Alternance de simples/doubles liaison (système conjugué) dans un cycle
Chimie :
Que permet la formation d’un cycle pour les hydrocarbures aromatiques ?
Gain de stabilité et donc des propriétés ≠ de celles des alcènes
Chimie :
Propriété physique des hydrocarbures aromatiques ?
- Odeur caractéristique
- Tjrs liquide ou solide (benzène = liquide)
- Faible solubilité dans l’eau
Chimie :
Quelles sont les propriétés chimiques de réactivité générale des hydrocarbures aromatiques ?
- Délocalisation des électrons pi sur l’ensemble du système => stabilité
- Forte densité électronique
- Addition très difficile à cause du caractère aromatique
Chimie :
Équation du mécanisme de la substitution électrophile chez les hydrocarbures aromatiques ?
Cycle Ar + E-Nu –> cycle Ar-voir cours
Chimie :
Notation des dérivés halogénés ?
H3-C - X
avec X = F, Cl, I, Br
Chimie :
Nomenclature des dérivés halogénés ?
Préfixe : n°-HALOGENo-
/!\ jamais de suffixe même si c’est la fonction principale
Chimie :
Propriété physique des dérivés halogénés ?
T° d’ébullition :
-Supérieure à celle des alcanes équivalents => liaisons polarisées créent des interactions dipôle/dipôle
Forte densité
-Insoluble dans l’eau car ils ont une plus forte densité que l’eau (en dessous dans une solution)
Chimie :
Propriété chimique de réactivité générale des dérivés halogénés ?
- Liaison C-X est polarisée => présence de forces de Van der Waals
- H delta + et X delta- => attaque par base
- C delta + => attaque par réactifs nucléophiles
Chimie :
Équation de la substitution d’un nucléophiles chez les dérivés halogénés ?
H3C-X + Nu- —> H3C-Nu + X-
Chimie :
Équation de l’élimination chez les dérivés halogénés ?
H3C-CH2-X + B- —> H2C=CH2 + B-H + X-
= attaque par une base forte
Biochimie :
Sous quelle forme la majorité des glucides apporter par l’alimentation existent ?
Sous la forme de disaccharides ou d’homopolysaccharides
Biochimie :
Quelle est la seule forme sous laquelle les glucides vont pouvoir pénétrer dans les cellules ?
Monosaccharides
Biochimie :
Digestion de du saccharose ?
Enzyme : saccharase (enzyme α-glucosidase)
Lieu : entérocytes intestinaux
Action : hydrolyse de la liaison O-glycosidique de type α(1–>2) et libération de glucose et fructose
Biochimie :
Digestion du lactose ?
Enzyme : lactase (enzyme β-galactosidase)
Lieu : intestins/entérocytes intestinaux
Action : hydrolyse de la liaison O-glycosidique de type β(1–>4) et libération de glucose et de galactose
Biochimie :
Qu’entraine une diminution de l’activité des lactases dans l’organisme ?
Intolérance au lactose:
Stagnation du lactose donc liaison avec de l’eau au niveau intestinal –> vomissements, diarrhées (symptômes fréquents les nouveaux nés)
Biochimie :
Digestion de l’amidon ?
Enzyme : α-amylase (salivaire –> type S ou provenant des sucs pancréatiques –> type P)
+ acidité de l’estomac
Lieu : bouche Type S
Intestins Type P
Action : hydrolyse des liaisons α(1-4) et libération du maltose, du maltriose et des dextrines limites
ET
Enzyme : de type α-glucosidase :
*α-dextrinase + isomaltase (liaisons α(1-6))
*maltase + amyloglucosidase (liaisons α(1-4))
Lieu : surface des etérocytes et des microvillosités
Action : Hydrolyse des liasion α(1-6) et α(1-4)
Biochimie :
Comment se fait le passage des glucides très hydrophiles à travers la membrane des entérocytes ?
Grâce à des transporteurs spécifiques (GLUT ou SGLT)
Biochimie :
Pourquoi les unités monosaccharides ont elles besoin de transporteurs spécifiques pour traverser l’entérocyte ?
Car les glucides sont des molécules très hydrophiles alors que la membrane plasmique de la cellules est imperméable aux molécules hydrophiles
Biochimie :
Caractéristique des transporteurs SGLT ?
- permet 1 transport actif, contre un gradient de concentration
- forte affinité pour le glucose et le galactose
- permet l’entrée au sein de l’entérocyte au niveau du pôle/membrane luminale
- réalise un symport
Biochimie :
Signification de SGLT ?
Sodium glucose Transporter
Biochimie :
Qu’existe-il en parallèle des SFLT au pôle apical des entérocytes ?
Pompes Na+/K+ pour maintenir le gradient en Na+
Biochimie :
Signification de GLUT ?
Glucose Transporteur
Biochimie :
Combien de transporteur GLUT existe-t-il ?
5
Biochimie :
Caractéristique des transporteurs GLUT ?
- Permet un transport facilité dans le sens du gradient de concentration
- faible affinité pour le glucose (GLUT 2 et 5)
- GLUT 2 permet sortie glucose au niveau du pôle basal dans le sang
- transporte glucose, galactose, fructose
Biochimie :
Signification Kd ?
Constante de dissociation
Biochimie :
Relation entre le Kd et l’affinité du transporteur ?
Plus le KD est faible et plus l’affinité est importante
Chimie :
Comment peut-on définir les phénols ?
Cycles aromatiques de 6C avec alternance de simples/doubles liaisons (système conjugué) et groupement OH
Chimie :
Quelles sont les propriétés physiques des phénols ?
- Odeur aromatique caractéristique
- Solides à T° ambiante dû au fort encombrement stérique (l° hydrogène)
- Légèrement soluble dans l’eau : nécessite une grande quantité d’eau pour une solubilisation totale
Chimie :
Propriété chimique de réactivité générale pour les phénols ?
- Disponibilité du doublet libre «_space;alcool
- Rupture de la liaison O-H est très facile (> alcools) –> augmentation de l’effet mésomère source de stabilité => caractère acide (C6H5O-) > alcools
- Rupture liaison C-O très difficile («_space;alcools) –> diminution de l’effet mésomère => rupture non spontanée
Chimie :
Equation de la réaction de substitution éléctrophile chez les phénols ?
C6H5O-H + E-Nu –> C6H4EO-H + H-Nu
Chimie :
Equation de la réaction d’oxydation chez les phénols ?
HO-C6H5-OH + KMnO4 –> O=C6H5=O + 2H+ + 2e-
Chimie :
Application biochimique de l’oxydation des phénols ?
Ubiquinone (CoE) –> chaine respiratoire
Chimie :
Comment peut-on définir les thiols ?
C-SH
Chimie :
Quels sont les autres appellations des thiols ?
- thioalcools (analogues soufrés des alcools)
- mercaptans
Chimie :
Nomenclature utilisé pour les thiols ?
Préfixe : n°-mercapto
Suffixe : …n°-thiols
Chimie :
Propriétés physique des thiols ?
- polarisation de S-H < à celle de O-H
- liaison H thiols < liaison H alcools
- alcanes équivalent < T° ébullition thiols < T° ébullition alcools équivalents
- soluble dans l’eau
- solubilité diminue à mesure que la chaine augmente
Chimie :
Propriété chimique de réactivité générale des thiols ?
- SIMILAIRE A L’ALCOOL
- liaison C-S impossible à couper
Chimie :
Propriété du caractère acide des thiols ?
- caractère acide supérieur à celui des alcools
- électronégativité S < O
- mais rayon atomique S > O
–> Stabilité RS- < RO-
–> Acidité RS-H > RO-H
Chimie :
Equation de la réaction de thioestérification des thiols ?
R’ =O-OH + R”-S-H + H+ –> R’=O-S-R + H2O
bilan = substitution mais en réalité =/=
réaction = élimination + addition
Chimie :
Equation de la réaction de thioacétalisation des thiols ?
R-R’C=O + R”-S-H + H+ –> Hémi-thio-acétal –> R’-RC-SR-SR’’’
Aldéhyde/cétone +thiol –> Thioacétal
Chimie :
Equation d’oxydation chez les thiols ?
R-S-H +R-S-H -oxydant doux-> R-S-S-R
=> pont disulfure
Chimie :
Rôle/Utilisation de l’oxydation
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Biochimie :
Transporteur GLUT 1
Principale localisation tissulaire : Globule rouge, ubiquitaire (fort besoin en glucose)
Affinité pour le glucose : Forte
Ose transporté : Glucose, galactose
Biochimie :
Transporteur GLUT2
Principale localisation tissulaire : Foie, pancréas, intestin, reins
Affinité pour le glucose : Faible
Ose transporté : Glucose, galactose, Fructose
Biochimie :
Transporteur GLUT3
Principale localisation tissulaire : Cerveau (fort besoin en glucose)
Affinité pour le glucose : Forte
Ose transporté : Glucose, galactose
Biochimie :
A part les transporteurs GLUT3, quelle est la “preuve” que le cerveau nécessite une grande quantité de glucose ?
La possibilité de comas hypoglycémiques chez les diabétiques
Biochimie :
Transporteur GLUT4
Principale localisation tissulaire : Muscles striés, tissus adipeux (fort besoin en glucose)
Affinité pour le glucose : Forte
Ose transporté : Glucose
Biochimie :
Transporteur GLUT5
Principale localisation tissulaire : Intestin
Affinité pour le glucose : Très faible
Ose transporté : Fructose
Biochimie :
Définition de la glycolyse ?
Voie principale d’utilisation du glucose par les cellules de l’organisme.
Voie métabolique cytosolique
Produit de l’énergie sous forme d’ATP
Biochimie :
Comment définir le métabolisme ?
Anabolisme + Catabolisme
=> phénomène de recyclage : tout ce qui est utilisé ressert pour créer/recréer de l’NRJ
Biochimie : (métabolisme des AA)
Définition de l’anabolisme ?
Synthèse des AA et de ce à quoi ils vont servir
Biochimie : (métabolisme des AA )
Définition du catabolisme ?
Dégradation des AA en 2 temps :
* enlèvement du groupement aminé car toxique
* squelette carboné restant : acide α-cétonique
Biochimie :
Qu’engendrerais l’absence de métabolisme des AA ?
Sans métabolisme des AA :
aucun constituant des cellules étant obsolète seraient éliminé
Biochimie :
Pourquoi existe-t-il plusieurs métabolisme complexe des AA ?
- Variété des AA
- Fonction nombreuses des AA
- Métabolisme différent d’un tissu à l’autre
- Métabolisme variant dans le temps
Biochimie :
Qu’implique le métabolisme des AA ?
- De nb enzymes
- De nb coenzymes vitaminiques
- De nb protéines de transport
- Différents organelles de la cellule
–> organisation spatiale des éléments dans la cellule
Biochimie :
Quelle quantité d’AA produit le catabolisme des protéines ?
300 g/j
Biochimie :
Définition du recyclage des protéines tissulaires ?
Catabolisme endogène
* Principale source d’AA 75% des apports quotidiens (225g)
* Augmente durant la période de jeune –> puise dans l’organisme
Biochimie :
Comment sont dégradé les protéines ?
Par 2 grands systèmes de protéolyse :
* Syst lysosomal
* Syst protéasome
Biochimie :
Qu’implique la dégradation des protéines par le système protéasome ?
Marquage préalable de la protéine à dégrader par un peptide : ubiquitine sur la lysine
Biochimie :
Que peut-on dire de la demi-vie des protéines ?
Elle est très variable :
* qq minutes pour les protéines enzymatique
* 120 jours pour l’hémoglobine
* 1000 jours pour le collagène
Biochimie :
Comment peut-on définir le renouvellement des AA ?
Catabolisme exogène des protéines
–> Protéines d’origine alimentaire : 25 % des apports quotidiens en AA (75g)
Biochimie :
Comment se déroule le catabolisme exogène des protéines
- Protéines dégradées par des enzymes digestives protéolytiques (protéase + peptidase)
- Absorption intestinale des AA libérés (phénomène consommateur d’NRJ) puis transformation dans l’entérocyte
- Relargage dans le sang + captation des AA principalement par le foie et les muscles
Biochimie :
Que permet l’apport exogène de protéine ?
Couvrir ses besoin sur le plan qualitatif ET quantitatif (apport des 8+2 AA indispensable/essentiels)
Biochimie :
Comment se déroule la biosynthèse des AA non indispensables ?
Obtention des AA par :
* Transamination
* Conversion (non réversible)
*Autre : arginine produite au cours du cycle de l’urée
Biochimie :
Quelles sont les différentes conversions possible pour l’obtention des AA ?
- méthionine -> Cystéine
- phénylalanine -> tyrosine
- aspartate -> alanine
- Glutamate -> proline
Biochimie :
Rôle principal des AA ?
Synthèse de protéines tissulaires (225 g/j pr un adulte)
Biochimie :
Définition de Turn Over ?
Renouvellement protéique (protéolyse tissulaire et synthèse protéique)
Biochimie :
A l’état normal quelle est la relation entre les deux phénomènes du Turn Over ?
Il y a un équilibre
Biochimie :
Comment est régulé/influencé la synthèse protéique ?
Par une influence hormonale :
* Anabolisante (croissance, forte nutrition)
* Catabolisante (jeûne)
* Elimination directe (< 1g/j, AA sanguin en excès)
* Elimination pathologique (brulure, hémorragie)
La synthèse est fonction de l’apport et du moment de vie
Biochimie :
De quelles molécules des AA sont-ils précurseurs ?
- Neurotransmetteurs
*GABA
*Sérotonine
*DOPA et Dopamine - Hormones
*Thyroxines
-Molécules des processus énergétiques
*Créatinine
-Polyamine
Biochimie :
Quels sont les procédés communs au catabolisme de tous les AA ?
- Décarboxylation pour -COOH
*Transamination et Désamination pour -NH2
Biochimie :
Quel est le procédé spécifique au catabolisme de chaque AA ?
Métabolisme de la copule carbonée -R de chaque AA
Biochimie :
But de la décarboxylation des AA ?
Elimination du groupement COOH par le biais de décarboxylases spécifiques de chaque AA
Biochimie :
Définition de la décarboxylation des AA ?
Réaction irréversible qui produit l’amine correspondant à l’AA et rejette du CO2. Elle nécessite des coE : B6PO4
Biochimie :
Origine des enzymes nécessaire à la décarboxylation des AA ?
*Tissulaire (cellulaire)
* Bactérienne (flore intestinale)
Biochimie :
Signification biologique des réactions de décarboxylation des AA?
- Quantitativement peut importante dans les tissus
- Qualitativement très importante par la nature des amines produites
Biochimie :
Mécanisme de la réaction de transamination des AA ?
AA donneur transmet son groupement amine à un acide α-étonique accepteur pour donner un autre AA
AA donneur subit une oxydation au niveau de son Cα. AA receveur est donc issu de la réduction de l’acide α-cétonique + NH2
Biochimie :
Rôle de la transaminase dans la réaction de transamination des AA ?
Donne acide à accepteur (il est + ou - spécifique)
Biochimie :
Caractéristique de la réaction de transamination des AA ?
- Impossible si l’AA donneur du NH2 n’a pas une forme acide α-cétonique
- Réaction équilibrée, généralement réversible, catalysée par des transaminases + ou - spécifique et des coE
Biochimie :
Que permet la réaction de transaminase des AA ?
Transfert de l’N α-aminé vers une molécule unique : le glutamate qui sert de véhicule à N sous forme non-toxique
Permet d’assurer la biosynthèse des AA à partir des acides α-cétonique correspondants
Biochimie :
Où sont situées les enzymes cellulaires ASAT et ALAT ?
Dans le cytosol et les mitochondries chez les eucaryotes
Biochimie :
Pourquoi les enzymes cellulaires ASAT et ALAT sont utilisés dans le diagnostic de pathologie ?
En cas de souffrance/destruction cellulaire elles sont libérées dans la circulation sanguine
=> Marqueurs de pathologie
Biochimie :
Dans le cadre de quel diagnostique sont utilisé les enzymes cellulaires ASAT et ALAT ?
Diagnostic des cytolyses :
*ASAT sérique : Hépatites et Infarctus du myocarde
* ALAT sérique : Hépatites aigües
Biochimie :
Définition de la réaction de désamination oxydative des AA ?
Réaction d’élimination du groupement aminé et d’oxydation
Biochimie :
Que permet la réaction de désamination oxydative des AA ?
Transformation de l’AA en son corps α-cétonique
Biochimie :
Déroulement de la réaction de désamination oxydative ?
Catalyser par une enzyme comme la L-glutamate déshydrogénase couplée au NAD
Transport de protons
Biochimie :
Comment se déroule le métabolisme de la chaine carbonée des AA ?
Par oxydation du squelette carboné au niveau du cycle de Krebs
Biochimie :
Quels sont les intervenants dans le métabolisme de la chaine carbonée des AA ?
- Intermédiaire du cycle de Krebs
- Acétyl-CoA ou acétoacétyl-CoA –> cétogène / cétoformateur
- Pyruvate –> glucoformateur
Biochimie :
Dans le cycle de Krebs, quel sont les AA Glucoformateurs ?
- Cystéine
- Thréonine
*Glycine - Serine
- Alanine
- Méthionine
- Valine
- Glutamate
- Arginine
- Proline
- Asparagine
- Aspartate
- Histidine
- Glutamine
Biochimie :
Dans le cycle de Krebs quels sont les AA Cétogènes ?
- Leucine
- Lysine
Biochimie :
Dans le cycle de Krebs quels sont les AA Cétogène ET Glucoformateurs ?
- Tyrosine
- Phénylalanine
- Tryptophane
- Isoleucine
Biochimie :
Parce que le cycle de Krebs est alimenté à toutes les étapes; comment le nomme-t-on ?
Cycle dynamique
=> Rôle très important des CoE (+/- vitaminiques)
Biochimie :
Quelles sont les CoE primordiales au cycle de Krebs ?
- Thiamine phosphate (B1)
- Phosphate de pyridoxal (B6)
- Méthylcobalamine (B12)
- Folate (B9)
- Biotine (B8 ou H)
- Térahydrobioptérine
Biochimie :
Qu’entraine une carence vitaminique au niveau du cycle de Krebs ?
Inactive les enzymes métabolisant certains AA.
–> Pathologie carentielle qui miment des déficits hérédit
Biochimie :
Qu’entraine une carence vitaminique au niveau du cycle de Krebs ?
Inactive les enzymes métabolisant certains AA.
–> Pathologie carentielle qui miment des déficits héréditaires en enzymes
Biochimie :
Peu on soigner les pathologie carentielle ?
Oui elles sont traitables par apport vitaminique exogène.
=> Important d’identifier les anomalies du métabolisme pour permettre de composer les compléments alimentaires pour pallier aux déficits
Biochimie :
Origine de production de l’ammoniac NH3 ?
Double origine :
* Exogène
* Endogène
Biochimie :
Toxicité de l’ammoniac NH3 ?
- Déchet du catabolisme
- Très toxique surtout pour le SNC (–> Encéphalopathies)
- Toxique –> elle diffuse très bien
- Même si production plutôt importante l’ammoniémie normale reste faible (30 à 50 µmol/L)
Biochimie :
Quels sont les mécanisme de lutte contre l’hyperammoniémie de l’organisme ?
=> Mécanismes fonction d’où se situe le NH3 :
* Glutaminogenèse (tissus périphériques)
* Ammoniogenèse (rein)
* Uréogenèse (foie)
Biochimie :
Déroulé de la glutaminogenèse dans les tissus périphérique ?
=> Elimination du NH3 par le synthèse de glutamine.
a) Le NH3 se met au niveau du radical R (d’un glutamate) (nécessite de l’ATP et la glutamine synthétase)
b) La glutamine = principale forme de transport non toxique de NH3. Il y a transport plasmatique de la glutamine jusqu’aux reins et au foie
c) Arrivée la glutamine libère son NH2 en présence de glutaminase pour reformer du glutamate (réaction inverse du a)
La réaction est réversible en fonction du cycle
Biochimie :
Rôle de l’ammoniogenèse dans l’organisme ?
Rôle dans le maintien de l’équilibre acido-basique de l’organisme : régulation du pH
Chimie :
Loi d’action de masse
Applicable qu’aux solutions diluées : aA + bB <–> cC + dD
La constante d’équilibre : Keq = ([C]^c [D]^d)/([A]^a[B]^b)
Chimie :
Comment peut-on définir les acides carboxylique ?
R-COOH
Chimie :
Notation des Acides carboxyliques ?
Acide …oïque : c’est TOUJOURS la fonction principale, c’est la fonction avec le plus grand degrés d’oxydation
Chimie :
H-COOH
Acide formique
Acide méthanoïque
Chimie :
CH3-COOH
Acide acétique
Acide éthanoïque
Chimie :
Propriétés physiques des acides carboxyliques ?
- Nombreuses liaisons polarisées => force de Van der Waals
- 2 liaisons hydrogènes très fortes = dimère cyclique = prend bcp de place => agitation moléculaire très difficile
- T° d’ébullition et de fusion très élevé (> alcoos)
- Liquide pour moins de 3 carbones et solides ensuite
- Liaison hydrogène acide carboxylique / eau : soluble (solubilité diminue quand la chaine carbonée augmente)
Chimie :
Propriétés chimiques de réactivité générale des acides carboxylique ?
=/= de la somme des celles des cétones + alcools
* acidité
* système conjugué
Chimie :
Caractère acide des acides carboxyliques ?
Liaison O-H polarisé, confère un caractère acide (acide relativement fort
Finir de taper la carte
Chimie :
Réaction acide-base en milieux aqueux des acides carboxyliques ?
- aboutit à la formation de H3O+ :
-COOH + H2O <–> -COO- + H3O+
=> réactions acides-bases sont favorisées car l’effet mésomère est augmenté - modifie le pH (< 7)
Chimie :
Réaction avec des bases fortes des acides carboxylique ?
- Aboutit à la formation de sels (liaison ionique)
-COOH + NaOH <–> -COONa + H2O - COONa = Roate de sodium
Chimie :
Réaction d’estérification des ac carboxyliques
Acide + alcool –> ester + eau
Chimie :
Réaction de thioestérification avec les acides carboxyliques ?
Acide + thiol –> thioester + eau
Chimie :
Réaction d’amidification avec les acides carboxyliques ?
Acide + amine –> Amide + eau
Chimie :
Réaction de déshydratation intermoléculaire des acides carboxyliques ?
- Formation acide anydride
- à partir de 2 acides carboxyliques (R et R’)
- soit R=R’ ou R=/=R’
R-COOH + R’-COOH <-énergie-> R-COOCO-R’ + H2O
Chimie :
Application biochimique de la déshydratation intermoléculaire des acides carboxyliques ?
- Anhydrides de H3PO3 = Réserve d’NRJ, leur hydrolyse libère de l’NRJ
- EX= ATP
Chimie :
Réaction de décarboxylation des acides carboxyliques ?
- N’a lieu qu’avec un chauffage important
- Réaction facilitée qd il y a un second groupement carbonyle en β (diacide ou acide-β-cétonique)
- R-COOH -chauffage-> R-H + O=C=O
Chimie :
Réaction de réduction des acides carboxyliques ?
- Obtention d’un alcool primaire (passage par le stade aldéhyde)
- Réducteur : Hydrure métallique (+ solvant protique)
- R-COOH -réducteur-> R-CH2-OH
Biochimie :
Définition de l’ammoniogenèse ?
= Ammoniurie càd la sortie de l’ammoniac dans les urines
Biochimie :
Déroulé de l’ammoniogenèse dans les reins ?
NH3 capte un proton et donne l’ion ammonium : NH3 + H+ –> NH4+
Biochimie :
Quel est l’autre nom de l’uréogenèse dans le foie ?
- Cycle de Krebs-Henseleit (1932)
- Cycle de l’urée
Biochimie :
Ou se déroule l’uréogénèse ?
Dans les cellules hépatiques : cytosol et mitochondries => dans 2 compartiment différents
Biochimie :
Déroulé de l’Uréogenèse dans le foie ?
- NH3 se combine dans les mitochondries, avec du CO2 pour donner du carbamyl-phosphate qui rentre dans le cycle de Krebs-Henseleit pour donner de l’urée qui sera éliminée.
Biochimie :
Objectif principal du métabolisme des AA ?
- Alimenter globalement le corps
- Gérer les déchets
Biochimie :
Quel organe est la principale réserve d’AA
Les muscles
Biochimie :
Quel organes est le plus polyvalent dans le métabolisme des AA et permet la synthèse d’urée ?
Le foie
Biochimie :
Quel organe gère la production et l’élimination de l’ammonium ?
Les reins
Biochimie :
Quel organe synthétise des neurotransmetteurs ?
Le cerveau
Biochimie :
Quel organe est la principale source d’AA exogènes ?
L’intestin
Biochimie :
Comment les organes assurent-ils les voies du métabolisme des AA ?
Ils assurent à des niveaux différents les voies du métabolisme des AA.
Comme certains tissus effectuent le travail incomplètement des transfert sont réalisés = Coopération inter-tissulaire
Biochimie :
Formule générale des AG insaturés ?
- Insaturé = éthylénique
- Monoinsaturé : AG monoinsaturés ou monoéthyléniques
- Polyinsaturé : AG polyinsaturés ou polyéthylénique
Biochimie :
Nom systémique des AG insaturés ?
Acide n-…..-Δ…mono/di/tri èn oïque
avec :
* n= caractère linéaire
* ….. = préfixe correspondant à la longueur de la chaine
* Δ… = n° des carbones porteurs de doubles liaison
* mono/di/tri = nombre de doubles liaisons
* èn = indique le caractère insaturé
* oïque = suffixe désignant la fonction acide carboxylique
Biochimie :
Notation utilisé pour les AG insaturés ?
- Pour chacun des AG insaturés on a :
- Un nom systémique
-Un nom courant - Un symbole (Cn:1 (1,2 etc. = nombre d’insaturation))
- Une série (oméga)
Biochimie :
Qu’implique la présence d’insaturation ?
Isomérie
Biochimie :
Quelle sont les deux configurations de diastéréoisomérie chez les AG insaturés ?
- Cis : courbe (double liaison d’angle de 30° et les H sont du même côté)
- Trans : reste plat –> ne se courbe pas (avec des H pas tous du même côté)
Biochimie :
Qu’est-ce que la position malonique ?
- =CH-CH2-CH=
- Existe dans le cas des AG polyinsaturés
- Cette position va influencer la fonction du lipide considéré
=> Position allongée –> trans ou repliée –> cis
Biochimie :
Classification des AG insaturés ?
=> En fonction du nombre et de la position des double liaisons
=> La majorité à un nombre paire de C
Biochimie :
AG insaturés à 18 C ?
- Acide oléique : C18 : Δ9
- Acide linoléique : C18 : Δ9,12
- Acide linolénique : C18 : Δ9,12,15
Biochimie :
Désignation oméga ?
=> on repère les insaturations à partir du dernier C de la chaine = Nomenclature/Classification inversée
=> Chiffre oméga = 1ère insaturation rencontré en partant du dernier C
Biochimie :
Série oméga des AG insaturé à 18 C ?
- Acide oléique : oméga 9
- Acide linoléique : oméga 6
- Acide linolénique : oméga 3
Biochimie :
AG insaturés les plus répendus dans la nature ?
- Acide oléique (+++)
- Acide palmitoléique
Biochimie :
Propriété de l’acide palmitoléique ?
- Ubiquitaire
Biochimie :
Propriété de l’Acide oléique ?
- Le + abondant des AG insaturé
- Présent dans les huiles végétale (85% dans huile d’olive) et les graisses alimentaires
Biochimie :
Propriété de l’acide linoléique ?
*Présent dans les huiles végétales (huile de lin)
*Nécessaire à notre physiologie
*Non synthétisé par note organisme => Apporté par l’alimentation
*AG essentiels
Biochimie :
Propriétés de l’acide linolénique ?
- Non synthétiser par l’organisme => apporté par l’alimentation
- Présent dans les huiles végétales
Biochimie :
Propriétés de l’acide arachidonique ?
- Synthétisé dans l’organisme à partir de l’acide linoléique + alimentation
- +/- AG essentiel
Biochimie :
Propriétés de la série des omégas 3 ?
- Rôle antithrombique et antiathérogène
- Indispensable au développement du SN à la croissance
=> Présent dans les huiles végétales naturelles, dans certains poisson de mer froides, dans le lait maternel
Biochimie :
Définition des eicosanoïdes ?
- Vaste famille
- Substances dérivées d’acides arachidoniques
- Dérivés d’AG polyinsaturés à 20 C obtenus par oxydation
Biochimie :
Comment sont subdivisés les eicosanoïdes ?
En fonction de leur structure :
* Leucotriènes (leucocytes)
* Prostanoïdes (prostaglandines, prostacyclines, thromboxanes)
Biochimie :
Structure des leucotriène ?
- Structure en C20
- En épingle à cheveux
- Avec 4 doubles liaisons
- Possibilité de fixation de différents radicaux sur le C5 ou la liaison C6-7
Biochimie :
De quoi sont dérivés les leucotriènes ?
Produit d’oxydation AG polyinsaturé à 20 carbones
Biochimie :
Diastéréoisomérie des leucotriènes ?
- Toujours une ou plusieurs doubles liaisons en configuration trans
- Toujours 3 doubles liaisons conjuguées (=> Phénomène de délocalisation)
Biochimie :
Classification des leucotriènes ?
- 6 classes : A, B, C, D, E, F
- Diffèrent en fonction de la nature de leur substituants (fixation en C5)
- Il y a souvent un chiffre qui suit la lettre (ex leucotriène B4) => indique le nombre de doubles liaisons
Biochimie :
Quelle est l’unique source d’énergie animale ?
L’oxydation des substrats carbonée
Biochimie :
Sous quelle forme l’essentiel de l’énergie libérée de la cellule est conservé et transformer par la cellule ?
Sous forme d’énergie chimique : l’ATP
Biochimie :
De quelle manière est fournie l’énergie importante nécessaire à la cellule ?
- Réduction de coenzymes nucléotidiques (FAD et NAD) au cours de la glycolyse, de l’oxydation des AG et du cycle de Krebs
- Ces co-enzymes nucléotidiques seront réoxydé au cours de la respiration mitochondriale ce qui génèrera l’énergie
Biochimie :
Que se passe-t-il au cours de la chaine respiratoire ?
Transfert d’e- jusqu’à l’O2 moléculaire par une chaîne de réaction exergonique => mise en place d’un gradient de proton entre la matrice mitochondriale et l’espace intermembranaire mitochondriale
Biochimie :
Que permet la mise en place du gradient de proton entre la matrice mitochondriale et l’espace intermembranaire mitochondriale ?
La libération d’énergie nécessaire à la production d’ATP à partir d’ADP par l’ATP synthase
Biochimie :
Comment est nommée cette réaction ?
ADP + Pi –> ATP
Phosphorylation oxydative car elle est couplée à :
* Réaction d’oxydation qui permet le transfert d’e- (réaction OxRed)
* Formation et maintien d’un gradient de proton
* Se termine par l’utilisation d’oxygène moléculaire
Biochimie :
Que constitue l’ATP et à quoi sert-il ?
- Réservoir majoritaire d’énergie cellulaire
- La cellule puise dedans pour réaliser l’ensemble de ses activité chimiques (synthèse) et mécanique (mouvement) + division cellulaire + biosynthèse + différentiation
Biochimie :
Quelle quantité d’eau fournit l’oxydation de l’hydrogène ?
300 mL d’eau métabolique
Biochimie :
H2 + 1/2 O2 –> H2O + Energie
Oxygène = Oxydant
Hydrogène = Réducteur
=> Energie importante utilisé pour la phosphorylation de l’ADP en ATP
Biochimie :
D’où provient les atomes d’hydrogène utilisé lors de l’oxydation de l’hydrogène ?
- Catabolisme des substrat carbonée (oxydation des glucides, AA, AG) + Cycle de Krebs
- Permettent la formation des co-enzyme nucléotidiques réduits (NADH, H+ et FADH2) = substrats de chaine carbonée –> Réduction de l’oxygène en eau
Biochimie :
Que va apporter l’ATP déphosphorylé en ADP ?
Apporter l’énergie nécessaire au réaction endergoniques que vont réaliser les cellules par une réaction exergonique
Biochimie :
Equation d’oxydation du NADH,H+ et Equation d’oxydation du FADH2
Oxydation du NADH,H+ :
NADH, H+ + 1/2 O2 –> H2O + NRJ + NAD+
Oxydation du FADH2 :
FADH2 + 1/2 O2 –> H2O + NRJ + F
Biochimie :
Equation d’oxydation du NADH,H+ et Equation d’oxydation du FADH2
Oxydation du NADH,H+ :
NADH, H+ + 1/2 O2 –> H2O + NRJ + NAD+
Oxydation du FADH2 :
FADH2 + 1/2 O2 –> H2O + NRJ + FAD
Biochimie :
Origine des coenzymes réduit nécessaire à la respiration mitochondriale ?
- Essentiellement mitochondriale (NADH, H+ et FADH2) et par :
- Oxydation des AG (FADH2 et NADH,H+)
- Décarboxylation du pyruvate en acétyl-CoA ( NADH, H+
- 4 réactions du cycles de Krebs ( produit 6 NADH,H+ et 2 FADH2)
- Cytoplasmique pour le NADH, H+ : Système navette aspartate/malate qui permet son transport dans la matrice mitochondriale. (Provient de la glycolyse)
Biochimie :
Quelles sont les 4 réactions du cycle de Krebs permettant d’obtenir les NADH,H+ et les FADH2 ?
- Isocitrate –> α-cétoglutarate
- α-cétoglutarate –> succinyl-CoA
- Succinate –> Fumarate
- Malate –> oxaloacétate
Biochimie :
Rôle des coenzymes réduits ?
- Ce sont :
- Composés réducteurs : avec un potentiel de réduction négatif
- Substrats des réaction de la chaine respiratoire
- NADH,H+ –> Coenzyme mobile substrat du complexe I d’oxydoréduction
- FADH2 –> Groupement prosthétique/Co-E liés substrat du complexe II d’oxydoréduction
Biochimie :
Comment peut-on résumer le rôle de la mitochondrie ?
C’est la centrale énergétique de la cellule
Biochimie :
Que contient la membrane interne de la mitochondrie ?
Tous les constituants de la chaine respiratoire et l’ATP synthase qui participent à :
* la chaine de transfert de e- et des H+
* la production d’eau métabolique
* la synthèse d’ATP par l’ATP synthase
* Formation d’un gradient de proton entre l’espace intermembranaire et la matrice mitochondriale, source d’énergie
Biochimie :
Quel type de mécanisme représente la chaine respiratoire ?
Mécanisme chimio-osmotique => combine des réaction chimique (RedOx) et la formation de gradients osmotique (charge, pH)
Chimie :
Définition des alcynes ?
Suffixe : …yne
Formule brute (si acyclique) = Cn H2n-2
-C≡C-
Chimie :
H-C≡C-H
Acétylène = éthyne
Chimie :
Propriétés physique des alcynes ?
- légère solubilité de l’éthyne/acétylène dans l’eau
- Pas de liaison polarisée
- Plus le PM augmente, plus la T° de fusion et d’ébullition augmente
- A poids moléculaire égal, plus le degré de ramification est important plus la température d’ébullition diminue
- Soluble dans les corps gras = lipophiles= liposoluble (sauf pour HC≡CH)
Chimie :
Propriétés chimiques de réactivité générale des alcynes ?
Doublet pi = liaison fragile avec une forte densité électronique donc un site de réactivité
Chimie :
Réaction d’addition électrophile chez les alcynes ?
- Addition d’eau
- Nécessite un catalyseur (Milieu acide et ion Hg2+)
- Effet inductif qui se perpétue sur la triple liaison => induit que OH (électronégatif) se fixe avec C avec une électronégativité positive et H sur C avec électronégativité négative
*R-C≡C-H + H-OH –> énol -(tautomérie)-> cétone - Déplacement vers la forme cétonique car + stable
Chimie :
Réaction d’oxydation chez les alcynes ?
*Oxydant fort : KMnO4 concentré => Obtient 2 acides carboxyliques
Chimie :
réactivité spécifique des alcynes monosubstitués ?
- présente un léger caractère acide
*réagit en présence de bases fortes - R-C≡C-H + base forte–> R-C≡C- + base faible
Chimie :
Exemple de bases fortes ?
*NaOH : Hydroxyde de sodium = soude
* KOH = Hydroxyde de potassium = potasse
*NH2Na : amidure de sodium
*(CH3)3C-ONa : tertiobutylate de sodium
Chimie :
Définition d’alcyne monosubstitué ?
Ne possède qu’une seule liaison C-H
Chimie :
Définition des alcanes ?
*Formule brute si acyclique : Cn H2n+2
*Nomenclature :
Suffixe : …ane
Chimie :
Propriété physiques des alcanes ?
- Pas de liaison polarisés
- Plus le PM augmente plus la T° de fusion et d’ébullition augmente
- De C1 à C4 = Gazeux
- De C5 à C16 = Liquides
- A partir de C16 = Solide
*A poids moléculaire égal, plus le degré de ramification est important, plus la T° de fusion et d’ébullition diminue
*Insoluble dans l’eau = hydrophobe mais soluble dans les corps gras = lipophiles = liposolubles
Chimie :
Propriété chimiques de réactivité générale des alcanes ?
Liaisons sigma très solides et non (très peu) polarisée => composé apolaires, stable, très peu réactif
Chimie :
Exemple de réaction radicalaire avec les alcanes ?
Chloration du méthane :
CH4 + Cl-Cl -UV ou Chaleur-> H3C-Cl + HCl
Chimie :
Condition nécessaire au déroulement d’un réaction radicalaire ?
Elle n’a lieu que s’il y a un apport d’énergie par des UV ou par une température 2 élevée
Chimie :
Déroulé d’une réaction radicalaire ?
1) Initiation
2) Propagation
3) Terminaison
Réaction parasite + non contrôle (“ça part dans tous les sens”)
Chimie :
Réaction de combustion avec les alcanes ?
- Hydrocarbure + O2 => CO2 + H2O + Energie
- Nécesite une flamme ou une étincelle pour se réaliser
Chimie :
Définition des alcènes ?
*Formule brute si acyclique : Cn H2n
*Nomenclature : suffixe ….ene +position de la double liaison
* -C=C-
*Hydrocarbures éthyléniques
Chimie :
H2C=CH2
Ethylène = Ethène
Chimie :
Propriétés physiques des alcènes ?
- Pas de liaison polarisés
- Plus le PM augmente plus la T° de fusion et d’ébullition augmente
*A poids moléculaire égal, plus le degré de ramification est important, plus la T° de fusion et d’ébullition diminue
*Insoluble dans l’eau = hydrophobe mais soluble dans les corps gras = lipophiles = liposolubles
Chimie :
Propriétés chimiques de réactivité générale des alcène ?
Liaison insaturé (pi) = liaison fragile avec une forte densité électronique => site de réactivité
Chimie :
Equation de réaction addition électrophile ?
H2C=CH2 + E(+)-Nu(-) –> +H2C-CH2-E + Nu- –> Nu-H2C-CH2-E
Chimie :
Réaction d’hydrogénation avec un alcène ?
= Réduction
* Réaction catalytique avec un catalyseur (Ni, Pt, Pd) = Composé activant et accélérant une réaction, se retrouvant intact à la fin de celle-ci
* H2C=CH2 + H-H –> H3C-CH3 => obtention de l’alcane correspondant
Chimie :
Réaction d’halogénation avec un alcène ?
H2C=CH2 + X-X –> XH2C-CH2X
X= Cl, Br, I => famille des halogènes
Chimie :
Réaction d’addition d’halogénure d’hydrogène (acide halogéné) avec un alcène ?
- Alcène dissymétrique => régiosélectivité
- R-HC=CH2 + H-H –> R-CXH-CH3
Chimie :
Réaction d’addition d’eau avec un alcène ?
- Nécessite la présence d’un catalyseur acide (H+)
- R-CH=CH2 +H-OH -H+–> R-CHOH-CH3 (alcool)
Chimie :
Réaction d’oxydation ménagée avec un alcène ?
- Oxydant doux : O2 + Catalyseur, Peracide (R-(CO)-OOH)
- H2C=CH2 + Ox doux –> H2C-O-CH2 (pont époxyde) –H2O–> H2C(OH)=CH2(OH) (α -diol)
- Oxydant fort dilué (KMnO4 concentré)
- H2C=CH2 + H2O –ox fort–> H2C(OH)=CH2(OH) (α-diol)
Chimie :
Réaction d’oxydation brutale avec un alcène ?
= Coupure de la liaison intégrale avec un oxydant fort (permanganate de potassium concentré)
* H2C=CH2 + ox fort –> H2C=O + O=CH2
* Si le composé formé =
-Cétone : la réaction s’arrête là
- Aldéhyde : Oxydation jusqu’à l’acide carboxylique
Chimie :
Réaction de polymérisation avec les alcène ?
- Addition d’un composé sur lui-même :
-Ethylène –> Polyéthylène
-Styrène –> Polystyrène - Tous les polymères sont à l’état solides
- n(H2C=CH2) => (H3C-CH3)n : on obtient des polymères d’alcène (matière plastique)
Chimie :
Définition des thiols ?
- C-SH
- Thiol = thioalcool (analogue soufré des alcools) = mercaptans
Chimie :
Nomenclature des thiols ?
- …n°-thiol
- n°- mercapto
Chimie :
Propriétés physiques des thiols ?
- Electronégativité < que l’oxygène :
- Polarisation de S-H < à celle de O-H
- Liaisons hydrogènes se produisent moins souvent :
- Liaison H thiols < liaison H alcools
- Alcanes équivalente < T° ébullition thiols < T° alcools équivalents
- Soluble dans l’eau, diminue au fur et à mesure que la chaine carbonée augmente
Chimie :
Propriétés chimiques de réactivité générale des thiols ?
- Caractère acide et basique => amphotères
- Attaque nucléophile
- Attaque par des bases
- Liaison C-S impossible à couper (pas d’élimination)
Chimie :
Propriétés du caractère acides des thiols ?
- Caractère acide > à celui des alcools
- Electronégativité S < O
- Rayon atomique de S > O
- Stabilité : RS- < RO-
-Acidité : RS-H > RO-H
Chimie :
Réaction de thioestérification des thiols ?
Acide carboxylique + thiol –> Thioester + H2O
=> Bilan : substitution MAIS = élimination + addition
Chimie :
Application biologique de la thioestérification des thiols ?
Acétyl CoA
Chimie :
Réaction de thioacétalisation des thiols ?
Aldhéyde/cétone + thiol –> thioacétal
Chimie :
Oxydation ménagée avec les thiols ?
- Création d’un pont disulfure + élimination de 2 H
- avec oxydant doux => O2 de l’air
- R-S-H + R-S-H –ox doux–> R-S-S-R
Chimie :
Application biologique à l’oxydation ménagé des thiols ?
Pontage disulfure entre 2 cystéines de chaînes peptidiques participe à la structure 3D de la protéine
Chimie :
Oxydation brutale des thiols ?
- Atome de soufre devient hexavalent (excitation)
- Avec un oxydant fort : KMnO4
R-S-H –KMnO4–> R-S(=O)2-OH (acide sulfonique)
Chimie :
Définition d’anhydride d’acide ?
- Dérivé d’acide carboxylique
- nomenclature : anhydride Roïque avec R l’acide carboxylique dont il est dérivé
- R-C(=O)-O-C(=O)-R
Chimie :
Définition d’ester ?
- Dérivé d’acide carboxylique
- Nomenclature : Roate de R’yle
- R-C(=O)-O-R’
Chimie :
Définition d’amide ?
- Dérivé d’acide carboxylique
- Nomenclature : ….amide
- R-C(=O)-N(-R’)-R”
Chimie :
Définition de nitrile ?
- Dérivé d’acide carboxylique
- H-C≡N
Chimie :
Nomenclature du nitrile ?
- Fonction principale : …nitrile => on compte le C
- Cyano… => on ne compte pas le C relié à l’azote dans la chaine carbonée
Chimie :
Réaction ester –> acide ?
- Réaction réversible
- Activation par une estérase (enzyme = hydrolase) pour la rendre quantitative
- R’-C(=O)-O-R + H2O –estérase–> R’-C(=O)-OH + R-OH
Chimie :
Réaction de saponification avec les esters ?
- Saponification -> savon –> AG à longue chaine sous forme de carboxylate de sodium = activation chimique
- A lieu en milieu basique
- Correspond à une addition + élimination
- R’-C(=O)-O-R + Na+,OH- –> R’-C(-O(-)Na)(-OH)-O-R –> R’-C(=O)-OH + R-O(-)-Na –> R’-C(=O)-O-Na + R-OH –H+–> R-OH + R’-C(=O)-OH
Chimie :
Lactone ?
Ester intra cyclique (cycle à 5 ou 6 sommets)
Chimie :
Caractère basique des amides ?
- Très faible
- ««_space;Amines équivalentes car suppression de l’effet mésomère
Chimie :
Tautomérie au sein des Amides ?
- Equilibre céto-énolique :
- H2N-C(=O)-R —->/<– HN=C(-OH)-R
Chimie :
Lactame ?
Amide intracyclique
Cycle à 5 ou 6 sommets
Chimie :
Exemple de sulfonamides ?
- Acide sulfonique : R-SO3H, R-S(=O)-OH
- Sulfonamide : O=S(=O)(-R)-NH-R
Chimie :
Propriétés chimiques des nitriles ?
- Propriétés chimiques qui se rapprochent de celle des aldéhydes et des alcynes
- Caractère acide semblable aux alcynes vrais (H lié à 1 carbone impliqué dans une triple liaison)
Chimie :
Addition nucléophile chez les nitriles ?
HC≡N + Nu- –> HC(-Nu)=NH
Chimie :
Réduction chez les nitriles ?
- réducteurs :
- H2 + catalyseur (Ni, Pd, Pt)
- Hydrure métallique + solvant protique
- HC≡N –réducteur–> H3C-NH2
Chimie :
Obtention d’acide cyanhydrique avec nitriles ?
HC≡N + B- —> C(-)≡N + BH
Biochimie :
Rôle physiologique des leucotriènes ?
Interviennent dans la physiologie des leucocytes :
- Médiateur chimique
- Modulent la diapédèse
- Participent à la réaction inflammatoire
- Provoque la contraction des muscles lisses
Biochimie :
Que peut engendrer une hyperproduction des leucotriènes ?
Crises d’asthmes => surtout au niveau des leucotriène A
> vasoconstriction et bronchoconstriction
Biochimie :
Structure des prostanoïdes ?
- Cycle C5 + 2 chaines
- Cycle en C5 (noyau cyclopentane) <= formé par les atome 8-12 de l’AG polyinsaturé précurseur
- 2 chaines latérales :
- Une plus courte( 1 à 7) porte le COOH
- Une plus longue (13 à 20 )
- 2 carbones asymétriques : C8β et C12α
Biochimie :
Classification des prostanoïdes ?
- En fonction des hydroxylation
- Prostaglandines
- Thromboxanes
- Prostacyclines
Biochimie :
Structure des prostaglandines ?
Noyau cyclopentane
Biochimie :
Structure des thromboxanes ?
1 cycle : cyclo éther hexagonal (hépoxyde)
Biochimie :
Structure des prostaglandines ?
2 cycles : Pentane + butane
Biochimie :
Rôles physiologiques des prostanoïdes ?
Agissent sur :
*Vaisseaux : vasodilatation, vasoconstriction
* Plaquettes : anti-agrégant, pro-agrégant
* Bronches : bronchoconstriction, bronchodilatation
=> AG vont donc jouer sur la fonction des lipides
Biochimie :
Définition des glycérolipides ?
Ensembles des composés qui libère par hydrolyse ou saponification du glycérol et des AG
Biochimie :
Définition des Glycérides ou acylglycérol ?
- Molécule de glycérol estérifiée par 1, 2 ou 3 molécule d’AG pour donner du :
*Monoacylglycérol/ monoglycéride
*Diacylglycérol/ diglycéride
*Triacylglycérol/ triglycéride
Biochimie :
Au niveau des glycérides, en fonction du nombre et de la position des AG que distingue-t-on ?
- α monoglycérides –> ester sur 1 des Cα
- β monoglycérides –> ester sur le Cβ
- αα’ diglycérides –> ester sur les deux Cα (peut être 2 AG identiques ou des AG différents)
- αβ –> ester sur 1 Cα et 1 Cβ
- Triglycérides : les plus fréquents dans l’organisme
Biochimie :
Quelles sont les différentes catégories de triglycérides existantes ?
- TG homogène –> AG sont identiques
- TG mixtes ou hétérogènes –> AG différents (le plus fréquent
Biochimie :
Propriétés physiques des triglycérides ?
- Substances liquides
- Point de fusion dépend de la nature des AG qui vont le constituer => point de fusion abaissé quand la quantité d’AG insaturés augmente
- Non polaires, (très) hydrophobe => insolubles dans l’eau
- Solubles dans les solvants organiques (benzène)
Biochimie :
Propriété chimiques des triglycérides ?
- Hydrolyse
- Saponification
- Hydrogénation
Biochimie :
Hydrolyse des Triglycérides ?
- En milieu acide => rupture des liaisons ester => obtention d’un mélange de gycérol et d’AG
- Peut être réalisé par :
- Voie chimique (non spécifique) => glycérol + AG
- Voie enzymatique (spécifique => non totale) => mono/diglycérol + AG
Biochimie :
Saponification des triglycérides ?
- En traitant un TG par de la potasse à chaud => décomposition des constituant mais les AG apparaissent sous forme de sels (savons) [R-COOK-]
- On récupère du glycérol + acide de potassium (savon)
Biochimie :
Röle physiologique des triglycérides ?
Rôle de stockage d’énergie
Biochimie :
Définition des glycérophospholipides ?
Phospholipide constitué de 2 résidu d’AG estérifiant un résidu glycérol, lui-même estérifié par un résidu phosphate
Biochimie :
Comment obtient-on des glycérophospholipides ?
- Mol d’acide phosphorique (H3PO4) estérifie une des fonctions alcool primaire d’un αβ-diglycéride => acide phosphatique
- Mol d’acide phosphatique peut être engagée dans une autre liaison ester avec d’autres fonctions alcool => famille des glycérophospholipides :
- Si résidu = H => acide phosphatidique
- Si résidu = X => glycérophospholipide ou phosphatidyl X
Biochimie :
Classification des glycérophospholipides ?
Selon la nature de X :
H : Acide phosphatidique
Glycérol : Phosphatidylglycérol
Inositol : Phosphatidylinositol
Ethanolamine : Phosphatidyléthanolamine
Choline : Phosphatidylcholine
Sérine : Phosphatidylsérine
Biochimie :
Dans les conditions de pH des cellules les fonctions acides libres de l’acide phosphorique et les fractions ionisable du radical X peuvent-être sous quelle forme ??
Sous forme ionisée
Biochimie :
Propriétés physiologiques des glycérophospholipides ?
- Amphiphiles
- Propriétés émulsifiantes ou détergentes
- Peuvent être hydrolysés
Biochimie :
Hydrolyse des glycérophospholipides ?
Par des enzymes spécifiques => phospholipases : agissent sur les liaisons esters :
* Phospholipase A1 en α
* Phospholipase A2 en β
* Phospholipase C : libère l’acide phosphorique
* Phospholipase D : rompt la fixation du substituant X
Biochimie :
Rôle physiologique des glycérophospholipides ?
Constituants majeurs des membranes cellulaires :
* Phosphatidylinositols
* Phosphatidylcholines
* Phosphatidylglycérols
Ou ≠ rôles particuliers :
-Phosphatidylinositols
- Phosphatidylcholines
- Phosphatidylglycérols
Biochimie :
Rôle particulier du phosphatidylinositol ?
Précurseur de certains médiateurs à la membrane comme :
*Inositol 1, 4, 5 triphosphate (IP3) => libère le calcium dans les compartiment cellulaires => déclanchement de l’activité de beaucoup d’enzymes calcium-dépendantes
* Diacylglycérol : peut se lier à la protéine kinase C => phosphorylation d’autres enzymes et régulation grâce à l’action de ka phospholipase C
Biochimie :
Rôle spécifique de la phosphatidylcholine ?
= Lécithine = composant principal du surfactant des alvéoles pulmonaires indispensable à l’interface liquide/air
Biochimie :
Rôle spécifique du phosphatidylglycérol ?
- Spécifique des membranes mitochondriale interne => composé les plus importants, formées par duplication
- 2 acides phosphatidique et un autre glycérol engagé dans une liaison ester avec ces 2 acides phosphatidiques
=> estérification du glycérol donne des diphosphatidylglycérols (ou cardiolipides) spécifique des membranes mitochondriales internes
Biochimie :
Définition des sphingolipides ?
Sphingosine + AG = céramide/acylsphingosine (= structure de base )
Biochimie :
Combien de type de sphingolipides existe-il ?
2 => on les distingue en fonction de leur substituants au niveau de la fonction alcool primaire :
* Sphingophospholipides
* Sphingosidolipides
Bioch :
Définition des sphingophospholipides ?
Céramide sur lequel se fixe une molécule d’acide phosphorique. Le composé X détermine d’autre classe de sphingolipides.
Biochimie :
Structure des sphingolipides ?
- Pôle hydrophile polaire (acide phosphorique)
- Pôle hydrophobe (chaines carbonées)
- Deux liaisons esters et une liaison amide
Biochimie :
Classification des sphingophospholipides ?
- En fonction des résidu (X)
-Si choline : Choline sphingomyéline –> sphingomyéline - Si éthanolamine : Ethanolamine sphingomyéline (Nh2-CH2-CH2-OH)
Biochimie :
Propriétés de sphingophospholipides ?
- Molécule amphiphiles
- Difficilement hydrolysable ( à cause de la liaison amide)
Biochimie :
Rôle physiologique des sphingophospholipides ?
Présents dans les membrane plasmique (gaines de myélines) et dans les lipoprotéines
Biochimie :
Définition des sphingosidolipides ?
- Sphingosine + AG = céramide
- A la place de l’acide phosphorique => sucre
- Fonction alcool primaire engagée dans une liaison O-osidique substituée par une ose simple => obtention d’un glucosylcéramide
Biochimie :
Classification des sphingolsidolipides ?
- En fonction du sucre :
- Un seul sucre :
- β D galactose => Galactosyl céramide
- β D glucose => Glucosyl céramide
- β D galactose 3 sulfate => Cérébrosulfatides
- Plusieurs sucres :
- Galactose, glucose et N-acétylosamines
- Galactose, glucose et N-acétylosamines +
acides sialiques
=> Oligosido céramides/ Gangliosides
Biochimie :
Propriétés des sphigosidolipides ?
- Caractère antigénique des groupes sanguins
- Rôle important dans la fixation de médiateurs ou de toxines
Biochimie :
Exemple de sphingolipidose ?
Existe des enzymes chargé de dégrader la succession de ces chaines osidiques.
=> enzyme localisées dans les lysosome, en leur absence => accumulation de sphingolipides dans les tissus
* Atteinte du SNC = maladies très graves et souvent mortelles
Biochimie :
Exemple de maladies de surcharge des sphingolipides ?
Maladie de :
* Gaucher : accumulation de glucocérébrosides
* Fabry : accumulation de céramide trihexoside
* Niemann Pick : accumulation de sphingomyéline
* Tay-Sachs : accumulation de ganglioside GM2 par défaut d’hexosaminidase (maladie moins rare que les autres)
Biochimie :
Définition des stérols ?
Composé qui dérivent d’une structure polycyclique :
Cyclopentanoperhydrophénanthrène ou noyau stérane
Biochimie :
Structure générale du nouyau stérane ?
Noyau à 17C qui résulte de l’accolement entre 2 noyaux :
* Noyau perhydrophénanthrène
* Noyau cyclopentane
Biochimie :
Numérotation conventionnelle du noyau stérane ?
4 cycles : A, B, C et D
Biochimie :
Configuration des cycles du noyau stérane les uns par rapport aux autres ?
- Cycles C et D et B et C sont toujours en position trans
- Cycle A : position trans ou cis
Biochimie :
Comment définir la configuration des cycles du noyau stérane ?
=> utilise l’atome de H en C5
- série 5α (trans) => H pointe sous le plan moyen des cycles (représentation pointillée)
- série 5β (cis) => H pointe vers la face supérieure du plan moyen des cycle (représentation pleine)
Biochimie :
Orientation des substituants dans le noyau stérane ?
=> référence donnée par le substituant en C10 en β
* Substituant C13 et C17 => configuration cis (β) au-dessus du plan => dans le même sens que C10
Biochimie :
Classification des stérols ?
En fonction :
* Du nombre de C
* CH3 en 10β et 13β
* Chaine carbone ramifiée en 17β
Biochimie :
Formule du cholestérol ?
Fonction alcool (-OH) secondaire en C3β
Double liaison Δ5-6
=> Δ5-cholestène-3-βol
Biochimie :
Particularité du noyau cholestane (C27) ?
Noyau le plus complexe mais le cholestérol est le chef de file des autres stérols (dérivent tous de celui-ci)
Biochimie :
Propriété du cholestérol ?
- Peut former des esters avec les AG => stérides/ester de cholestérol hydrophobes
- Peut donner des hétéroside avec les sucres
- Double liaison peut être réduite => réaparition de l’isomérie entre les cycles A et B
Biochimie :
Classification du cholestérol ?
Chez les animaux = stérol le plus important
Chez les végétaux => il y a des doubles liaison en plus
Biochimie :
Rôles biologique du cholestérol ?
Présent dans :
* Membrane plasmique
* Plasma sanguin sous forme d’ester associer à des apolipoprotéines pour former des lipoprotéines sériques à cause de leur insolubilité dans le plasma
* Origine des dépôts athéromateux dans les artères
* Précurseur des acides biliaires , hormones stéroïdiennes et des vitamines D
Biochimie :
Formule générale des acides biliaires ?
- Noyau cholane en C24
- Configuration 5β du cycle A (cis par rapport au cycle B)
- Fonction COOH en C24 => peut réagir avec des amines pour former des amides et les rend beaucoup plus solubles => permet de les éliminer dans la bile sous forme de sels biliaires
Biochimie :
Formation des acides glyco et tauro cholique à partir du noyau cholane ?
- Noyau cholane + taurine => Acide tauro-cholique
- Noyau cholane + glycine => Acide glyco-cholique
Chimie :
Définition de l’isomérie plane ?
= Isomérie de constitution
* 2 isomères plan = même formule brute mais formule développé différente
=> Même nombre d’atomes avec un arrangement différent
Chimie :
Combien de types d’isoméries planes ?
2 :
* Isomérie de position
* Isomérie de fonction
Chimie :
Définition de l’isomérie de position ?
Dans la formule développée :
* Groupements fonctionnels identiques
* Chaines carbonée et/ou position des fonctions différentes
Chimie :
Qu’engendre l’isomérie de position ?
- Propriété chimiques semblables
- Propriété physique différentes
Chimie :
Définition des isomères de fonction
Dans la formule développée :
* Fonctions différentes (avec toujours le même nombre d’atome)
Chimie :
Qu’engendre l’isomérie de fonction ?
Propriétés chimiques et physiques différentes
Chimie :
Définition de tautomérie ?
Equilibre chimique entre 2 molécules isomère de fonction par la transformation d’un groupement fonctionnel par un autre par déplacement d’un atome d’hydrogène lié à l’effet inductif
=> les deux formes tautomères coexistent et sont en équilibre
Chimie :
Comment pourrait se résumer le déroulé des réactions chimiques ?
- liaisons rompues
- liaisons créent
=> nouvelle molécules
Chimie :
Définition des réactions hétérolytiques ?
- Rupture de liaisons hétérogènes
- Rupture hétérolytique ou rupture ionique de la liaison
- Représente la plupart des réaction in vivo (et laboratoire)
- A-B –> A- + B+
Chimie :
Définition des réaction homolytiques ou radicalaires ?
=Rupture homolytique ou radicalaire de la liaison
* Libère des radicaux libres
* Réaction nécessite beaucoup d’NRJ apportée sous forme thermique ou photochimique => ce n’est pas une réaction spontanée
* A-B –> A. + B.
*Réaction en chaine très difficile à contrôler
Chimie :
Particularité des radicaux libres ?
Très instables et très réactifs
Chimie :
Quels sont les sources de réactivité pour les réactions hétérolytiques ?
- Liaisons polarisées
- Liaisons insaturées
- Liaisons insaturées et polarisées
Chimie :
En quoi les liaisons polarisées sont sources de réactivité ?
- Déséquilibre électronique :
- Fragilise la liaison
- Potentialise sa rupture
=> valable avec une polarisation dû à l’effet inductif
Chimie :
En quoi les liaisons insaturées sont sources de réactivité ?
Doublet pi = fragile + forte densité électronique => site de réactivité
Chimie :
Quels sont les réactifs des réactions hétérolytiques ?
- Espèces nucléophiles
- Espèces électrophiles
Chimie :
Définition, des espèces nucléophiles ?
- espèces attirées par les charges positives ou électropositives
- Forte densité en électrons ou doublets libres => possède en général un signe -
- Quand lié à un C ou H elles sont plus électronégative qu’elle
=> Nu:- ou Nu: ou Nu(delta -)C/H
Chimie :
Définition des espèces électophiles ?
- Espèces attirées par les charges négatives ou électronégatives
- Pourvues de charges positives ou électropositives
- E+ ou E(delta+)
Chimie :
Quelles sont les grandes classe de réactions hétérolytiques ?
- Substitution
- Addition
- Elimination
- Oxydation et réduction
- Réaction électrophile et nucléophile
Chimie :
Définition de la substitution ?
Un atome prend la place d’un autre :
C-A + B –> A-B + C
Chimie :
Définition de l’addition ?
- Avec le liaisons insaturés :
- Doublet pi remplacé par 2 doublet sigma
Chimie :
Définition de l’élimination ?
Rupture de 2 liaison simple remplacée par un doublet pi
Chimie :
Définition de la réduction ?
Gain d’hydrogène et/ou perte d’oxygène
Chimie :
Définition de l’oxydation ?
Gain d’oxygène et/ou perte d’hydrogène
Chimie :
Acteurs de la réaction électrophile/nucléophile ?
Réactif : A(-)-B(+)
Substrat = mol organique : S-C(-)
Chimie :
Déroulé des réactions électrophile/nucléophile ?
- Attaque du réactif ers le substrat
- Flèche indique le mouvement des électrons
Chimie :
Définition de la réaction électrophile ?
Attaque d’un réactif sur une charge moins de la molécule organique
Chimie :
Définition de la réaction nucléophile ?
Attaque d’un réactif (A(-)) sur une charge plus (C(+)) de la molécule organique
Chimie :
Définition générale d’oxydation ?
Perte d’électons
Chimie :
Définition générale de réduction ?
Gain d’électrons
Chimie :
Définition d’oxydation en chimie organique ?
Perte d’H et/ou gain d’O
Chimie :
Définition de réduction en chimie organique ?
Gain d’H et/ou perte d’O
Chimie :
Définition de l’état d’oxydation ?
Correspond au nombre d’oxydation
Chimie :
Calcul du nombre d’oxydation ?
- +1 par valence avec un élément plus électronégatif
- 0 par valence avec un élément identique
- -1 par valence avec un élément moins électronégatif
- q => charge de l’ensemble
Chimie :
NO d’un élément ou ion monoatomique ?
Sa charge q
Chimie :
NO d’un élément dans un corps simple ?
0
Chimie :
NO de l’oxygène dans un corps composé ?
-2 sauf si lié à O ou F
Chimie :
NO de l’hydrogène dans un corps composé ?
+1 (même pour les liaison C-H) sauf si lié à un H ou un élément moins électronégatif
Chimie :
Valeur de l’ensemble des NO des atomes d’une molécule ?
0
Chimie :
Valeur de l’ensemble des NO des atomes d’un ion polyatomique ?
Sa charge q
Chimie :
Relation entre le NO et l’oxydation/réduction ?
- Oxydation augmente le NO
- Réduction diminue le NO
Chimie :
Définition d’oxydant ?
Composé qui a la capacité à capter un ou plusieurs électrons
Chimie :
Définition de réducteur ?
Composé qui a la capacité à céder un ou plusieurs électrons
Chimie :
Quelle est le lien entre les oxydants et les réducteurs ?
A chaque oxydant correspond un réducteur => couple red-ox, couple oxydant/réducteur
Chimie :
Notation des couple red-ox ?
*(Ox/Red)
* ox + ne- ↔ red
–> : réduction
<– : oxydation
Chimie :
Relation entre la force d’un oxydant et d’un réducteur d’un même couple ?
Plus l’oxydant est fort, plus le réducteur et faible et inversement
Chimie :
Condition pour le déroulement d’une réaction d’oxydo-réduction ?
Elle ne peut avoir lieu isolément : l’oxydant et réduit et le réducteur est oxydé
=> Elle se déroule donc toujours avec deux couples d’oxydant/réducteur
Chimie :
Méthode pour l’équilibrage d’une réaction d’oxydo-réduction ?
1) Ecrire les demies équations de chaque couple red-ox et les équilibrer
* Calcul du nb d’e- mis en jeu = Δ entre les NO
* Conservation du nombre de charge : ajout de HO- si milieu basique et H+ si milieu acide
* Conservation de la matière : ajout d’H2O
2) Egalise le nb d’e- échangés entre les deux demies réactions
3) Somme des 2 demies-équations
Chimie :
Sens de l’équilibre si Ox1 < Ox2 et Red2 < Red1 ?
Ox2 + Red1 –> Ox1 + Red2
Chimie :
Sens de l’équilibre si Ox1 > Ox2 et Red2 > Red1 ?
Ox1 + Red2 –> Red1 + Ox2
Chimie :
Relation entre le rapport de force de deux couples red-ox ?
Plus le couple est fort par rapport à l’autre, plus la réaction est quantitative et tend vers une réaction totale, plus le Keq est élevé
Chimie :
Quelle est la force d’un couple red-ox ?
Son potentiel électrique Ex
Chimie :
Principe de la pile Daniell ?
- Une lame en métal M plongée dans une solution d’ion Mn+ = ½ pile = électrode
- 2 x ½ piles associées = réaction redox = courant électrique = circulation d’e-
Chimie :
Rôle du voltmètre dans la pile ?
Mesurer la différence de potentiel (ddp) = force électromotrice (fem) de pile
Chimie :
Equation de la loi de Nernst ?
E = E° - (0,06/n) * log * ([red1]*[ox2] / [ox1] * [red2])
Chimie :
Définition du potentiel d’électrode ?
E = ddp = E1 - E2 avec :
* E1 : E du pôle+ : aOx1 + ne- –> cRed1
* E2 : E du pôle- : bRed2 –> dOx2 + ne-
=> E > 0 TOUJOURS xce qui implique E1 > E2
Chimie :
Equation du potentiel d’électrode ?
Ex = E°x + (0,06/n) * log ([ox] / [red])
Chimie :
Définition de l’électrode de référence ?
E°x d’un couple X est mesuré en réalisant la pile :
* ½ pile couple X
* ½ pile couple de référence : H+/H2
Chimie :
Qu’est-ce que la force électromotrice d’un couple X ?
E°x du couple X
Chimie :
Si E1 > E2 …
Ox1 > Ox2 donc réaction dans le sens Ox1 + Red2 –> Red1 + Ox2
Chimie :
Si E2 > E1 …
Ox1 < Ox2 donc réaction dans le sens Ox2 + Red1 –> Red2 + Ox1
Chimie :
Influence du pH sur le potentiel d’électrode ?
- Ex = E°x + (0,06/n) * log ([ox] / [red]) * [H+]^q
- Ex = E°x + (0,06/n)* log ([ox] / [red]) - (0,06/n) * q *pH
Chimie :
Définition des cytochromes ?
Macromolécules protéiques contenant un atome de Fer ou de Cuivre
Chimie :
Exemple des coE des oxydoréductases ?
- CoE flavinique : FAD / FADH,H+ , FMN / FMNH, H+
- CoE nicotinique : NAD+ / NADH,H+, NADP+ / NADPH,H+
Bio mol :
Comment se caractérise le monde du vivant ?
Par une diversité extrêmes due aux variation importantes du patrimoine génétique entre les espèces, transmise de manières héréditaires
Bio mol :
Définition du polymorphisme génétique ?
Variation de la structure primiare de la séquence d’ADN des génomes entre individus de la MÊME ESPECE
Bio mol :
Fréquence des polymorphisme génétique ?
On décrit un polymorphisme génétique tous les 100 à 500 nucléotides
Bio mol :
A quoi est due la diversité des espèces ?
A la diversité du patrimoine génétique
Bio mol :
De quelles nature peuvent-être les variation au sein d’une même espèce ?
Morphologiques, physiologiques, comportementales et/ou pathologiques
Bio mol :
A quoi sont liées les différences entre les individus d’une même espèce ?
En grande partie au différence de séquence (sauf pour les jumeaux homozygotes) => polymorphisme génétique
Bio mol :
Comment pourrait-on qualifier les variation au sein des individu d’une même espèce ?
Elles sont héréditaires
Bio mol :
Que décrit le polymorphisme génétique ?
Le degré de différence de fragment d’ADN
Bio mol :
Le polymorphisme génétique est un phénomène plutôt rare.
Vrai ou Faux ?
FAUX !
Au sein de l’espèce il y a plus de 10 millions de variation du génome.
Bio mol :
Quels sont les deux “types” de polymorphisme génétique ?
- Commun (quand le polymorphisme est
rencontré dans plus de 5%des cas => fréquence allélique) - Rare
Bio mol :
Définition de marqueurs génétiques ?
Systèmes qui permettent d’observer le polymorphisme génétique sur le plan technologique
Bio mol :
Combien de marqueurs génétique existe-t-il ?
2 types :
* Phénotypique
* Génotypique
Bio mol :
Fonctionnement de marqueur phénotypique ?
Observation de l’expression d’un gène au niveau des protéines (polymorphisme protéique)
Bio mol :
Fonctionnement du marqueur génotypique ?
Observation directement au niveau de l’ADN => sa séquence
Bio mol :
Combien de paires de base (pdb) contient le génome humain ?
3,1 *10^9 pdb (soit 500 000 page A4)
Bio mol :
Combien de gènes comporte le génome humain ?
26 000
Bio mol :
Quelle fréquence d’un variant du génome pour le considérer comme commun ?
1/400 nucléotides (en deçà => variant rare)
Bio mol :
Observation des variants rare du génomes ?
Ils sont plus difficiles à observer
Bio mol :
Comment le polymorphisme génétique peut se retrouver augmenté ?
Par l’addition des variants communs et rares du génome
Bio mol :
Entre deux individu non apparenté, quels est le pourcentage de variation rencontré ?
0,1 % soit 3 à 4 million de paires de bases de différence. Il y a donc 0,1% du génome affecté par le polymorphisme génétique
Bio mol :
Qui a mis en évidence la portion du génome affecté par le polymorphisme génétique ?
J(one) Watson
Bio mol :
Variations du génome entre le chimpanzé et l’Homme ?
1% => plus du polymorphisme génétique
Bio mol :
Pourquoi le polymorphisme génétique ne peut pas être trop important ?
Pour conserver les caractéristiques de l’espèce
Bio mol :
Où peuvent apparaitre les variation du génome ?
N’importe où :
* Régions fonctionnelles ou non
* Régions codantes ou non
Bio mol :
Que peut entrainer le polymorphisme génétique (variation) ?
Modification des propriétés physico-chimiques, physiologiques et de la fonction des protéines si la variation se trouve dans une région codante/fonctionelle
Bio mol :
Que peut entrainer le polymorphisme génétique (variation) ?
Modification des propriétés physico-chimiques, physiologiques et de la fonction des protéines si la variation se trouve dans une région codante/fonctionnelle
Bio mol :
Caractéristiques du polymorphisme sans retentissement ?
Polymorphisme :
* Localisé dans des régions
-non codantes
-non fonctionnelles
-non transcrites
-codantes (mais modifications silencieuse)
Bio mol :
Que sont les variations silencieuses ?
Ne modifient pas la séquence peptidique d’une protéine donc ne modifie pas la signification d’un codon => mutation silencieuse (en général)
Bio mol :
A quoi sont dus les effets défavorable du polymorphisme ?
Mutation localisée :
* Dans une région codante avec une modification de ka signification du codon => modification de la séquence en AA d’une protéine
* Dans les régions régulatrices de l’expression/transcription d’un gène :
-Promoteur
-Enhancer
-Silencer
* Sur un site d’épissage => mauvaise maturation de l’ARN, modifie la séquence protéique traduite
Bio mol :
Définition d’Enhancer ?
Région stimulatrice de la transcription
Bio mol :
Définition de silencer ?
Région répressive de la transcription
Bio mol :
Qu’est-ce que le site d’épissage ?
Séquence impliquée dans l’élimination des intron
Bio mol :
Que peut provoquer “l’effet délétère” du polymorphisme génétique ?
Pression de sélection négative s’il porte préjudice sur la reproduction => maintenu dans l’espèce à une fréquence allélique faible
Bio mol :
Définition des effets favorables du polymorphisme génétique ?
Mutation dans une séquence codante qui confère un avantage sélectif à un organisme dans un environnement défavorable
Bio mol :
Comment définir la pression de sélection positive conférée par les effets favorable du polymorphisme génétique ?
La polymorphisme est amplifié ans l’espèce donnée pour la population placée dans cet environnement
Bio mol :
Définition de locus ?
Fragment ou séquence d’ADN ± longue qui contient ou non un gène (codant ou non) qui a une localisation chromosomique donnée et unique
Bio mol :
Définition d’allèle ?
Différentes formes moléculaire pour un même locus dans une espèce donnée
Bio mol :
Nom du locus pour 1 seul allèle ?
Locus monomorphe
Bio mol :
Nom du locus pour 2 allèles ?
Locus biallélique
Bio mol :
Nom du locus pour plus de 2 allèles ?
Locus multiallélique
Bio mol :
Quel nom utilise-t-on pour définir les locus bi et multiallélique ?
Polymorphe => marqueur de polymorphisme génétique
Bio mol :
Que permettent d’étudier les marqueurs génétiques ?
Un locus polymorphe si ces marqueurs possèdent un mode de transmission mendélien codominant
Bio mol :
Comment est régis la transmission de Mendel avec un mode de transmission codominant ?
Le nombre d’allèle d’un locus polymorphe ainsi que la séquence des allèles pour un locus est stable au cours des générations (aussi bien en terme de type de séquence qu’en nombre d’allèles)
Bio mol :
Quelle est la condition à respecter pour pouvoir utiliser les marqueurs génétiques ?
Il n’y a ni récessivité ni dominance, tous les génotypes d’un individu peuvent être observé sous forme de phénotype différents.
Bio mol :
Possibilité de combinaison pour un allèle
biallélique sur un locus autosomique ?
- Hétérozygote (A1A2)
- Homozygote (A1A1, A2A2)
Bio mol :
Possibilité de combinaison pour un allèle
biallélique sur un locus du chromosome X ?
- Hémizygote chez l’homme (A1, A2)
- Homozygote ou Hétérozygote chez la femme
Bio mol :
Comment réaliste-t-on la distinction des allèles d’un même locus ?
- Etude de la séparation des locus dans une même famille
- Etude familiale de la répartition des allèles au cours des générations
Bio mol :
Exemple de technique pour réaliser une distinction des allèles d’un même locus ?
=> Migration électrophorétique : suivit de la co-ségrégation des allèles
Il y a de forte chance pour que le marqueur soit à proximité du gène responsable de la maladie
Bio mol :
Utilisation de la distinction des allèles d’un même locus ?
- Localiser les gènes responsable d’une maladie héréditaire
- Diagnostic anténatal
- Réalisation d’une carte génétique
- Aide à la médecine légale (incrimination des suspect en comparant les génotype entre eux
- Test de paternité
- Trait quantitatif dans l’industrie agro-alimentaire
Bio mol :
Définition des marqueurs phénotypiques ?
Marqueur du polymorphisme génétique repérable parce que le produit du gène possède différentes formes de protéines dans l’espèce
Bio mol :
Exemple de technologie permettant l’étude des marqueurs phénotypiques ?
- Méthode immunologique (+utilisée) : Technique anticorps-antigènes
- Electrophorèse : variation de charge, taille, qui permet de les séparer)
Bio mol :
Nombre de marqueurs phénotypiques pour les groupes sanguins ABO ?
20 locus
Bio mol :
Nombre de marqueurs phénotypiques pour le HLA ?
1 seul locus sur le bras court du chromosome 6
Bio mol :
Nombre de marqueurs phénotypiques pour des protéines sérique comme la transferrine ?
30 locus
Bio mol :
Efficacité des technologie d’étude avec les marqueurs phénotypiques ?
Ne permettent pas d’étudier de nombreux locus de manière significative, on ne peut observer qu’un petit nombre de locus en même temps du fait des technologies actuelles. Ne permettent d’étudier que partiellement le génome (d’où l’utilisation majoritaire des marqueurs génotypiques)
Bio mol :
Définition des marqueurs génotypique ?
Permettent d’observer le polymorphisme génétique au niveau de la séquence d’ADN
Bio mol :
Nombre et signification de SNP ?
Single Nucleotide Polymorphism
< 100 000
Bio mol :
Définition du SNP ?
Polymorphisme de séquence d’ADN qui résulte d’une substitution mononucléotidique. A une position précise dans le génome, on observe 2 allèles possible => système biallélique
Bio mol :
Fréquence du SNP ?
Très fréquent et localisé dans tout le génome : Un SNP tous les 200 à 1000 nucléotides
Bio mol :
Que permettent les SNP ?
Une inspection directe de la séquence du génome et donne une information précise du rôle du polymorphisme dans le fonction de la protéine
Bio mol :
Comment différencie-t-on les différents SNP ?
En fonction de leur localisation dans le génome
Bio mol :
Combien de type de SNP existe-il ?
6 :
*3 premiers => régions codantes = SNPc (coding)
*3derniers => régions non-codandes
Bio mol :
SNP de type I ?
- Codant, non synonyme, non conservatif => les moins fréquents
- Localisé dans une région codante
- Modifie la signification d’un codon
- Entraine le remplacement d’un AA par un autre AA d’une autre classe (glutamate/ valine) : Changement profond au niveau de la séquence
- Répercussion phénotypique la plus importante
- SNP le plus rare du génome 60 000 à 100 000
Bio mol :
SNP de type II ?
- Codant, non synonyme, conservatif
- Substitution conservative en AA
- un peu plus fréquent : 100 à 180 000
- Répercussion au niveau de la protéine est moindre
- Incidence phénotypique est plus faible
- AA modifié mais dans la même classe que l’ancien
Bio mol :
SNP de type III ?
- Codant silencieux , synonyme
- Ne modifie pas la signification du codon, aucune répercussion phénotypique
- 200 - 240 000
Bio mol :
SNP de type IV et V ?
- Non codant en 5’ UTR, moins de 140 000
- Non codant en 3’ UTR, + de SNP car + long : 300 000)
- Plus fréquents
- 3’UTR à peu près 2 fois plus long que le 5’UTR
Bio mol :
SNP de type VI ?
N’importe où ailleurs dans le génome , les plus fréquent : < 1 000 000, aucune incidence phénotypique
Bio mol :
Etape nécessaire précédant le génotypage ?
Séquençage de l’ADN
Bio mol :
Résumer de l’utilisation des SNP
- Marqueurs faciles à identifier et à génotyper (simple PCR)
- Marqueurs très fréquents (plusieurs millions) sur de nombreux locus
- Faciles à interpréter car bi allélique
- Système binaire : 0 (homozygote), 1 (hétérozygotes), 2 (indétermineé)
- Génotypage automatisable : avec les technologies => génotyper pour un même individu szq millions de SNP de manière instantanée
Bio mol :
Résumer de l’utilisation des SNP
- Marqueurs faciles à identifier et à génotyper (simple PCR)
- Marqueurs très fréquents (plusieurs millions) sur de nombreux locus
- Faciles à interpréter car bi allélique
- Système binaire : 0 (homozygote), 1 (hétérozygotes), 2 (indétermineé)
- Génotypage automatisable : avec les technologies => génotyper pour un même individu szq millions de SNP de manière instantanée
Bio mol :
Résumer de l’utilisation des SNP
- Marqueurs faciles à identifier et à génotyper (simple PCR)
- Marqueurs très fréquents (plusieurs millions) sur de nombreux locus
- Faciles à interpréter car bi allélique
- Système binaire : 0 (homozygote), 1 (hétérozygotes), 2 (indétermineé)
- Génotypage automatisable : avec les technologies => génotyper pour un même individu szq millions de SNP de manière instantanée
Bio mol :
Définition et utilisation de Mini-satellites
- Aussi nommé VNTR
- Polymorphisme de taille
- Nombre de répétitions change d’un individu à l’autre mais aucune différence dans la séquence = amplification d’un tandem groupé
Bio mol :
Définition des microsatellites
- Les plus utiliser lors d’analyse
- Polymorphisme de taille (nombre de répétition du microsatellite change d’un individu à l’autre)
- Bloc de répétition en tandem (2, 3 ou 4 nucléotides)
- Polymorphisme le plus fréquent : [CA]n –> 100 000 répétition sur le génome
- Multiallélique ( > 10 allèles différents) donc puissance d’information > aux SNP (très utilisé au début des années 2000)
Bio mol :
Comment utiliser les microsatelliques ?
PCR + Gel de séquence : amplification du microsatellites par PCR + Discrimination par migration en gel de séquence (automatisable)
Bio mol :
Dans quelles situation utilise-t-on les microsatellites ?
- Cartographie génétique
- Diagnostic indirect
- Médecine légale
- Test de paternité
Bio mol :
Les microsatellites sont invariable.
Vrai ou Faux ?
FAUX
Microsatellite = variable mais les séquences flanquantes autours sont uniques et spécifiques et permettent d’amplifier un microsatellite donné.
Bio mol :
Comment localiser des gènes responsable de maladie génétiques monogénique héréditaire ?
Par liaison génétique et clonage positionnel ou par position
Bio mol :
Comment réaliser une empreinte génétique avec les microsatellites ?
Discriminant à l’individu près sur 13 microsatellites ainsi la possibilité que 2 individu aient les mêmes est de 1*10^-18
Bio mol :
Test de paternité avec les microsatellites ?
Tailles des microsatellites : il faut une concordance à 100% pour prouver que le père est le père biologique
Bio mol :
Exemple d’un autre polymorphisme ?
CNV : Variation de nombre de copies d’ADN fréquentes
Bio mol :
Qu’est-ce que le NGS ?
“Next generation sequencing”
=> génotypage exhaustif en une journée
Bio mol :
Définition du génome humain ?
Ensemble de l’information génétique contenue sous forme d’ADN dans les cellules
Bio mol:
Combien de génome humain existe-t-il ?
2 :
* Nucléaire
* Mitochondrial
Bio mol :
Définition du génome nucléaire ?
Contient l’essentiel de l’information, représenté par 22 000 gènes => codent pour information protéique (ou non)
Bio mol :
Définition du génome mitochondrial ?
Compact contient 37 gènes
Bio mol :
Origine des protéines mitochondriales ?
Double origine :
* 99% codées par le génome nucléaire
* 1% codé par le génome mitochondrial
Bio mol :
Part du génome mitochondrial dans le génome ?
2% de la quantité totale du génome
Bio mol :
Caractéristiques du génome mitochondrial ?
- Circulaire
- Bicaténaire : un brin H et un L
- Fait 16 569 pdb
- Contient 37 gènes
- Très compact
- Gènes dépourvu d’introns => tout est codant sauf l’ORI
Bio mol :
Pour quoi code le génome mitochondrial ?
- 13 des 70 protéines de la chaine respiratoire
- 22 ARNt mitochondriaux
- 2 ARNr mitochondriaux : 16S et 12S
Bio mol :
Quel type de promoteurs possèdent les gènes mitochondriaux ?
Pas de promoteurs individualisés mais 2 promoteurs qui permettent la transcription complète de chacun des brins du génome mitochondrial
Bio mol :
Comment nomme-t-on la transcription du génome mitochondrial ?
Transcription Polycistronique
Bio mol :
Code génétique du génome mitochondrial par rapport au génome nucléaire ?
Légèrement différent pour la traduction : 4 codons différents
Bio mol :
Comment est transmis le génome mitochondrial ?
Exclusivement par la mère = support de l’hérédité cytoplasmique maternelle
Bio mol :
Que peuvent entrainer des anomalies de la structure du génome mitochondrial ?
Cytopathies mitochondriales qui se traduisent par un phénotype extrêmement polymorphe et variable dont les signes cliniques sont extrêment variés = hétéroplasmie
Bio mol :
Où sont localisé la majorité des cytopathies ?
Dans les cellules qui ont besoin de beaucoup d’énergie (ex :cerveau)
Bio mol :
A quoi sont dues les cytopathies ?
Altération de gènes, mutation
Bio mol :
De quoi dépend la gravité des cytopathies ?
Du type de mutation, du gène affecté et de la fréquence de cette mutation dans un tissu donné
Bio mol :
Composition du génome nucléaire ?
- 3,1*10^9 pdb (Giga) = 3100 mégabases/millions de paires de base
Bio mol :
Localisation du génome nucléaire chez les eucaryotes ?
Inclus dans un noyau
Bio mol :
Quelle est la super structure qui permet la condensation du génome nucléaire ?
La superstructure permettant la condensation est la chromatine
Bio mol :
De quelle nature est la condensation de la chromatine ?
Elle est extrême : ADN = 1 à 2 m de long et doit être contenu dans un noyau de quelques µm
Bio mol :
Composition de la chromatine (condensée) ?
- ADN
- Histone : H2A, H2B, H3, H4, H1 => condensent l’ADN
- Protéines non-histones : HMG (High Mobility Group)
Bio mol :
Déroulé de la compaction du génome nucléaire ?
1) Collier de perles : perles = nucléosome , collier = ADN qui vient s’enrouler autour du nucléosome
2) Forme une structure solénoïde qui va encore réduire la longueur de l’ADN
Bio mol :
Où la condensation est-elle maximale dans le génome nucléaire ?
Au niveau des chromosome mitotiques au début de la mitose => visible au MO
Bio mol :
Définition de l’hétérochromatine ?
La partie inactive du génome, représente 200 Mb. Les gène en son sein ne sont pas exprimés
=> Ne sont pas accessible aux protéines nucléaires
Bio mol :
Quelle part du génome humain représente l’hétérochromatine ?
7 à 10 % du génome humain
Bio mol :
Localisation de l’hétérochromatine ?
- Centromère de tous les chromosomes (75Mb)
- Bras courts des chromosomes acrocentriques (13, 14, 15, 21, 22 = 60Mb)
- Bras long du chromosome Y (25Mb)
- Du bras long des chromosomes 1, 9, 16 (segment plus petits Σ = 40Mb)
Bio mol :
Définition de l’euchromatine ?
Partie active/fonctionnelle, représente 3000 Mb (3 Gb).
80% sont en conformation intermédiaire
Bio mol :
Quelle part du génome humain représente l’euchromatine ?
93% du génome
Bio mol :
Composition de l’euchromatine ?
- ADN génique
- Régions intergéniques
Bio mol :
Qu’est-ce que l’ADN génique ?
Il peut être codant ou non codant
=> 27% de l’euchromatine
Unité fonctionnelle participant à l’expression du génome
Bio mol :
Que sont les régions intergéniques ?
- ADN répété non codant => 50% de l’euchromatine
- ADN dupliqué, non codant, conservé (potentiellement fonctionnel) ou indéterminé
Bio mol :
A quoi correspondent les gènes connus ?
- de 21 000 gènes
- Codent pour des fonction très variées au sein de la biologie cellulaire
Bio mol :
A quoi correspondent les gènes prédits ?
- 65 gènes
- Sont des séquence prédites, codant pour des fonction pas encore déterminées sur le plan expérimental
Bio mol :
Combien de gènes d’ARN codent pour des ARN fonctionnels ?
- 4 800
- ARNr : 800
- ARNt : 600
- ARNsn, sno : 500
- ARNmi : 2 900
Bio mol :
A quoi correspondent les gènes qui codent pour des polypeptides ?
Gènes de structure
Bio mol :
Combien de gènes codent pour des polypeptides ?
- ≈ 22 000 dont :
- 21% des gènes codent pour des enzymes
- 9% des gènes codent pour des protéines intervenant dans la transcription
- 8% des gènes codent pour des récepteurs
Bio mol :
A quoi correspondent les pseudogènes ?
- 9 670 séquences
- Séquences qui s’apparentent à des gènes mais qui ne sont pas fonctionnelles donc on ne les compte pas dans les gènes
Bio mol :
Définition des gènes ribosomaux ?
- 800 gènes
- Gènes de classe I = transcrits par l’ARN polymérase I
- Gène de classe III = transcrit par l’ARN polymérase III
Bio mol :
Gènes de classe I (gènes ribosomaux) ?
- Structure spéciale : 5 groupes de 40 copie de gènes en tandems répétés de nombreuse fois les uns derrière les autres
- Sur les bras courts des chromosomes acrocentriques (13, 14, 15, 21, 22)
Bio mol :
Rôle de l’ARN polymérase I ?
- Transcrit les gène ribosomaux de classe I en un ARN précurseur long : 13,7 Kb => ARN 45S
- ARN précurseur clivé ou maturé en 3 des 4 ARNr : ARNr 28S, ARNr 18S et ARNr 5,8S
Bio mol :
A quoi correspondent les groupe répété en tandem des gènes ribosomaux ?
Organisateur nucléolaire (NOR)
Bio mol :
Qu’est-ce que l’organisateur nucléolaire ?
Regroupement de gènes ribosomaux avec une organisation fonctionnelle qui permet une transcription rapide et efficace de 3 des 4 ARNr directement dans le nucléole
Bio mol :
Gène de classe III (des gènes ribosomaux) ?
- Codent pour l’ARNr 5S (4ème ARNr présent dans le cytosol)
- Gène répété en 200 copie du gène en batteries
- Retrouvé sur le chromosome 1
Bio mol :
Gènes de l’ARNt ?
- 600 gènes
- ARNt intervient dans la traduction
- Gène de classe III = transcrit par l’ARN polymérase III
- 1 à 40 copie du gène de chaque ARNt
- 50% des copies présent sur le bras court du chromosome 6 (6p)
Bio mol :
De quoi dépend le nombre de copie de gène d’ARNt ?
De la fréquence d’utilisation de l’AA spécifique de l’ARNt rencontré dans les protéines, ex :
* 7 copies de l’ARNt Trp
* 35 copies de l’ARNt Leu (donc plus utilisé)
Bio mol :
Gènes d’ARNsn ?
- ARNsn : interviennent dans l’épissage
- > 100 gènes répartis sur des chromosomes différents
- Classe II ou III
- Pas d’organisation en cluster
Bio mol :
Gènes d’ARNsno ?
- 250 à 300 gènes
- Dispersé dans le génome
Bio mol :
Gène d’ARNmi(cro) ?
- > 2000 gènes
- Dispersé dans le génome
- Classe II
Bio mol :
Gène de polypeptides ?
- Gènes de classe II => transcrit par l’ARN polymérase II
- Gènes unique ou faiblement répétés dans le génome
- Mais extrêmement pour les gènes des histones
Bio mol :
anatomie du gène de polypeptide ?
- Décrit dans le sens de transcription : extrémité 5’P vers 3’P
- Séquence de brin codant
- Site +1 : site d’initiation de la transcription
- A gauche/En amont du site +/en 5’ : région promotrice et régulatrice => pas transcrite
- A droite/En aval du site +1/ en 3’ : portion du gène transcrite en ARN
Bio mol :
Anatomie de la région 5’ non transcrite ?
- Position +1 à -100
- Est présent le promoteur orienté : sans promoteur le gène n’est pas transcrit
- Courte séquence d’ADN ≈ 100 nucléotides indispensable à la transcription du gènes
- Contient des TFII (facteur généraux de la transcription)
- En amont de la région promotrice : région régulatrice/région cis-régulatrice => TE (transcription) ou RE (régulation)
- Courtes séquence FACULTATIVES d’ADN qui peuvent fixer spécifiquement des facteurs protéiques trans-régulateurs qui se fixent sur des élément de réponse
- Rôle dans le modulation du taux de transcription du gène et donc dans la modulation de l’expression du génome
Bio mol :
Anatomie de la séquence transcrite en 3’ ?
- Constituée par l’alternance de séquence exonique et intronique, ces séquences sont transcrites dans le noyau
- Présence d’introns et d’exons
- Tout l’ARNm mature n’est pas traduit , mais contient une information génétique continue + possède une séquence de localisation dans le cytoplasme
- UTR 3’ : signal de polymérisation ou signal consensus (AATAAA) entre 10 à 20 nucléotides (en 5’ de l’extrémité finale de l’ARNm)
=> Rôle dans la maturationde l’ARNm
Bio mol :
Définition d’intron ?
Séquence transcrites mais éliminé lors de l’épissage et ne sont plus présents dans l’ARNm.
=> Nom codants, non traduits
Bio mol :
Définition d’exons ?
Transcrits mas conservé dans l’ARNm. Contiennent l’information codante et les région UTR (UnTranslated Region) non codante :
UTR5’ et UTR3’
Bio mol :
Qu’est-ce que les région UTR ?
Région non traduites des ARNm retrouvée au dans l’ARNm après maturation
Bio mol :
Localisation et rôle de l’UTR 5’ ?
- Entre le site +1 et ATG qui est le codon/site initiateur de la traduction
= Codon méthionine - Transcrit mais pas traduit
Bio mol :
Localisation et rôle de l’UTR 3’ ?
- Entre TAA/TGA/TAG et la fin du gène donc la séquence codante se termine au niveau du codon stop
=> Fin de traduction
Bio mol :
Exemple de gène dépourvu d’intron ?
Gènes qui codent pour les Histones (mais reste des exceptions)
Bio mol :
Spécificité du gène de la titine ?
- Gène qui code pour l’ARNm le plus grand mais ce n’est pas le gène le plus grand.
Taille des introns équivalente à celle des exons
Bio mol :
Spécificité du gène de la dystrophine ?
Gène humain le plus grand. Très grande taille moyenne des introns
Bio mol :
Part des exons dans le génome humain ?
5% de quantité d’exon dans l’ADN (grande masse intronique)
Bio mol :
Rôle de la faible quantité d’exon dans l’ADN ?
Moyen pour le génome de se protéger des mutations
Bio mol :
Statistiques moyennes d’un gène humain moyen ?
- 30 Kb
- 9 exons de 122 pdb
- 5% d’exon par gène
Bio mol :
Définition de famille de gènes ?
Ensemble de gènes dont les séquences présentent une forte homologie sur toute la partie du gène ou au moins sur la partie codante, regroupé en isolat et codant pour des fonctions biologiques similaires
Bio mol :
Définition d’isolats ?
Région du génome où l’on retrouve un ensemble de gène d’une même famille
Bio mol :
Exemple de famille de gène ?
α-globine en 16p13.3
β-globine en 11p15.5 : exprimé pendant la période embryonnaire (gamma), foetale (delta) ou adulte (β)
Bio mol :
Définition de super famille ?
Homologie plus faible mais codent pour des protéines qui ont des fonctions similaires ou des structures analogues
Bio mol :
Exemple de super famille ?
- Immunoglobulines
- HLA (Human Leucocyte Antigene)
Bio mol :
Définition des pseudogènes et des rétrogènes ?
Présentent une organisation semblable à celle d’un gène de classe II mais ils sont dépourvus de fonctions car ils ont subits des mutations => séquences inactives
Bio mol :
Anatomie et localisation des pseudogènes ?
- Alternace d’introns et d’exons
- Peut y avoir un promoteur
- Localisé à proximité du gène fonctionnel apparenté
Bio mol :
Anatomie et localisation des pseudogènes ?
- Alternance d’introns et d’exons
- Peut y avoir un promoteur
- Localisé à proximité du gène fonctionnel apparenté
Bio mol :
Origine des pseudogènes ?
Produit de phénomènes de duplication du gène à partir d’un gène ancestral unique, il porte une fonction unique mais il est inactif
Bio mol :
Anatomie et localisation des rétrogènes ?
- Structure similaire à celle d’un ADNc
- Pas de promoteur
- Pas d’intron
- Peut y avoir un signal de polyadénylation (extrémité 3’ riche en nucléotides A)
- Localisé n’importe où dans le génome à distance du gène fonctionnel
Bio mol :
Qu’est-ce qu’un ANDc ?
Copie d’ADN complémentaire d’un ARN
Bio mol :
Définition de l’ADN intergénique ?
Il est trouvé entre les séquences codantes. Il est majoritaire dans le génome. Rôle dans la variation, la plasticité, et l’évolution du génome.
Bio mol :
Caractéristiques de l’ADN répété en tandem et groupé ?
- Hautement répété
- Représente 10 à 15% du génome humain (mammifères)
- Contient un motif : Séquence élémentaire répété en tandem un très grand nombre de fois regroupé dans un bloc
Bio mol :
Comment sont différencier les différents types d’ADN répété en tandem et groupés ?
En fonction de la taille du bloc; on trouve :
ADN satellites > Mini satellite > micro satellite
Bio mol :
Caractéristique des ADN satellites ?
- Bloc de grande taille : de 100 Kb à plusieurs Mb
- ADN non transcrit
- Présents dans l’hétérochromatine constitutive au niveau des centromères
Bi mol :
Exemple d’ADN satellite ?
Satellite α => chez tous les primates au niveau du centromère)
* Localisé dans le centromère de tous les chromosomes
* Motif de 171 pdb hautement répétées en tandem (*5000)
* Bloc de 300 Kb à quelque Mb en fonction du nombre de répétition du motif
* “Sous-séquence” dans le motif : Boite sur laquelle peut se fixer une protéine du Kinétochore => permet la séparation des chromosomes lors de la mitose
=> séquence non codante mais qui a une fonction
Bio mol :
Qu’est-ce que le kinétochore ?
Partie qui permet la liaison du centromère au fuseau mitotique
Bio mol :
Nombre de types de mini satellites existants ?
2 :
* Télomère
* VNTR (Variable Number of Tandem Reapeat) ou mini satellites hypervariables
Bio mol :
Caractéristiques communes à tous les types de mini satellites ?
Bloc de taille intermédiaire : 0,1 à 20 Kb
Bio mol :
Caractéristiques des télomères ?
= Extrémité de tous les chromosomes, ils sont fonctionnels
* Bloc : 10 à 15 Kb
* Motif : TT[A/G]GGG (TTAGGG chez l’Homme) => hexamère
Bio mol :
Rôle des télomères ?
- Permettent la réplication complète de l’extrémité des chromosomes (ARN télomérase mise en jeu)
- Protègent l’extrémité des chromosomes de leur raccourcissement
Bio mol :
Caractéristiques des VNTR ?
- Répartis sur tous les chromosomes sur une localisation précise
- [motif]n avec n variable d’un chromosome à l’autre, d’un individu à ‘autre au sein d’une espèce
Bio mol :
Rôle des VNTR ?
Marqueurs du polymorphisme génétiques
Bio mol :
Caractéristiques des Micro satellites ?
- Motifs élémentaires = répétition de di, tri ou tétranucléotides répétés
- Blocs de 2 à 6 Kb (petite talle)
- Représente 2% du génome nucléaire => très fréquent
- [CA]n (dinucléotide) est le microsatellite le plus fréquent dans le génome humain => 1 toutes les 30 Kb soir 100 000 en tout
- n répétition variables en fonction de l’individu, présent sur un locus donné
Bio mol :
Utilisation/rôle des micro satellites ?
- Marqueurs du polymorphisme génétique
- Localisation des locus morbides (leucodystrophie, myopathie, mucoviscidose, Huntington)
- Utilisé pour les diagnostics génétiques indirects
Bio mol :
Caractéristiques de l’ADN répété dispersé ?
- ADN “mobile” => peut se déplacer dans tout le génome
- Représente 30% du génome humain
- Existe 2 types en fonction de la teille de ces séquence répétée : SINE ou LINE
Bio mol :
Caractéristique des SINE ?
- = Short Interspersed Nucleotidic Element
- Séquences “Alu” = les plus importantes : 900 000 copies dans le génome humain
- Séquences “Alu” = 300 pdb
- Séquences transcrite par l’ARN polymérase III
- Non -codante
- Monomère de droite pourrait dérivé d’une séquence similaire à l’ARN 7SL
- Motif encadré par des séquences riches en nucléotides A
Bio mol :
Définition de l’ARN 7SL ?
ARN fonctionnel qui reconnait le peptide signal lors de la traduction à l’extrémité des protéines membranaires ou sécrétées
Bio mol :
Caractéristiques des LINE ?
= Long Interspersed Nucleotidic Element
* Plus grande catégorie/famille, la plus représentative = Line 1 (L1 ou Kpn1)
* 5 000 copies complète LINE1
* 100 000 copies incomplètes/tronqués ou fragmenté (donc non fontionnelles) de séquence LINE1 distribuées dans le génome humain
* Copie complète = 6 à 7 Kb
* Transcrite par l’ARN polymérase II
* Codante (copies complètes) car contient 2 ORF :
- ORF1 et ORF2
Bio mol :
Définition d’ORF ?
= Open reading frame ou phase de lecture ouverte
Bio mol :
Rôle de l’ORF 1 ?
Code pour un polypeptide de 38kDa qui a une endonucléase
Bio mol :
Rôle de l’ORF 2 ?
Code pour une transcriptase inverse = ADN polymérase ARN dépendante
Bio mol :
Particularité des séquences ORF de LINE ?
- Encadrées par des UTR transcrites non traduites
- Ne codent pas pour des séquence protéique vitales => elles sont délétères (explique leur classification)
- En condition physiologique normale => transcription inhibée
- Pour la fonctionnalité de la cellules il faut qu’elles ne soient pas exprimées
- Pas des gènes humains mais des parasites
Bio mol :
A quel type d’ADN appartiennent LINE et SINE ?
ADN mobile transportable
Bio mol :
Qu’implique l’appartenance de LINE et SINE à l’ADN mobile transportable ?
- Se déplacent dans le génome
- Peuvent coloniser en masse par vagues successives d’amplification
- Se dispersent dans le génome humain
=> Augmentation de la taille et modification de la structure du génome
Bio mol :
Comment LINE et SINE se déplacent dans le génome ?
Transcription => traduction de la reverse transcriptase => transcription inverse => insertion soit sous l’action de cassures naturelles de l’ADN ou par fracture du fait de l’endonucléase
Bio mol :
Que permettent le grand nombre de copies de SINE et LINE qui se dispersent dans le génome ?
Cela permet l’évolution du génome ne serait-ce que par l’augmentation
/!\ il ne faut pas que ça touche l’information génétique déjà présente
Bio mol :
Comment l’organisme lutte contre une modification de l’information génétique déjà présente par l’ADN mobil ?
Par méthylation de l’ADN qui peut permettre la répression de ces séquences répétées
Bio mol :
Que peut entrainer un déplacement de séquence ?
Peut endommager des gènes ex :
* Hémophilie A (facteur 8 de la coagulation) => maladie héréditaire
* Cancers
Bio mol :
Résumé du rôle des séquences LINE et SINE ?
- Contribuent à l’évolution du génome
- dispersion des séquences agrandis le génomes et augmente sa complexité
-Permet le réarrangement de portion de génome
- dispersion des séquences agrandis le génomes et augmente sa complexité
Bio mol :
De quand date la dernière vague de dispersion ?
Séparation entre l’Homme et les grands singes
Bio mol :
Que peut entrainer une réactivation de séquences par déméthylation ?
Caractéristique tumoral
Impliqué dans des pathologies :
* Maladies héréditaires (hémopathies, myopathies, leucodystrophie)
* Cancers
=> Réexpression des gènes n’est pas du tout avantageuse pour l’Homme
Bio mol :
Rôle du cycle cellulaire ?
Il rythme la vie de la cellule
Bio mol :
Quels sont les phases du cycles cellulaire ?
4 phases :
*G0 ou phase de veille :
*G1
*S
*G2
*Mitose
(G0 ne fais pas partie du cycle cellulaire à proprement parlé)
Bio mol :
G0 ou phase de veille ?
- Définitive (dans le cas des cellules nerveuses)
- Transitoire : jusqu’à ce qu’un stimulus cellulaire fasse repartir la cellule dans la phase G1
Bio mol :
Phase G1 ?
- Phase de préparation
- Dure de quelques heures à quelques à quelques jours : moyenne : 10h
Bio mol :
Phase S ?
- Phase de synthèse
- 9h
- Duplication de l’ADN, synthèse des histones
- Indispensable pour la transmission de l’ADN aux cellules filles
Bio mol :
Phase G2 ?
- Attente
- Environ 4h
- Jusqu’à ce qu’un stimulus fasse entrer la cellule en mitose
Bio mol :
Phase de la mitose ?
- Donne 2 cellules filles qui ont chacune la même quantité d’ADN
- Environ 1 h
Bio mol :
A quelle phase su cycle cellulaire correspond la réplication de l’ADN ?
A la phase S de duplication de l’ADN
Bio mol :
But de la réplication ?
Multiplier la quantité de génome par mitose = duplication de l’ADN nécessaire pour la transmission de l’ADN à chaque cellule fille après la mitose
Bio mol :
Quels éléments interviennent dans la réplication de l’ADN ?
Complexe protéique multienzymatique volumineux qui catalyse une réaction de haute précision et extrêmement rapide.
Bio mol :
Vitesse de la réplication chez les bactéries et les eucaryotes ?
- 1 000 nucléotides/seconde chez les bactéries
- 100 nucléotides/seconde chez les eucaryotes
Bio mol :
Caractéristiques de la réplication de l’ADN ?
- Précise
- Semi-conservative
- Basé sur la complémentarité
Bio mol :
Qu’entend-on par réplication semi-conservative basée sur la complémentarité ?
Dans la cellule filles on retrouve un brin ancien d’origine parental qui sert de matrice et un brin fils/nouveau : néosynthétisé, copié de manière complémentaire et antiparallèle à partir de la matrice
Bio mol :
Condition nécessaire pour initier la réplication ?
Nécessite l’ouverture et la séparation des 2 brins de la double hélice
Bio mol :
Comment est réalisée l’ouverture de la double hélice ?
- Hélice extrêmement stable : nécessite des températures élevées pour la séparer ≈ 100°C
- Liaisons hydrogènes au niveau de la double hélice conditionne son ouverture => liaison faibles si elle sont prises une à une => protéines spécialisée pour ouvrir l’hélice
Bio mol :
Où est réalisé l’ouverture de la double hélice ?
- Séquence OR : origine de réplication
Bio mol :
Caractéristiques de la séquences particulière OR ?
- 100 pdb
- Riche en AT
- Il existe 10 000 séquence OR distribuées dans le génome humain
Bio mol :
Particularité des liaisons AT ?
Plus facile à ouvrir car 2 liaisons hydrogènes contre 3 pour les CG
Bio mol :
Que permet la séquence OR ?
D’initier la réplication simultanément à différents endroit => plus rapide
Bio mol :
Que sont les protéines initiatrices ?
- Protéines nucléaires qui forment un complexe multiprotéique de réplication de l’ADN qui se fixe au niveau des séquences OR
- Elles recrutent un ensemble de protéines nécessaires à la réplication dont la première est l’hélicase
Bio mol :
Quel est le rôle de l’hélicase ?
Ouvre/dénature l’hélice en présence d’énergie (ATP)
Bio mol :
Qu’est-ce que la fourche de réplication ?
- Structure particulière où a lieu la synthèse de l’ADN => zone de séparation des 2 brins
- On peut l’observé au ME : Ressemble à une disjonction en Y qui se forme de part et d’autre de l’OR
Bio mol :
Activités des fourches de réplication ?
Après ouverture d’un OR :
* 2 fourche se déplacent dans des sens opposés
* S’écartent tout en synthétisant les nouveaux brins d’ADN complémentaires
* Le déplacement s’effectue jusqu’à l’extrémité complète du chromosome
Bio mol :
Au vu de son sens de déroulement comment peut-on définir la réplication ?
Bidirectionnel
Bio mol :
Quel molécule intervient dans la synthèse du nouveau brin chez les procaryotes ?
L’ADN polymérase III
Bio mol :
Action de l’ADN polymérase III ?
- Catalyse la polymérisation de l’ADN qui est la synthèse du nouveau brin
- Catalyse la formation d’une liaison phosphodiester entre le 5’-P du nouveau nucléotide et le 3’-OH du brins en cours de synthèse (dans un sens unique)
Bio mol :
Que permet l’hydrolyse du nouveau nucléotide (dNTP) ?
La libération d’énergie nécessaire à la formation du nouveau brin :
* Hydrolyse du pont triphosphate : libération d’un pyrophosphate (càd un diphosphate)
* Pyrophosphate lui-même hydrolysé en deux Pi (HPO4^2-)
Bio mol :
Particularité de cette réaction :
ADN +dNTP –> ADN(n+1) + 2Pi (hydrolyse du nouveau nucléotide)
Elle est irréversible
Bio mol :
Quel est le niveau de processivité de la synthèse du nouveau brin d’ADN ?
La processivité est élevée : Capacité de l’enzyme à rester accroché au brin matrice tout en permettant la polymérisation d’un brin d’ADN de grande taille
Bio mol :
Dans quel sens à lieu la polymérisation ?
Dans le sens 5’P –> 3’OH
(polymérasique)
Bio mol :
Qu’est ce qui pose un problème d’asymétrie au niveau de la fourche de réplication ?
La synthèse de la réplication de l’ADN est polarisée :
Au niveau u milieu de la boucle =>Réplication aisée dans le sens 5’-3’ pour les 2 brins MAIS pour l’autre portion => le sens 3’-5’ est opposé à celui du sens de déplacement de la fourche
Bio mol :
Comment est synthétisé la portion de la fourche dans le sens 3’-5’ ?
- Synthèse par petits fragments
- Synthèse discontinue : fragment d’Okazaki
Bio mol :
Définition des fragments d’Okazaki ?
- 100 à 200 nucléotides chez les eucaryotes
- Synthétisé dans le sens 5’-3’
Bio mol :
Déroulé de la synthèse des fragments d’Okazaki ?
- Fragment le plus nouvellement synthétiser est le plus près de la fourche de réplication, le plus ancien est le plus proche de l’origine de réplication
Bio mol :
Quels sont les deux brins que l’on distingue lors de la réplication ?
- Brin continu => brin précoce : synthèse dans le sens du déplacement de la fourche (5’-3’)
- Brin discontinu => brin tardif : synthèse en petits fragments d’Okazaki, ce brin tardif se retourne pour assurer la réplication
Bio mol ;
Quelle est la fonction particulière de l’ADN polymérase III ?
Une fonction “d’auto-correction” pour corriger les erreurs dues à la réplication de l’ADN
=> au cours de la réplication de l’ADN il peut y avoir incorporation d’un mauvais nucléotide non complémentaire au brin matrice
Bio mol :
Comment va agir l’ADN polymérase III pour assurer son rôle d’auto-correcteur ?
- Va vérifier que chaque dernier nucléotides est bien appareillé et pourra ainsi le remplacer
- Dotée d’une activité 3’-5’ exonucléasique (hydrolysation)
- Reconnait les bases mal appareillées , revient en arrière, hydrolyse la mauvaise liaison et en crée une bonne
- Vérification effectuée à chaque cycles
Bio mol :
Comment appel-t-on les erreurs d’appareillement des nucléotides (mauvaise complémentarité ?
=> Appareillement illégitimes
=> Mésapareillement de bases
Bio mol :
Fréquence des erreurs d’appareillement ?
Une erreur tous les 10^5 nucléotides répliqués => taux d’erreur faible/rare mais toujours trop élevé pour la survie cellulaire
Bio mol :
Fréquence d’erreurs d’appareillement après le passage de l’ADN polymérase III ?
Une erreur tous les 10^7 nucléotides répliqués
Bio mol :
Que conditionne l’activité d’autocorrection de l’ADN polymérase III ?
L’activité d’autocorrection sur épreuve conditionne le sens de polymérisation 5’-3’
Bio mol :
L’ADN polymérase est capable d’initier la polymérisation.
Vrai ou Faux ?
FAUX.
Elle a un rôle qui se limite à ajouter un nouveau nucléotide à l’extrémité 3’-OH déjà existante
Bio mol :
Quelle molécule fait intervenir l’amorçage de l’ADN ?
Une primase qui synthétise une amorce de 10 ribonucléotides (ARN) chez les bactéries.
Bio mol :
Comment agit la primase intervenant sur l’amorçage de la synthèse de l’ADN ?
- S’accroche au brin matrice et synthétise une courte séquence
- Utilise le brin matrice d’ADN pour synthétiser une séquence d’ARN
=> c’est une ARN polymérase ADN dépendante
Bio mol :
Caractéristique de la primase (réplication de l’ADN) ?
- Pas d’activité d’autocorrection (peut commettre des erreurs de lecture ou de copie)
- Possède une faible processivité (brins courts)
Bio mol :
Action de la primase sur le brin continu ?
Il suffit d’une amorce pour réaliser la polymérisation complète d’un brin d’ADN fils
Bio mo :
Action de la polymérase sur le brin discontinu ?
Il y a autant de d’amorce ARN que de fragments d’Okazaki. Chaque fragment d’Okazaki nécessite une amorce d’ARN
Bio mol :
A quoi correspond la finition des brins néosynthétisés ?
Elimination de l’amorce ARN et son remplacement par une séquence ADN fidèle puis soudure/ligature des brins discontinus
Bio mol :
Première enzyme à intervenir sur la finition des brins néosynthétisés ?
RNAse H
Bio mol :
Action de la première enzyme sur la finition des brins néosynthétisés ?
- Peut hydrolyser les brins d’ARN qui se trouvent sur un hétéro duplexe ARN/ADM
- Elimine les amorce d’ARN + laisse un trou dans lequel potentiellement des erreurs => élimination potentiel de mauvais appariement
Bio mol :
Seconde enzyme à intervenir dans la finition des brins néosynthétisés ?
ADN polymérase I
Bio mol :
Action de la seconde enzyme dans la finition des brins néosynthétisés ?
- Agit à partir de l’extrémité 3’OH
- Resynthèse d’un fragment d’ADN
- Réparation de l’ADN
- Allonge le fragment d’Okazaki jusqu’à se rabouter à l’extrémité 5’P de l’autre fragment
Bio mol :
Caractéristique de l’ADN polymérase I ?
Activité d’autocorrection sur épreuve très efficace mais de faible processivité
Bio mol :
Troisième enzyme à intervenir dans le finition des brins néosynthétisés ?
ADN ligase
Bio mol :
Action de la troisième enzyme à intervenir dans la finition des brins néosynthétisés ?
- Soudure des fragment d’Okazaki par création de liaisons phosphodiesters 5’P - 3’OH entre les fragment d’ADN contigus
- Fin de la finition (3étapes) => obtention d’un fragment contigu
Bio mol :
Définition du réplisome ?
Complexe multiprotéique multienzymatique spécialisé localisé au niveau de la fourche d’ADN qui agit de manière coordonnée pour permettre d’une part la réplication de l’ADN et d’autre pour faire avancer la fourche de réplication (déplacement de la fourche)
Bio mol :
Rôle de l’hélicase dans le réplisome ?
- Protéine à la tête de la fourche de réplication et à la tête du réplisome
- Ouvre la double hélice
- Met à disposition les 2 brins d’ADN comme matrice pour la réplication grâce à l’utilisation de l’énergie de l’ATP
Bio mol :
Définition de la protéine SSB ?
= Single string binding protein
Protéines de liaison stabilisatrice des ADN simples brin des zones d’appariement ou structure double hélices
Bio mol :
Rôle des protéine SSB dans le réplisome ?
[Quand la double hélice est ouverte il peut y avoir un ré appariement spontanée du monobrin]
* Maintenir de manière linéaire l’ADN ancien pour éviter les appariements intramoléculaires/intra-caténaires transitoires qui entravent ou empêche l’ADN polymérase d’avancer
* Favorisent le déplacement de l’ADN polymérase le long du brin matrice
* Rôle de faciliateur de la réplication
Bio mol :
Structure de la sous-unité β de l’ADN polymérase III du réplisome ?
Constitué de deux sous unités protéiques qui s’associent, forment un collier (clamp)sur l’ADN matrice
Bio mol :
Rôle de l’anneau de processivité (sous-unité β) ?
- Se déplace tout le long de la matrice ADN simple brin
- Clamps persiste tant que toute la longueur de l’ADN n’est pas répliquée
- Permet le bon déplacement de l’ADN polymérase et lui confère une vitesse et une processivité élevée
- Action de clampage/déclampage pour les fragments d’Okazaki
Bio mol :
Combien de brin d’ADN sont synthétisé au niveau du réplisome ?
2
Bio mol :
Quelle condition doit être respectée pour que le réplisome puisse faire la réplication ?
Il faut que les deux ADN polymérases avancent dans le même sens, côte à côte dans le sens de déplacement de la fourche de réplication
Bio mol :
Quel mécanisme est mis en place pour que les deux ADN polymérases avancent dans le même sens, côte à côte dans le sens de déplacement de la fourche de réplication ?
Le brin parental correspondant au futur brin tardif se retourne => ADN polymérase se retrouvé à côté de la primase.
Bio mol :
Lors de la synthèse des noé brin d’ADN, qui se déplace ? L’ADN ou la polymérase ?
L’ADN
Bio mol :
Que permet le retournement du brin parental correspondant au futur brin tardif ?
Réplication plus simple des fragment d’Okazaki par un système de clampage/déclampage de la sous unité β => ADN polymérase III passe de l’extrémité du fragment qu’elle vient de synthétisé de l’amorce qu’elle va synthétiser
Bio mol :
Que permet le repliement du brin tardif (réplicaiton de l’ADN) ?
Permet aux 2 polymérase de se déplacer dans le sens de la fourche de réplication alors que physiologiquement, cela ne serait pas possible
Bio mol :
Quel est le problème topologique au niveau de la double hélice lors de l’action du réplisome ?
Il y a des tension en amont à cause du déroulement de l’ADN en amont de la fourche :
* Enchevêtrement entre brins
* Blocage de la fourche
Bio mol :
Comment le problème de tension en amont de la fourche de réplication sont contournés ?
Action de protéines : Topoisomérase
Bio mol :
Comment agissent les topoisomérase ?
- Elles réalisent des coupures transitoire mono ou bicaténaires
=> réduction des tension que l’on trouve au sein de la double hélice - Enlèvent les superenroulements/ super tours d’ADN
=> résolution des problèmes d’enchevêtrement des chromosomes
Bio mol :
Combien de type de topoisomérases existe-il ?
2 :
* Topoisomérase de type 1
* Topoisomérase de type 2
Bio mol :
Action de la topoisomérase de type 1 ?
- Coupure monocaténaire transitoire réversible
- Nécessite ni ATP, ni énergie
=> permet une diminution des tensions à l’intérieur même de la double hélice en amont de la fourche de réplication - L’hélice tourne sur elle-même => coupure monocaténaire ATP indépendante
- Lorsque la tension disparait : les deux brins se ressoudent entre eux (réaction réversible)
Bio mol :
Action de la topoisomérase de type 2 ?
Coupure bicaténaire
* Nécessite l’hydrolyse de l’ATP
=> objectif : résoudre les problème d’enchevêtrement de molécules dépendante
* ADN se reconstruit ensuite
* Permet à la polymérase d’avancer vite
Bio mol :
Différence entre la réplication d’ADN chez les procaryote et les eucaryotes ?
Chez les eucaryotes :
* ≠ au niveau su type de protéine impliquée dans la réplication => ADN polymérase et protéines associé à ces polymérases
* Chromosomes ont des extrémités linéaires : réplication des extrémité des chromosomes nécessite donc un système enzymatique particulier
Bio mol :
ADN polymérases réplicatives chez les eucaryotes ?
- ADN polymérase α
- ADN polymérase delta et epsilon
- ADN polymérase gamma
Bio mol :
Composition de l’ADN polymérase α ?
- 2 sous-unités d’une primase
- 2 sous-unité d’une polymérase multiérique
Bio mol :
Rôle de la polymérase α ?
- Initioation de la synthèse du brin précose et de nombreux fragments d’Okazaki du brin tardif
- Amorce mixte ARN/ADN => ARN : 10 ribonuléotides, pui de 20 à 30 désoxyribonucléotides (ADN) (Amorce un peu ≠ de celle des procaryotes)
Bio mol :
Activité de l polymérase α ?
Activité ADN et ARN polymérase : 2 activités polymérasique, mais dépourvue d’autocorrection sur épreuve
Bio mol :
Caractéristique des ADN polymérases delta et epsilon ?
- Haute processivité
- Activité d’autocorrection sur épreuve
- Les deux on la même fonction
Bio mol :
Action des ADN polymérases delta et epsilon ?
- Impliquées dans la synthèse des 2 brins tardif (epsilon) et précoce (delta)
- Polymérisent la séquence de l’ADN à partir de l’amorce synthétisé par l’ADN polymérase α
- Utilisent l’extrémité OH à nue pour polymériser
Bio mol :
ADN polymérase γ ?
Transloquée dans la mitochondrie ou elle est fonctionnelle : utilisée pour la réplication de l’ADN mitochondrial
Bio mol :
Paires d’acteurs dans la réplication de l’ADN eucaryote/procaryote ?
- ADN polymérase α // Primase (amorçage de la réplication )
- ADN polymérase delta + epsilon // ADN polymérase III (réplication des brins tardifs et précoces)
- ADN polymérase β // ADN polymérase I
- ADN polymérase γ pas d’égo car pas de mitochondrie dans les procaryotes
Bio mol :
Définition de l’ADN polymérase β ?
Enzyme réplicative de haute fidélité, faible processivité, spécialisée dans la réplication de petits fragment d’ADN. Enzyme qui intervient dans la réparation
Bio mol :
Rôle de a RP-A ?
= Replicating Protein A
Permet la correction des mésapariement fait par l’ADN polymérase α
Bio mol :
Rôle de la RF-C ?
= Replicating Factor C
Recruté par le complexe amorce/matrice et intervient juste après RP-A :
* Complexe multimérique
* Activité ATPasique
* Recrute PCNA
Bio mol :
Rôle de PCNA ?
- Recrute l’ADN polymérase delta/epsilon réplicative
- Facteur de processivité
=> confère une haute processivité à cette enzyme
Bio mol :
Définition de la PCNA ?
= Proliferating Cell Nuclear Antigen
* Correspond à l’anneua de processivité de l’ADN polymérase III
* Protéine indépendante ( pas associée directement à une polymérase)
* Recruté par RF-C
* Se clampe sur l’ADN matrice
Bio mol :
Problème que pose les télomères ?
- Spécifique aux ADN linéaires
- Brin continu synthétisé jusqu’au bout mais pas brin tardif
=> raccourcissement des extrémités télomérique du brin tardif à chaque réplication
Bio mol :
Pourquoi l’extrémité du brin tardif n’est pas synthétiser jusqu’au bout ?
Il n’y a pas d’extrémité 3’OH en amont sur laquelle peut se faire l’élongation qui remplace la séquence de l’amorce
Bio mol :
Définition de télomère ?
Séquence riche en G aux extrémité des chromosomes (linéaires)
Bi mol :
Comment la cellules fait elle pour préserver ses télomères de leur raccourcissement ?
Utilise une enzyme qui allonge le brin parental du côté 3’ : Télomérase
Bio mol :
Comment agit la télomérase ?
- Reconnait les fragments riche en G dont l’extrémité est 3’ sortante
- Se fixe au niveau de l’extrémité 3’ du brin parental
- Sert de copie pour le rallongement du brin parental = ADN polymérase ARN dépendant
- Rétro transcrit une séquence ARN en ADN
- Se déplace de manière discontinue pour effectuer une copie d’environ 60 hexamères
Bio mol :
Que permet le rallongement du brin parental en 3’ ?
Cela forme un équilibre avec le raccourcissement du brin tardif
Bio mol :
“Qualité” de la compensation entre la destruction et le renouvellement des télomères ?
Il n’est pas égale, on a donc une variation de la taille des télomères
Bio mol :
Définition de la télomérase ?
Protéine peu ou pas exprimé par les cellules somatiques adultes => raccourcissement progressif des télomérase
Bio mol :
Evolution des télomères au fil des réplication de l’ADN ?
- Raccourcissement progressif des télomères à chaque réplication
- Au bout de 40 divisions => dégénérescence et mort cellulaire
Bio mol :
Quel est le but du raccoucissement des télomères ?
Mécanisme semblable à une horloge biologique : détermine le temps de survie d’une cellule
=> permet aux cellules de ne pas vivre trop longtemps
Bio mol :
De quoi dépend la survie des cellules somatiques ?
De leur passé réplicatif
Bio mol :
Quelles sont les cellules qui conservent une activité télomérase importante ?
Cellules à fort potentiel prolifératif :
* Lymphocytes en activité
* Cellules souches
* Cellules germinales
Bio mol :
Lien entre les cancers et les télomères ?
- Cellules cancéreuses : Toutes ont une activité télomérase élevée
- Si la télomérase un une action trop élevée, elle à un rôle oncogène
- Sans télomérase, pas de développement de cancer car la cellule dégénère
Bio mol :
Quelles sont les pistes thérapeutiques envisagé avec les cancers/télomérase ?
- Inhibition de l’activité télomérase
Cependant = activité nécessaire à certaine cellules normle donc toxicité potentielle - Molécule anti-rtélomérase à l’étude
=> /!\ Il existe des mécanismes alternatif de maintenance des télomères…
Bio mol :
Quelle est la première étape de synthèse des protéines ?
La transcription
Bio mol :
Où a lieu la transcription ?
Dans le noyau
Bio mol :
A quoi aboutit la transcription ?
A la formation d’un ARNm pour les gènes qui codent des protéines
Bio mol :
Quelle est la deuxième étape de la synthèse des protéines ?
La traduction
Elle est possible car l’ARNm est véhiculé dans le cytoplasme
Bio mol :
Que se passe-t-il pour la séquence d’ADN contenue dans un gène ?
Elle est copiée en un brin complémentaire et antiparallèle d’ARN
Bio mol :
Quel type d’enzyme agissent dans la transcription ?
Des enzymes ARN polymérases ADN dépendantes : synthétisent une chaines d’ARN en utilisant une matrice d’ADN
Bio mol :
Quel type d’enzyme agissent dans la transcription ?
Des enzymes ARN polymérases ADN dépendantes : synthétisent une chaines d’ARN en utilisant une matrice d’ADN
Bio mol :
Combien d’enzymes interviennent dans le mécanisme de la transcription ?
- ARN polymérase I
- ARN polymérase II
- ARN polymérase III
Bio mol :
Action de l’ARN polymérase I dans le mécanisme de la transcription ?
- Agit au sein du nucléole
- Transcrit le précurseur ribosomique ARNr 45S
Bio mol :
Devenir de l’ARNr 45S ?
Hydrolysé ensuite en :
* 18S
*28 S
* 5,8S
Bio mol :
Action de l’ARN polymérase II dans le mécanisme de la transcription ?
- Fonctionnelle dans le nucléoplasme
- Transcription d’un ARNhn ou transcrit primaire qui sera ensuite maturé en ARNm
- Impliquée dans la synthèse de certains ARNsn
- Transcription des miARN
Bio mol :
Qu’est-ce que les ARNhn ?
- hn pour nucléaire hétérogène
- Précurseur de l’ARNm ou ARNprém
Bio mol :
Quels ARNsn sont synthétisés par l’ARN polymérase II ?
- U1
- U2
- U4
- U5
Bio mol :
Action de l’ARN polymérase III dans le mécanisme de la transcription ?
- Fonctionnelle dans le nucléoplasme
- Impliquée dans la synthèse d’autre ARN :
-ARNt (de transfert)
-ARN 5S
-ARN 7SL
-ARNsn U6
Bio mol :
Rôle des ARN 7SL ?
Reconnaissance du peptide signal lors de la traduction des protéines sécrétée ou membranaire
Bio mol :
Nombre d’étapes lors de la transcription ?
3 :
* L’initiation
* L’élongation
* La terminaison
Bio mol :
Quelle enzyme catalyse la transcription ?
ARN polymérase II
Bio mol :
Comment est initiée la transcription ?
Il faut que des facteurs de transcription viennent se fixer sur le promoteur => car ARN polymérase II ne peut pas initier seule la réaction
Bio mol :
Caractéristique du promoteur pour la transcription ?
- Amont de la partie transcrite en 5’
- Séquence orientée
- Localisée immédiatement en amont de +1
- Responsable du niveau basal de la transcription
La séquence du promoteur détermine : - Localisation du site +1 d’initiation de la transcription
- Direction de la transcription
Bio mol :
La séquence du promoteur est indispensable à la transcription.
Vrai ou Faux ?
VRAI !
S’il n’y a pas de promoteur, il n’y a pas de transcription
Bio mol :
Que sont les séquence que l’on peut trouver en amont de la séquence du promoteur ?
Des séquences particulières fonctionnelles :
Séquence cis-régulatrice RE ou TE
Bio mol :
Phase d’initiation de la transcription de l’ADN avec l’ARN polymérase II ?
- Réalise la transcription d’un brin d’ARN complémentaire par rapport à un brin d’ADN dans le sens 5’P –> 3’OH
- Utilise un des deux brins d’ADN d’un gène comme brin matrice => Transcription en un brin d’ARN complémentaire et antiparallèle
Bio mol :
Comment peut-on qualifier l’orientation du brin matrice ?
Orientation opposée à l’ARN : 3’ –> 5’
Bio mol :
Définition du brin codant ?
Possède la même sens et la même séquence que l’ARN (séquence en 5’-3’)
Bio mol :
Définition du brin matrice ?
Celui qui est transcrit, il est complémentaire à l’ARN
Bio mol :
Quelle coopération nécessite l’initiation de la transcription ?
La coopération préalable entre facteur généraux de la trascription
Bio mol :
Rôle des motifs fonctionnels de séquence présent dans le promoteur ?
Permettent la fixation de différents facteurs généraux de la transcription
Bio mol :
Qu’est-ce que la TATA box ?
- TATA…
- C’est une séquence consensus
Bio mol :
Caractéristiques de la TATA box ?
- Présente dans plu se 70 % des promoteurs des gènes humains
- Située à 25-30 pdb en amont du site +1
- Se lie spécifiquement et étroitement à TBP
- Séquence riche en nucléotides AT => double hélice s’ouvre relativement facilement permettant l’initiation de la transcription
Bio mol :
Définition de TBP ?
= TATA binding protein
* Sous unité du Facteur Général de la transcription
Bio mol :
Caractéristique de la GC box ?
- 50 pdb en amont du site +1
- Se lie spécifiquement au facteur de transcription activateur Sp1 (Specificity Factor 1)
- Pas toujours retrouvée dans le promoteur : séquence activatrice non constante
- Permet d’augmenter le taux de transcription du gène correspondant
Bio mol :
Caractéristiques de la CAAT box ?
- 90 pdb en amont du site +1
- Se lie spécifiquement au facteur activateur CTF (CAAT box Transcription Factor)
- Constante : on la retrouve constamment dans les promoteurs
- Augmente le taux de transcription de gènes
Bio mol :
Quel est le premier facteur générale de transcription ?
TFIID
Bio mol :
Action du TFIID ?
Se lie à la TATA box via sa sous unité TBP
Bio mol :
Quel est le second facteur général de transcription ?
TFIIA
Bio mol :
Action du TFIIA ?
Se fixe au niveau de l’ADN en 5’ de la boîte TATA et stabilise le complexe ADN-TFIID
Bio mol :
Après la fixation de TFIIA, que se passe-t-il lors de l’initiation ?
L’ensemble des autres différents facteurs généraux de la transcription (TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ ) coopèrent autour de TFIID et forment un complexe inportant
Bio mol :
Qu’engendre l’arrivée des dernier facteurs généraux de la transcription ?
Une modification conformationnelle de ce complexe de pré initiation => recrute l’ARN polymérase II
Bio mol :
Lors de son recrutement durant l’initiation, ou est positionné l’ARN polymérase II ?
Directement positionnée au niveau du site +1 = site d’initiation
Bio mol :
Quels sont les autre facteurs de transcription spécialisée qui peuvent intervenir lors de l’initiation ?
Facteurs trans-régulateurs
/!\ pas obligatoirement !!!
Bio mol :
Où agissent les facteurs trans-régulateurs ?
- Au niveau des éléments promoteurs activateurs : SP1 sur GC box, FT sur CAAT box
- Sur les séquences ADN en amont : liaison spécifique à certains éléments cis-régulateurs (RE/TE) par des facteurs protéiques trans-régulateurs = interaction cis-trans
Bio mol :
Quel rôle ont les facteurs au niveau du complexe de pré-initiation ?
Ils régulent le degrés de stabilité de ce complexe : plus le complexe est stable, plus le niveau de transcription est élevé, plus il y a une quantité importante de polymérase recrutée
=> Le taux de transcription du gène est DIRECTEMENT lié à ce degrés de stabilisation
Bio mol :
Quels sont les paramètres nécessaire à l’initiation ?
- Ouverture locale de la double hélice qui libère le brin matrice grâce à une hélicase apporté par TFIIH au niveau de la boîte TATA
- Libération de l’ARN polymérase II via TFIIH qui a également une activité kinase => peut phosphoryler le domaine carboxyterminal de l’ARN polymérase II
Bio mol :
Qu’entraine la phosphorylation de l’ARN polymérase II ?
Son activation et sa libération du complexe de pré-initiation
Bio mol :
Action de la polymérase après sa libération ?
- Commence la polymérisation à partir du site +1 grâce à un autre facteur : TFIIS (permet l’élongation)
Bio mol :
Qu’est ce que l’élongation (transcription) ?
Polymérisation d’un brin d’ARN complémentaire au brin matrice ou la thymine est remplacée par l’uracile
Bio mol :
Quelle est la vitesse de l’élongation ?
30 ribonu/s à 37°C
Bio mol :
Que suppose l’étape de l’élongation ?
Elle suppose le déroulement transitoire de la double hélice de l’ADN, ainsi que le déplacement vers l’extrémité 3’ du brin codant ou 5’ du brin matrice
Bio mol :
Quelle structure est toujours présente lors de l’élongation ?
Un hétéroduplexe (hybride) ADN/ARN de 8 à 9 pdb (le reste de l’ARN est libérée dans la matrice nucléaire)
Bio mol :
Combien de mécanismes de correction des erreurs de transcription agissent durant l’élongation ?
2 :
* mécanisme pyrophorolytique
* mécanisme hydrolytique
Bio mol :
Action du mécanisme de pyrophosphorolytique durant l’élongation ?
Clivage et remplacement du dernier ribonucléotide polymérisé s’il n’est pas complémentaire (erroné)
Bio mol :
Action du mécanisme hydrolytique durant l’élongation ?
Relecture des 3/4 derniers nucléotides polymérisés puis leur clivage et leur remplacement si incorrecte
Bio mol :
Quelle enzyme catalyse la réaction d’élongation ?
L’ARN polymérase II dans le sens 5’P-3’OH
Bio mol :
Réaction ayant lieu durant l’élongation ?
Attaque nucléophile du phosphate en alpha du nouveau nucléotide par l’OH en 3’ de l’ARN en cours de synthèse pour former la liaison phosphodiester
Bio mol :
L’élongation est-elle un réaction réversible ou irréversible ??
Irréversible :
* Le rNTP est hydrolysé en phosphate + pyrophosphate inorganique
* Pyrophosphate inorganique hydrolysé par la pyrophosphatase en 2 phosphates inorganiques
* NTP apporte l’énergie nécessaire à la synthèse
=> Création de la liaison phosphodiester entre le 3’OH et le 5’P
Bio mol :
Cofacteur de l’ARN polymérase pour l’élongation ?
Mg²+
Bio mol :
Terminaison de la transcription chez les procaryotes ?
- ARN polymérase reconnaît une séquence particulière appelée signal d’arrêt au niveau du dernier exon en 3’ UTR de l’ADN matrice qui provoque l’arrêt progressif de la transcription
- Libération du transcrit primaire (ARNhn) et le l’ARN polymérase dans la matrice nucléaire
Bio mol :
Quels sont les signaux spécifiques d’arrêt de la transcription ?
Les séquences présente sur le brin matrice :
* Signal de polyadenylation TTATTT
* Ou plus en aval ATACAAC
Bio mol :
A quoi abouti la transcription chez les eucaryotes ?
A un transcrit primaire : ARNhn
Bio mol :
Caractéristiques de l’ARNhn ?
- séquence identique à celle du gène
- introns toujours présents
- n’apporte pas une information génétique continue
- non fonctionnel
- doit être modifié
Bio mol :
Caractéristiques des ARNhn des procaryotes ?
N’ont pas d’introns (même dans leurs gènes)
Bio mol :
Quelles sont les étapes que doit passer l’ARNhn pour être fonctionnel ?
3 étapes de maturation dans le noyau :
* addition d’une coiffe en 5’
* addition d’une queue polyA en 3’
* élimination des introns
Bio mol :
Comment appelle-t-on l’étape d’élimination des introns ?
Épissage
Bio mol :
A quoi aboutissent les étapes de maturation de l’ARNhn ?
ARNm qui présente de manière continue la séquence codant
Bio mol :
Caractéristiques de l’ARNm ?
- Possède deux extrémités fonctionnelles
- Présente de manière continue la séquence codante
- Est fonctionnel : exporté dans le cytoplasme pour être traduit
Bio mol :
Qu’est ce que la formation du chapeau ou de la coiffe sur l’ARNhn ?
Addition d’un groupent 7-methylguanosibe(monoP) en 5’ de l’extrémité de l’ARN primaire par la formation d’un pont 5’5’ triphosphate
Bio mol :
Déroulé de la formation de la coiffe sur l’ARNhn?
- ARN quand il est synthétisé, présente une structure triphosphate alpha, bêta, gamma en 5’ correspondant au premier nucléotide. ARN triphosphatase hydrolysé son phosphate gamma (reste alpha et bêta)
- Guanyltransferase lie une guanosine monophosphate en 5’ par hydrolyse du GTP en GMP et PPi => liaison/pont 5’,5’ triphosphate
- Addition du groupement méthyle en position 7 guanyl de l’azote au niveau de l’extrémité 5’ : par une methyltransférase
Bio mol :
Comment peut-on définir le mécanisme de la formation du chapeau ou de la coiffe (capping) sur l’ARNhn ?
C’est un mécanisme cotranscriptionnel
Bio mol :
Quand intervient le capping de l’ARNhn ?
Très vite après l’initiation de la transcription
Bio mol
Quel est le rôle de la coiffe sur l’ARNhn ?
- Protéger l’extrémité 5’ de l’ARN de l’hydrolyse (par nucléase, phosphatase…)
- Indispensable à l’initiation de la traduction de l’ARNm
- Signale une extrémité complète en 5’ de l’ARNm ≈ contrôle qualité
Bio mol :
Définition de la polyadénylation ?
Addition d’un grand nombre (200) de résidus d’adénosyl monophosphate en 3’ => queue polyA
Bio mol :
Mise en place de la polyadénylation ?
- Dans l’ARN en cours de synthèse
- 10 à 30 nucléotides en aval du signal de polyadénylation : coupure en 3’ de AAUAA (signal)
- Intervention d’une endonucléase
- Libération d’une extrémité 3’OH
- Utilisation de la libération pour l’ajout ≈ 200 copies d’adénylate catalysée par polyA polymérase
- Énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP
Bio mol :
Rôle de la polyadénylation ?
- Queue de polyA :
- protège l’extrémité 3’ des ARNm
- augmente la stabilité des ARNm
- Modification indispensable à l’initiation de la traduction
- Présence de la queue de polyA facilite le passage de l’ARNm à travers les pores nucléaires vers le cytoplasme
Bio mol :
Rôle commun de la polyadénylation et de l’ajout de la coiffe ?
Conditionnent la bonne qualité de l’ARNm : cellule considère que l’ARNm n’as perdue aucune information
Bio mol :
Rôle de l’épissage ?
Faite passer l’ARNhn en une molécule d’ARNm dépourvue d’introns
Bio mol :
But de l’épissage ?
Obtenir de exons rabouté pour avoir une séquence codante continue.
Bio mol :
Que suppose l’élimination des introns ?
La reconnaissance par la cellule des séquences introniques
Bio mol :
Quelles sont les séquences introniques ?
Ce sont des séquences particulières = site d’épissage reconnue par la cellule dans les introns.
Au niveau d’un intron il y à 3 sites d’épissage :
* Site d’épissage donneur, en 5’
* Site d’épissage accepteur, en 3’
* Site de branchement
Bio mol :
Caractéristiques du site d’épissage donneur ?
- 5’
- Débute au niveau de l’exon par AG
- Débute au niveau de l’intron par GU => indispensable et invariant
- Suivi d’un A ou G puis AGU
Bio mol :
Caractéristiques du site d’épissage accepteur ?
- 3’
- Succession de 5 nucléotides pyrimidiques Y
- Suivi d’un N (N’importe lequel des 4 nucléotides)
- Puis un autre nucléotide pyrimidique Y
- Puis AG en extrémité 3’ de l’intron (invariant)
- Puis G au niveau de l’extrémité 5’ de l’exon
Bio mol :
Caractéristiques du site de branchement ?
Nucléotide A 18 à 40 nucléotides en amont (en 5’) de l’extrémité 3’ de l’intron (exon suivant)
Bio mol :
Quelles protéines interviennent dans la reconnaissance des séquences introniques ?
Des ribonucléoprotéine nucléaires particulières :
snRNP qui présentent un snRNA dans leur structure :
* snRNP U1
* snRNP U2
Bio mol :
Quel type de protéine sont les snRNP ?
Nucléaire : petite protéine ribonucléique nucléaire
Bio mol :
Importance des 3 séquences introniques ?
Permettent la reconnaissance des séquences introniques présente dans l’ARNhn par la cellules
=> Présence indispensable à la fonctionnalité de ce site
Bio mol :
Caractéristique de snRNP U1 ?
- Reconnait et se lie au site 5’ donneur
- Appariement à l’ARN par l’intermédiaire d’un snRNA U1 intrinsèque
- Complémentarité de séquence et de conformation dans l’espace
Bio mol :
Caractéristique de snRNP U2 ?
- Reconnait et se lie avec le site de branchement
- Par l’intermédiaire d’un snRNA U2 intrinsèque
Bio mol :
Quel types de réactions fait intervenir l’épissage de l’intron ?
2 réaction de clivage/ligature = 2 réaction de transestérification
Bio mol :
Déroulé de la première réaction de transestérification ?
- Attaque nucléophile de l’hydroxyle en 2’ de A du site de branchement sur le liaison phosphodiester entre l’extrémité 5’ de l’intron et l’extrémité 3’ de l’exon
- Créer une liaison phosphodiester 5’P-2’OH et forme une boucle => lasso au niveau de l’intron 1
Bio mol :
Déroulé de la deuxième réaction de transestérification ?
- Hydroxyle en 3’ de l’exon 1 => attaque le phosphate en 5’ de l’exon suivant
- Libération de l’intron (appelé lasso) dans le nucléoplasme
- Permet de rabouter les 2 exons contigus liées par une liaison phosphodiester
Bio mol :
Quelle structure est indispensable à l’élimination des introns ?
Un complexe protéique, qui s’assemble au cours de l’épissage => Spliceome
Bio mol :
Quelle structure est indispensable à l’élimination des introns ?
Un complexe protéique, qui s’assemble au cours de l’épissage => Spliceosome
Bio mol :
Quelle structure est indispensable à l’élimination des introns ?
Un complexe protéique, qui s’assemble au cours de l’épissage => Spliceosome
Bio mol :
Structure du spliceosome ?
- Complexe ribonucléique volumineux
- Composé d’environ 150 protéines
Bio mol :
Quelles sont les protéines composant le spliceosome ?
- 5 snRNP : U1, U2, U4, U5, U6 qui contiennent respectivement les snRNA U1, U2, U4, U5, U6
Bio mol :
Quel est le rôle des protéines composant le spliceosome ?
Rôle de faciliteur, catalyseur de la réaction d’épissage
Bio mol :
1 ère étape de fromation du spliceosome ?
- Reconnaissance du site donneur 5’ par U1
- Reconnaissance du site de branchement par U2
=> Par interaction entre la séquence d’ADN spécifique du site et le snRNA contenu dans le snRNP
Bio mol :
2 ème étape de formation du spliceosome ?
- Formation du complexe avec l’ensemble des snRNP U4, U5, U6
- Association entre les U1 et U2 => formation d’un complexe important
- Création d’un pont entre les deux exons
Bio mol :
3ème étape de formation du spliceosome ?
- Libération de U1
- Libération de U4
=> site de branchement et le site 5’ reconnus et les autres U sont associés entre eux
Bio mol :
Que permet la formation du spliceosome ?
- Rapprochement par U5 du site de branchement avec le site 5’
- Rapprochement par U5 du site 5’ avec site 3’
- Rapprochement des sites fonctionnels de l’intron favorise les réaction de transestérification catalysées par U6 et U2
=> Permet l’élimination d’intron + recyclage des snRNP
Bio mol :
Que peut-on obtenir à partir d’un gène ?
Plusieurs protéines : tissus, cellules, stades de développement
Bio mol :
Définition d’épissage alternatif ?
= différentiel
Différentes réactions d’épissage qui permettent, à partir d’un même transcrit primaire, la formation de plusieurs isoformes d’ARNm
Bio mol :
Quels sont les différents types d’épissage alternatifs/différentiels ?
7 différents :
* Site 5’ d’épissage alternatif
* Site 3’ d’épissage alternatif
* Saut d’exon
* Exon mutuellement exclusif
* Rétention d’intron
* “Promoteur alternatif”
* Signal de polymérisation alternatif
Bio mol :
Utilisation d’un site 5’ alternatif ?
Extrémité 5’ peut être située à deux niveau ce qui donne un isoforme court et un isoforme long
Bio mol :
Utilisation d’un site 3’ alternatif ?
C’est la longueur de l’exon à l’extrémité 3’ qui est variable en fonction du site 3’. La cellules décide quel site d’épissage elle utilise
Bio mol :
Saut d’exon ?
Exon “facultatif” => il peut être retenu ou éliminé de l’ARNm
Bio mol :
Exon mutuellement exclusif ?
Présence de 2 exons qui ne peuvent pas être ensemble dans l’ARNm
Bio mol :
Rétention d’intron ?
Intron non épissé donc retrouvé dans la séquence de l’ARNm
Bio mol :
Promoteur alternatif ?
Initiation alternative de la transcription. Deux sites d’initiation différents qui peuvent donner naissance à des isoformes
Bio mol :
Terminaison alternative ?
Signal de polyadénylation alternatif => isoforme avec des exons différents
Bio mol :
Part de gènes humains où il peut y avoir plusieurs protéines codées grâce au mécanisme d’épissage alternatif ?
50%
Bio mol :
Que permet l’épissage alternatif quantitativement parlant ?
A partir de 22/23 000 gènes la cellule peu synthétiser 100 000 protéines différentes
Bio mol :
En quoi le mécanisme d’épissage alternatif est-il extrêmement important ?
Contribue à la régulation de l’expression des gènes ainsi qu’à la diversité phénotypique des eucaryotes => un cellules peut donc adapter la synthèse protéique
Bio mol :
Exemple d’épissage alternatif ?
Gène de la calcitonine :
* 6 exons : 3 premiers constitutif, les 3 derniers sont alternatifs
- TYROÏDE- : transcrit en ARNm codant pour la calcitonine => 3 premiers exons constitutifs et le premier des exons alternatif
=> hormone impliquée dans le métabolisme phosphocalcique
- CERVEAU- : transcription aboutit à un ARNm différent : 3 premiers exon constitutifs + 2 exons distaux alternatifs
=>protéine = CGRP, rôle de puissant vasodilatateur
Bio mol :
Exemple de pathologie liée à des anomalies retrouvées dans les séquences d’épissage ?
- Thalassémie :
- β0 thalassémie –> maladie héréditaire : synthèse de la chaine β globine défectueuse
- β+ thalassémie –> synthèse de la chaine β globine réduite
Bio mol :
Cause de la β0 thalassémie ?
Gène β globine = 3 exons + 2 introns
* Sur site accepteur de l’exon 3 (AG), A remplacé par un G => site non fonctionnel : ne peux plus éliminer l’intron
* Site d’épissage cryptique l’intron 2, situé plus en amont (plus en 5’) est utilisé => exon 3’ allongé en 5’
* /!\ Nouvelle partie en 5’ de l’exon 3 possède un codon stop => entraine une terminaison prématurée de la traduction de l’ARNm => Protéine tronqué, plus courte, non-fonctionnelle, défectueuse
Chimie :
Définition des alcools ?
Nomenclature :
*…n°-ol
*n°-hydroxy…
C-OH
Chimie :
Quels sont les types d’alcools qui existent ?
- Primaire
- Secondaire
- Tertiaire
Chimie :
Différence entre les différents type d’alcools ?
Ils ont des propriétés chimiques différentes
Chimie :
Propriétés physiques des alcools ?
- Molécules polaires
- Peuvent former des liaisons hydrogènes entre les molécules d’alcool
- T° d’ébullition est très supérieure à celle des alcanes équivalentes
- Liquides à T° ambiante
- Peuvent former des liaisons hydrogène avec l’eau
- Soluble dans l’eau ( + de C5) => Quand la chaine augmente la solubilité diminue
Chimie :
Propriétés chimiques de réactivité générale ?
Caractère acide et basique => espèce ampholytes ou amphotères
Chimie :
Caractère acides des alcools ?
- Acide très faible : pKa de 16 à 19
- Dissociation (perte de H+) dans l’eau n’est pas possible
- Rupture du groupement OH en présence d’une base forte :
R-OH + B- –> R-O- +B-H - Caractère acide diminue des alcools primaires aux alcools tertiaires
Chimie :
Pourquoi le caractère acide diminue des alcools primaires aux alcools tertiaires ?
- Effet inductif répulsif augmente avec le nombre de radicaux => Effet inductif va avoir tendance à déplacer les électrons de la liaison O-H vers le milieux
- Plus difficile de récupérer les électrons pour l’oxygène
Chimie :
Caractère basique des alcools ?
- Très faible : déportation de l’eau (capture H+) est impossible
- En présence d’un acide fort :
R-O-H + H+ –> R-O+(-H)-H –> R+ + H2O (avec R+ = intermédiaire) - Il augment des alcools primaires aux alcools secondaire
Chimie :
Pourquoi le caractère basique des alcools augmente des alcool primaire aux alcools secondaire ?
L’effet inductif répulsif des radicaux va reprocher les électrons de la liaison C-O de l’oxygène.
=> doublets non liant sont + disponibles pour capter un proton
Chimie :
Déshydratation chez les alcools ?
- En milieu aide avec un chauffage
- Augmente des alcools primaires aux alcools secondaires
- Avec chauffage modéré : déshydratation intermoléculaire => éther oxyde
- Avec chauffage fort : déshydratation intramoléculaire => alcène
Chimie :
Réaction d’estérification chez les alcools avec des acides organiques ?
- Acide + alcool –H+–> Intermédiaire réactionnel –> Ester + eau
- Se fait en 2 temps :
1) Addition nucléophile
2) élimination - Action catalytique de H+ sur les attaques nucléophiles
Chimie :
Estérification intramoléculaire chez les alcools ?
- Obtient une fonction lactones avec un cycle à 5 ou 6 sommets => ceux sont les plus nombreux et/car les plus stable
- Fonction gamma ou delta hydroxyacide
Chimie :
Acétylation chez les alcools ?
- A partir d’un aldéhyde ou d’une cétone
- Aldéhyde/cétone + alcool –H+–> hémiacétal + alcool –H+–> acétal + H2O
- Pour réaliser la seconde partie de la réaction il faut un excès d’alcool qui permet une déshydratation
Chimie :
Hémiacétalisation intramoléculaire chez les alcools ?
A partir d’un gamma ou delta hydroxy-aldéhydes ou hydroxy-acétone on obtient un cycle à 5 ou 6 sommets
Chimie :
Application biochimique de l’hémiacétalisation intramoléculaire ?
- Cyclisation des monosaccharides = hémiacétalisation intramoléculaire :
- Aldoses C1-C4, cétose C2-C5 => cycle à 5 sommets
- Aldoses C1-C5, cétose C2-C6 => cycle à 6 sommets
- Liaison entre monosaccharides cyclisées => di/polysaccharides = liaison acétal
Chimie :
Réaction d’oxydation avec les alcools primaires ?
- R-CH2-OH –oxydant–> R-C(-H)=O –oxydant–> R-C(=O)-OH
- Oxydant : O2 de l’air (réaction plus lente)
- Oxydant : KMnO4 (oxydant fort)
- La réaction ne s’arrête pas au stade d’aldéhyde => se poursuit jusqu’à l’obtention d’un acide carboxylique
Chimie :
Réaction d’oxydation avec les alcools secondaire ?
- (R’-)R-CH-OH –Oxydant–> (R-)R’-C=O
- On obtient une cétone, la réaction s’arrête à ce stade car la cétone ne peut pas s’oxyder à un degré supérieure
Chimie :
Réaction d’oxydation avec les alcools tertiaire ?
Pas d’oxydation
Bio chimie :
Définition de muataion ?
On appelle mutation, toute modification définitive de la séquence de l’ADN, elles peuvent être simples ou complexes
Bio chimie :
Définition de mutation simple ?
Altérations se limitant à quelques nucléotides
Bio chimie :
Définition de mutation complexe ?
Insertions, translocations, duplications, substitutions sur un grand nombre de nucléotides
Bio chimie :
Impacte des mutation au sein des espèces ?
Quelques rares mutations peuvent conférer au sein d’une espèce et de son évolution un changement positif
=> Colonisation de nouveaux espaces, adaptation à un nouvel environnement…
Bio chimie :
Impacte des mutation au sein de l’individu ?
Au sein d’un individu, elle est toujours préjudiciable.
Bio chimie :
Importance de la stabilité génétique ?
Elle est absolument nécessaire à la survie et à la reproduction des individus, il faut qu’il y ait un équilibre
Bio chimie :
Qu’impliques les mutation au niveau des cellules germinales ?
Elles sont transmises à la descendance, certaines d’entre elles sont à l’origine de maladies héréditaires si elles sont délétères
Bio chimie :
Drépanocytose HbS ?
- Mutation d’une adénine (A) en thymine (T) sur le codon6 du gène de la β-globine.
*Modification du codon : substitution d’un acide aminé dans la séquence de l’Hg : Glutamate → valine.
*Hémoglobine S : entraîne une anémie falciforme.
Bio chimie :
Caractéristiques des mutation dans le génome de cellules somatique ?
- Ce ne sont pas des mutations qui se transmettent, elles sont acquises
- Base moléculaire de sélection de clones cellulaires aux dépens de cellules normales.
- Entraîne une prolifération tumorale à l’origine du développement d’un cancer.
Bio chimie :
Part des décès causé par le cancer en Europe et en Amérique du nord ?
30%
=> 1èrer cause de mortalité en France : poumon, colorectal, sein …
Bio chimie :
Rôle des mutation dans le génome des cellules somatiques dans les cancers ?
- Le cancer est une accumulation progressive de mutations, qui ne se transmettent pas, mais qui peuvent modifier le comportement cellulaire.
- Du fait de l’accumulation de mutations dans le génome => Principalement retrouvé chez l’individu âgé
Bio chimie :
D’où peut provenir les anomalie de séquence d’ADN ?
- Du mécanisme de réplication (après autocorrection de l’épreuve, il reste 1 erreur tous les 10^7 nucléotides, ce qui reste trop élevé).
- Peuvent provenir des agressions physico-chimiques de l’ADN
Bio chimie :
Combien de grand système de réparation existe-t-il ?
2 :
* Un système qui répare les mésappariements de l’ADN notamment au cours de la réplication.
* Un système lié à la réparation des lésions chimiques de l’ADN
Bio mol :
Comment se nomme le système de réparation des mésappariement de l’ADN ?
« DNA MisMatch Repair » - MMR chez les eucaryotes.
=> système indépendant de la synthèse d’ADN.
Bio mol :
Quel est le rôle du MMR ?
Répare les mésappariements, les erreurs faites au cours de la réplication de l’ADN.
Bio mol :
Efficacité du système MMR ?
Ce système réduit de 1 erreur tous les 107 à 1 erreur tous les 109 nucléotides copiés, mais cette fidélité reste insuffisante.
Bio mol :
Combien de protéines comporte le système MMR découvert chez les bactéries ?
comprend 3 protéines:
* Mut L
* Mut S
* Mut H
=> existe des équivalents protéiques chez l’homme.
Bio mol :
Quand agit le système MMR ?
- Intervention est rapide après la fourche de réplication
- Avant la méthylation de l’ADN fils pour reconnaître le brin ancien (qui est méthylé alors que le néoformé ne l’est pas) / la matrice qui ne porte pas d’erreur
=> permet de trouver une brèche sur le brin en cours de synthèse pour faciliter l’action d’une exonucléase.
Bio mol :
Première étape de réparation de mésappareillement de l’ADN ?
Reconnaissance de l’anomalie grâce à un dimère
Bio mol :
Quel est le dimère qui reconnait l’anomalie d’apareillement ?
Existe 2 types de dimères :
*Dimère MutSα composé de MSH2 et MSH6 reconnait de petites erreurs de lecture : anomalies de 1 à 2 nucléotides.
*Dimère MutSβ composé de MSH2 et MSH3 reconnaît des anomalies de grande taille : de 3 à 16 nucléotides.
Bio mol :
Deuxième étape de réparation de mésappareillement de l’ADN ?
Fixation d’un deuxièmes dimère
Bio mol :
Exemple de dimère pouvant intervenir au cours de la deuxième étape de réparation de mésappareillement de l’ADN ?
MutLα composé de 2 protéines MLH1 et PMS2.
=> formation d’un complexe volumineux qui associe le premier dimère de reconnaissance et le second dimère.
Bio mol :
Quel est le rôle du complexe formé par le premier dimère et le second de la réparation du mésapareillement de l’ADN ?
Permet de recruter les protéines qui ont un rôle dans les étapes suivantes :
* Exo 1 = exonucléase
* PCNA (facteur de processivité)
* ADN ligase => soudure/ligature des 2 brins.
Bio mol :
Rôle de l’EXO1 dans la réparation du mésappariellment de l’ADN ?
Hydrolyse la portion de l’ADN portant le nucléotide mal apparié: crée une brèche au niveau de la séquence d’ADN
→ Perte du fragment anormal
Bio mol :
Rôle de l’EXO1 dans la réparation du mésappariellment de l’ADN ?
Hydrolyse la portion de l’ADN portant le nucléotide mal apparié: crée une brèche au niveau de la séquence d’ADN
→ Perte du fragment anormal
Bio mol :
Rôle de l’EXO1 dans la réparation du mésappariement de l’ADN ?
Hydrolyse la portion de l’ADN portant le nucléotide mal apparié: crée une brèche au niveau de la séquence d’ADN
→ Perte du fragment anormal
Bio mol :
Rôle de la PCNA dans la réparation du mésapareillemet de l’ADN ?
Recrute l’ADN polymérase réplicative (δ/ε) : comble la brèche en synthétisant un ADN complémentaire exact
→ Synthèse réparatrice.
Bio mol :
Qu’entraines des mutation pour certan gènes qui codent pour les protéines du MMR ?
Ces mutations sont responsables :
* D’une forme héréditaire du cancer colorectal : HNPCC
=> 5 à 10% des cancers colorectaux
* Syndrome de Lynch : gènes MSH2 et MSH6…=>caractérisé par l’absence de polypes.
Bio mol :
Origine des lésions de l’ADN ?
Certaines d’entre elles sont spontanées
=> Elles ont une cause endogène ou exogène
Bio mol :
Exemple de lésion de l’ADN ?
- Dépurination
- Désamination
- Produits chimiquement hautement réactifs
- Radiations UV
Bio mol :
Qu’est-ce que la dépurination (caractéristiques prévalence…) ?
- Modification chimique spontanée de l’ADN.
- Hydrolyse spontanée d’une base purique (A ou G) de l’ADN => donne squelette sucre-phosphate.
- Système qui touche jusqu’à 5 000 bases puriques/génome/jour
=> très fréquentes. - Création d’un site AB = abasique ou AP = apurique.
Bio mol :
Qu’est ce que la ésamination ?
- Réaction spontanée,
- Transforme cytosine en uracile ou adénine en hypoxanthine
- 100 bases/génome/jour (moins fréquentes que les dépurination).
Bio mol :
Définition de Hypoxanthine ?
Base azotée rarement retrouvée dans les AN mais décrite dans les ARNt
Bio mol :
Qu’est-ce que la formation de produits chimiquement hautement réactifs ?
=> L’ADN peut subir des altérations chimiques : l’intervention de produits exogènes ou endogènes peut provoquer des modifications non-spontanées :
* Des lésions oxydatives
* Des hydrolyses
* Des alkylations
* Des méthylations
* Des ponts ADN/ADN ou ADN/protéine
Bio mol :
Que provoquent les radiations UV au niveau de l’ADN ?
L’exposition aux UV peut favoriser :
* le pontage entre bases pyrimidiques adjacentes sur un même brin d’ADN.
* pontage entre ADN et protéines
Exemple : formation d’un dimère de thymine, ce qui bloque la réplication.
Bio mol :
Quelles sont les conséquence des liaison de l’ADN ?
Entraîne des modifications de la structure primaire:
* Blocage de la réplication quand dimère de thymine.
* Délétion d’un ou plusieurs nucléotides quand dépurination → cycle abasique.
* Substitution d’un nucléotide par un autre quand désamination.
Bio mol :
PAr heure et par génomes, combien de dimère de timine sont crée lors d’une exposition au solei ?
80 000
Bio mol :
Ordre de grandeur des modification chimique de la structure de l’ADN par rapport au mutation restante dans la durée ?
- Il existe des milliers de modifications chimiques de la structure de l’ADN/cellule/jour.
- Seules quelques mutations restent/cellule/année.
=> Système de réparation extrêmement performant.
Bio mol :
Qu’est ce qui permet la réparation de l’ADN lésé ?
Il existe 2 copies d’ADN, et l’erreur ne concerne qu’une copie en général ; l’information n’est donc jamais perdue, il reste toujours 1 copie normale.
Bio mol :
Combien d’étape comporte la réparation des modification chimique de l’ADN ?
3 :
1) Reconnaissance
2) Remplacement de l’ADN normal
3) Soudure
Bio mol :
Déroulé de la première étape de réparation des modification chimique de l’ADN ?
*Reconnaissance de la conformation particulière que prends l’anomalie et son excision.
* Intervention de protéines spécifiques du type d’anomalie dépendante du type de liaison chimique.
=> Cette première réaction donne sa spécificité à la réaction
Bio mol :
Déroulé de la deuxième étape de la réparation des modification chimique de l’ADN ?
- Remplacement par de l’ADN normal de la brèche formée
- Intervention des protéines classiques similaires quels que soit les mécanismes mis en jeux :
-ADN polymérases réplicatives ou réparatrices => doivent être pourvues d’une activité d’autocorrection sur épreuve
Bio mol :
Déroulé de la troisième étape de la réparation des modification chimique de l’ADN ?
Soudure qui recrée une liaison entre les deux fragments d’ADN => ADN ligase agit tout le temps
→ aspécifique du type d’anomalie
Bio mol :
Quel système intervient après dépurination ou désamination ?
Le système BER est impliqué dans la réparation de bases altérées => Base exision reparation (surement)
Bio mol :
Comment fonctionne le système BER ?
Passe par la création d’un site abasique :
*AP (apyrimidique ou apurique)
* AB (abasique)
Bio mol :
Combien de voies possible existent-il avec le système BER ?
2 voies possibles :
* Polymérase β : faible processivité, autocorrection, voie courte
* Polymérase δ/ε: haute processivité, voie plus large
Bio mol :
Combien d’étape comporte la réparation de l’ADN avec le système BER ?
4
Bio mol :
Première étape du mécanisme du système BER ?
Uracile ADN-glycosylase hydrolyse et élimine la base mal appariée, créant un site AB
Bio mol :
Deuxième étape du mécanisme du système BER ?
*AP endonucléase, activée par la présence du site abasique
* Ouverture de l’ADN en 5’ du site AB => coupe la liaison phosphodiester entre le site AB et le nucléotide en 5’
* Libération d’un résidu hydroxyle qui sera utilisé pour le remplacement.
Bio mol :
Troisième étape du mécanisme du système BER ?
- Voie courte: Polymérase β intervient
- Synthétise le nouveau nucléotide complémentaire à partir de l’extrémité OH disponible puis une autre nucléase (phosphodiestérase = dRPase)
Clive le nucléotide abasique.
=> Moins de 3 nucléotides modifiés - Voie plus longue: Polymérase δ/ε intervient
- Part de 3’OH pour synthétiser un brin complémentaire plus long tout en séparant le brin qui portait l’erreur.
- DNAse 4 (exonucléase) ou FLAP1 élimine le brin erroné flottant → FLAP
=> Utilisé pour un plus grand nombre de nucléotides.
Quatrième étape du mécanisme du système BER ?
ADN ligase recrée le pont phosphodiester → un seul brin continu
Bio mol :
Quand est utilisé le processus NER ?
= Nucléotide Exision Repair
* Processus le plus utilisé par la cellule:
- Nucléotides modifiés
- Addition
- Pontage entre thymine-pyrimidine adjacents, dans un même brin d’ADN(dimères de thymines), pontages covalents entre 2 brins d’ADN = pontages inter-brins
Bio mol :
Principe du fonctionnement du système NER ?
- Utilise le bras intact comme matrice pour remplacer le brin endommagé.
- Si les 2 brins d’ADN sont endommagés (pontages) => combinaison du système NER avec la synthèse translésionnelle et/ou la recombinaison homologue.
Bio mol :
Comment le système NER reconnait-il les lésions de l’ADN ?
- Dimères de thymine entraînent une distorsion de l’ADN au niveau du brin erroné.
- Système induit par XPC qui se fixe au niveau de l’ADN qui porte le dimère de thymine.
Bio mol :
Que se passe-t-il après la reconnaissance de la distorsion par le complexe protéique XPC (système NPR ± 1ère étape) ?
- Reconnait spécifiquement la distorsion (conformation anormale)
- Ouvre localement la double hélice
=> Activité hélicase que porte la protéine TFIIH permet l’ouverture locale de la double-hélice, sur environ 30 nucléotides
Bio mol :
Que se passe-t-il après l’ouverture de la double hélice par le complexe protéique XPC (système NPR ± 2ème étape) ?
- XPC est éliminé
- Remplacé par deux autres protéines XPA et RPA :
- XPA confirme l’existence de l’altération chimique et reconnaît le brin porteur de l’anomalie
- puis RPA se fixe sur le brin matrice.
Bio mol :
Que se passe-t-il après l’élimination du complexe protéique XPC (système NPR ± 3ème étape) ?
- Excision par 2 endonucléases qui agissent de part et d’autre du site anormal du dimère de thymine :
- XPG: 3’-endonucléase en 3’
- XPF: 5’-endonucléase en 5’.
- Coupent de part et d’autre de l’erreur et éliminent le fragment (environ 30 nucléotides) comportant l’erreur.
- Synthèse réparatrice qui fait intervenir le facteur de processivité PCNA et l’ADN polymérase δ/ε => combler la brèche en synthétisant un fragment d’ADN complémentaire normal
- Soudure qui fait intervenir une ADN ligase I. => On a alors un brin corrigé continu.
Bio mol :
Lors de l’intervention du système NER, toutes les enzymes sont spécialisées.
Vrai ou Faux ?
FAUX !
* Synthèse - soudure => toujours réalisées par les mêmes enzymes
* Reconnaissance excision= > intervention d’enzymes spécialisées.
Bio mol :
Qu’arrive-t-il lorsque les gènes qui codent pour les protéines qui interviennent dans le système NRE subissent des erreurs ?
- Entraîne une pathologie héréditaire grave
→ xéroderma pigmentosum : hypersensibilité à la lumière
→ Lié à une anomalie de réparation de l’ADN au niveau du pontage
→ Risque accru du cancer cutané due à la formation d’un dimère de thymine
Bio mol :
Quels sont les mécanisme de réparation intervenant s’il y a une coupure double brin si la coupure et franche et qu’il n’y a pas de perte de nucléotides ?
- Si la coupure est franche + pas de perte de nucléotides => complexe protéique à activité ligase : fixation au niveau de la brèche et recréation de la liaison phosphodiester
Bio mol :
Quel est le mécanisme de réparation intervenant s’il y a une coupure double brin si la coupure et franche et avec une perte de nucléotides ?
- Mécanisme de recombinaison avec une réparation basée sur recombinaison générale (avec système NER) => à partir du brin d’ADN complémentaire du chromosome homologue, utilisé comme matrice => permet de resynthétiser des brins corrigés : ici l’intervention seule de la ligase ne suffit pas.
Bio mol :
Quand intervient la réparation réplicative du brin matrice ?
Il intervient quand c’est le brin matrice (en réplication) qui est altéré
Bio mol :
Commet intervient la réparation réplicative du brin matrice ?
=> Système par recombinaison du brin parental homologue.
* Au niveau de la zone altérée, la polymérase s’arrête et reprend plus loin.
* Formation d’une brèche qui sera comblée par recombinaison du brin parental homologue sur le brin fils complémentaire du brin altéré.
Bio mol :
Dans quelle situation sont mises en place les polymérases translésionnelles à très faible fidélité ?
=> Le brin matrice est touché.
* Choix de l’organisme: mieux vaut accumuler des erreurs que de ne pas avoir d’ADN
/!\ Ne concerne que de très rares cas.
Bio mol :
Comment fonctionnent les polymérases translésionnelles à très faible fidélité ?
Quand la cellule ne peut plus rien faire d’autre, elle remplace l’ADN polymérase réplicative, qui se détache, synthétise des nucléotides au hasard en faisant des erreurs, passe la lésion, commet des erreurs mais permet la reprise de la synthèse.
