Final - Recombinaison non homologue Flashcards
De quoi est responsable la recombinaison site spécifique?
L’intégration de certains bactériophages dans le génome bactérien.
De quoi est dépendante la recombinaison site spécifique?
Courtes séquences (homologues) spécifiques dans l’ADN du phage et de la bactérie
Vrai ou faux : L’enzyme impliquée dans cette recombinaison est spécifique pour cette paire de séquences seulement.
Vrai.
Quelles sont les propriétés mécaniques clés que la recombinaison site-spécifique et la transposition ont en commun? (3)
- Recombinases reconnaissent séquences spécifiques des molécules d’ADN au niveau desquelles la recombinaison a lieu;
- Recombinases mettent en contact sites spécifiques et forment un complexe ADN-protéine : complexe synaptique;
- Dans ce complexe, Recombinase catalyse la cassure et la réunion des molécules d’ADN, soit pour inverser, soit pour déplacer un segment d’ADN vers un nouveau site.
Quels sont les types de réarrangements possibles? (3) Comment est-ce que le choix est fait?
- Insertion d’un segment d’ADN;
- Délétion d’un segment d’ADN;
- Inversion d’un segment d’ADN.
(Le choix dépend de l’organisation des sites de reconnaissance de la recombinase et des molécules qui participent à la recombinaison.)
Vrai ou faux : il faut plusieurs recombinases pour l’entièreté des étapes.
Faux, une seule recombinase est responsable de toutes les étapes.
Comment est-ce que la recombinase trouve son site de recombinaison?
Site de recombinaison = paire de séquences positionnées de façon symétrique (séquence d’ADN est la même si on la lit dans un sens ou dans l’autre).
La courte région centrale asymétrique se trouve entre les 2 séquences symétriques, et c’est dans cette région que l’enzyme fait les coupures nécessaires pour permettre à 2 molécules d’ADN de s’échanger des segments.
Pourquoi est-ce que la recombinaison est régulée fortement?
Pour réduire le risque d’introduire des cassures dans l’ADN ou de réarranger des segments d’ADN non intentionnellement.
Que faut-il pour qu’une inversion (un segment d’ADN est inversé dans la même molécule) ait lieu?
Les sites de recombinaison sont en orientation inversée. La recombinase reconnait ça et agit sur eux pour faire pivoter le segment central asymétrique d’ADN et inverser son orientation.
Que faut-il pour qu’une délétion (retrait d’un segment d’ADN) ait lieu?
La recombinase reconnait les 2 sites de reconnaissance sur la même molécule d’ADN et excise le segment (région centrale), ce qui résulte en la fusion des segments répétés symétrique.
Que faut-il pour qu’une insertion (un segment d’ADN est inséré entre deux autres) ait lieu?
La recombinase reconnait les sites de recombinaison sur deux molécules différentes d’ADN et facilite l’insertion du segment asymétrique dans l’autre molécule entre les 2 segments symétriques.
Quels sont les types de recombinases spécifiques de site? (2)
- Recombinases à tyrosine;
- Recombinases à sérine.
Quel est un aspect fondamental qui est présent dans le mécanisme des deux types de recombinases.
Lorsqu’elles coupent l’ADN, un intermédiaire covalent est créé ADN-protéine est généré.
Quel est le mode d’action des recombinases à tyrosine?
- La chaîne latérale de la tyrosine (située au site actif) attaque une liaison phosphodiester spécifique dans le site de recombinaison.
- La coupure monocaténaire produite dans l’ADN permet une liaison covalente entre la tyrosine et le phosphate du site coupé.
Vrai ou faux : le mode d’action de la recombinase à sérine est le même que celui de la recombinase à tyrosine.
Faux.
Vrai ou faux : l’intermédiaire covalent ADN-protéine conserve l’énergie de la liaison phosphodiester.
Vrai. Il l’utilise ensuite pour faire le lien entre les 2 molécules d’ADN.
Comment est-ce que la coupure de l’ADN est refermée?
Un groupement OH de l’ADN coupé attaque la liaison covalente protéine-ADN
Pourquoi est-ce que la recombinaison site-spécifique est dite comme étant conservative?
Car chaque liaison de l’ADN coupé pendant la réaction est refermée par la recombinase. (sans apport d’énergie nécessaire)
Vrai ou faux : De l’énergie externe n’est pas nécessaire pour couper et ligaturer l’ADN.
Vrai. Aucune énergie n’est nécessaire.
Où est-ce que la recombinaison site-spécifique a lieu?
Entre 2 sites de recombinaison
Combien de liens doivent être coupés et ligaturés dans une recombinaison site-spécifique? Pourquoi ?
Chaque site de recombinaison est constitué d’ADN bicaténaire, donc quatre brins d’ADN doivent être coupés puis ligaturés pour engendrer l’ADN recombiné.
Quelle est la différence du mode d’action des deux types de recombinases?
- Tyrosine: coupent et ligaturent 2 brins, et ensuite les deux autres;
- Sérine: coupent les 4 brins avant l’échange.
Quelles sont les étapes de la recombinaison catalysée par une recombinase à tyrosine? (3)
Assumant que les 2 ADN bicaténaires sont placés parallèlement, et que les recombinases sont R1 et R2 pour le 1e chromosome, et R3 et R4 pour le 2e.
1) Les sous-unités R1 et R3 coupent chacune un segment d’ADN (lien entre R et ADN : 3’P-tyrosine)
2) Les 2 groupements 5’-OH des sites de coupures attaquent la liaison ADN-protéine de L’autre molécule d’ADN : structure de Holliday
3) Les deux premières étapes sont répétées, mais avec R2 et R4 (sur brins complémentaire).
Quelles sont les étapes de la recombinaison catalysée par une recombinase à sérine? (3)
Assumant que les 2 ADN bicaténaires sont placés parallèlement, et que les recombinases sont R1 et R2 pour le 1e chromosome, et R3 et R4 pour le 2e.
1) Les 4 brins d’ADN sont coupés par R1, R2 et R3, R4. Les coupures des deux brins d’une même molécule sont décalées de deux bases. (lien entre R et ADN : 5’P-sérine)
2) Les segments sont échangés entre les deux ADN bicaténaires, afin de permettre la recombinaison.
3) Les groupements 3’-OH (contrairement à 5’-OH avec tyrosine) des sites de coupures attaquent la liaison ADN-protéine de l’autre molécule.
C’est quoi une jonction Holliday ? Est-elle présente dans la recombinaison ? Si oui, elle est catalysée par quelle recombinase?
Une jonction Holliday est lorsque deux segments se croisent
La recombinase à tyrosine est celle qui forme une jonction Holliday.
Après l’attaque des groupements 5’-OH sur les intermédiaires ADN-protéine, la formation d’un « X » est observée. Après la dernière étape, la jonction disparait.
Pourquoi est-ce que le bactériophage lambda offre un exemple classique d’une recombinaison de type site spécifique?
C’est parce que ce bactériophage “insère” son ADN dans un site spécifique du génome d’une bactérie, par recombinaison lors du cycle lysogène.
Ensuite, lorsque le cycle lytique est initié, il y a “délétion” de cet ADN de bactériophage dans le même site spécifique pour le libérer du génome bactérien et former les phages.
Quels sont les deux cycles de réplication du bactériophage lambda ?
La réplication peut se faire selon 2 cycles:
- Mode lytique : réplication virale et lyse cellulaire ;
- Mode lysogène : Intégration du génome viral dans l’ADN de la bactérie.
Dans le cycle lysogène, quels sont les éléments nécessaires pour faire la recombinaison? (3)
- ADN ligase;
- Intégrase (recombinase à tyrosine);
- Facteur IHF (integration host factor).
Quelles sont les étapes du cycle lysogène? (2)
1) Le site attP (phage) reconnaît le site attB (bactérie). Le site O, qui est15 nucléotides de long, est commun dans les deux sites et est nécessaire pour l’échange des deux brins.
2) L’intégrase fait une coupure simple brin dans les séquences POP’ et BOB’, ce qui forme une structure de Holliday. Le croisement formé migre de 7 nucléotides avant que l’intégrase coupe.
Dans le cycle lytique, quels sont les éléments nécessaires pour faire la recombinaison? (3)
- Intégrase;
- Facteur IHF (integration host factor);
- Excisionase.
Dans les deux types de cycles (lytique et lysogène), quel est le type d’intégrase?
L’intégrase est une recombinase à tyrosine.
Les salmonelles sont en mesure de synthétiser deux types de flagelles, et cela est grâce à la recombinaison site-spécifique. Expliquez ce phénomène. Qu’est-ce qui dicte le type de flagelle?
Le type de flagelle est médié par l’inversion de l’ADN qui précède les gènes codant pour H2 et rH1 (régresser de H1).
Une certaine orientation permet la transcription de H2 et rH1, ce qui inhibe H1 (donc flagelle = type 2).
Une autre orientation permet la transcription de H1, dû au fait que H2 et rH1 sont loin (donc flagelle = type 1).
Pourquoi la Salmonelle alterne-t-elle entre les flagelles H1 et H2?
Pour échapper au système immunitaire de l’hôte et augmenter sa survie.
Qu’est-ce que l’invertase et quel est son rôle chez la Salmonelle?
L’invertase est une enzyme qui “inverse” un segment d’ADN chez la Salmonelle, alternant l’expression des flagelles H1 et H2.
Comment l’orientation d’ADN affecte-t-elle l’expression des flagelles?
L’orientation détermine le promoteur actif, contrôlant ainsi quel type de flagelle est exprimé.
Vrai ou faux : le génome est statique.
Faux, il est possible de le réorganiser, provoquant ainsi des différences significatives entre les génomes de deux individus au niveau moléculaire.
Que sont les transposons?
Morceaux d’ADN capables de se déplacer dans le génome. Ils sont autonomes et ne requièrent pas d’homologie avec le donneur.
Que peuvent provoquer les transposons? (4)
- L’inactivation/activation de gènes;
- Le transfert de nouvelles séquences;
- Des réarrangements génomiques (inversion, délétion, translocation);
- Introduire des mutations.
Que causent les transposons? (3)
- Ils créent de nouvelles séquences;
- Ils changent la fonction de différentes séquences;
- Ils sont un facteur majeur d’évolution.
Les éléments transposables sont présents dans tous les génomes, mais à de différentes fréquences. Entre la levure et l’humain, qui a plus de séquences dérivées de transposons?
L’humain.
Vrai ou faux : les réarrangements dûs à la recombinaison des transposons peut être léthale pour l’organisme.
Vrai.
Quelle est la différence du mécanisme des transposons entre les séquences répétées inversées et les séquences répétées directes?
- Répétées inversées: inversion du segment d’ADN compris entre les deux sites;
- Répétées directes: délétion.
Quelles sont les éléments dans les transposons chez les bactéries? (2)
IS et TN.
Quelles sont les caractéristiques des transposons chez les eucaryotes? (2)
- Ressemblent aux éléments bactériens;
- Rétrotransposons (intermédiaire ARN).
Vrai ou faux: les transposons provoquent un développement évolutif à court terme, et une variation de l’expression phénotypique à long terme.
Faux, c’est l’inverse (variation expression phénotypique = court terme, développement évolutif = long terme).
Pourquoi est-ce que la transposition est aussi nommée « recombinaison illégitime » ?
Il n’y a aucune homologie entre les séquences du transposon et de l’hôte. Contrairement à la recombinaison homologue, la transposition est un phénomène relativement peu efficace.
Pour que la transposition fonctionne, quelles sont les caractéristiques communes des transposons? (3)
- Transposons ont des extrémités répétées inversées;
- Ils codent pour leur propre transposase;
- Ils génèrent par le mécanisme de transposition une répétition directe des séquences de l’hôte au site d’intégration.
Quels sont les trois types d’éléments transposables chez les bactéries? (3)
- Éléments d’insertion (IS): élément simples constitués de répétitions inversées et d’un ou deux gènes nécessaires à leur transposition;
- Transposons (Tn-A): éléments transposables qui contiennent des répétitions inversées, des gènes de transposition et des gènes non-reliés à la transposition;
- Transposons composés (Tn10, Tn5): séquence d’ADN variable, flanquée d’éléments IS à chaque extrémité.
