2. Organisation du génome chez les eucaryotes

Question 1

Quelles sont les deux grandes catégories de séquences répétées dans le génome eucaryote ?

Answer 1

• Répétitions en tandem
• Répétitions dispersées (ex: paralogues, qui résultent de duplications de gènes dispersées dans le génome)

Question 2

Que peut générer une duplication de gènes ?

Answer 2

Une duplication de gènes peut générer des pseudogènes (perte de fonction) ou des paralogues (gènes fonctionnels ayant des fonctions similaires ou distinctes).

Question 3

Quels sont les trois chemins évolutifs possibles pour des gènes dupliqués ?

Answer 3

• Pseudogénisation (perte de fonction),
• Paralogues : gènes issus de la duplication d’un gène ancestral au sein d’une même espèce. Ils peuvent évoluer pour conserver la même fonction, se spécialiser (sous-fonctionnalisation) ou acquérir de nouvelles fonctions (néo-fonctionnalisation).

Question 4

Quelle est la différence principale entre un paralogue et un orthologue ?

Answer 4

• Paralogues : duplication de gènes au sein d’une même espèce.
• Orthologues : spéciation, conservent une fonction similaire dans des espèces différentes.

Cette distinction est cruciale pour comprendre comment des gènes peuvent diverger dans une même espèce (paralogues) ou se conserver dans des espèces différentes (orthologues).

Question 5

Comment les paralogues acquièrent-ils des fonctions distinctes, et quel exemple illustre ce processus ?

Answer 5

Les paralogues évoluent pour remplir des fonctions distinctes souvent reliées mais non identiques.

Ex: la myoglobine et l’hémoglobine. Ces protéines transportent ou stockent l’oxygène, mais dans des contextes différents (tissus vs sang).

Question 6

Quelle est la similarité structurelle entre les gènes de globine, et qu’est-ce que cela révèle sur leur relation en tant que paralogues ?

Answer 6

Les gènes de paralogues sont généralement
très similaires entre eux.

Tous les gènes de globine ont une structure très similaire, ce qui souligne qu’ils proviennent de duplications.

Question 7

Quelle est la principale différence structurale entre la myoglobine et l’hémoglobine ?

Answer 7

La myoglobine est un monomère, adaptée au stockage d’oxygène dans les tissus, tandis que l’hémoglobine est un tétramère, spécialisée dans le transport de l’oxygène dans le sang.

Question 8

Comment l’expression des chaînes d’hémoglobine est-elle régulée pendant le développement ?

Answer 8

Les chaînes d’hémoglobine (α et β) sont exprimées différemment selon les stades de développement (exemple : sac vitellin, foie, moelle osseuse), pour répondre aux besoins spécifiques en oxygène.

Question 9

Comment les paralogues de globine ont-ils évolué ? Où se trouvent les gènes de globine dans le génome humain ? (pas important)

Answer 9

Les paralogues de globine ont évolué à partir de duplications ancestrales survenues au cours de l’évolution, créant des gènes distribués sur différents chromosomes.

Les gènes HBA1 et HBA2 (α-globine) sont sur le chromosome 16, HBB (β-globine) sur le chromosome 11, MB (myoglobine) sur le chromosome 22, CYGB sur le chromosome 17, et NGB sur le chromosome 14. (Sûrement pas à l’examen)

Question 10

Quel est l’impact des séquences répétitives dispersées sur l’évolution des génomes eucaryotes ?

Answer 10

Les séquences répétitives, comme les L1, peuvent provoquer des réarrangements chromosomiques par recombinaison homologue. Ces réarrangements peuvent persister s’ils ne nuisent pas à l’organisme.

Question 11

Pourquoi la structure des gènes de globine a-t-elle varié au fil du temps ?

Answer 11

La variation résulte de la réduction de la pression sélective, un effet de la redondance génétique.

Question 12

Quelles sont les conséquences pathologiques possibles des répétitions et des recombinaisons entre paralogues de globine ?

Answer 12

Les thalassémies (anémies) peuvent survenir, causées par une recombinaison incorrecte entre les gènes de globine, ce qui crée des gènes hybrides ou réduit l’expression des chaînes de globine.

Question 13

Qu’est-ce que le syndrome de Lepore, et comment se manifeste-t-il ? (pas important)

Answer 13

Le syndrome de Lepore est une forme de thalassémie causée par une recombinaison anormale entre les gènes de globine β et δ, conduisant à une anémie. Les symptômes incluent fatigue, faiblesse, pâleur, déformations osseuses et transport inefficace de l’oxygène.

Question 14

Combien de gènes de tRNA et de pseudogènes de tRNA existe-t-il chez l’humain et où se trouvent-ils ?

Answer 14

BEAUCOUP !

• Il y a environ 500 gènes de tRNA et 325 pseudogènes de tRNA chez l’humain.
• Ils sont répartis sur plusieurs chromosomes.
• Les gènes de tRNA sont organisés en cluster.

Question 15

Pourquoi les tRNA sont-ils considérés comme des séquences répétées dispersées et comment leur organisation et structure contribuent-elles à leur fonction ?

Answer 15

Les tRNA sont considérés comme des séquences répétées dispersées en raison de leur dispersion dans le génome et de leurs similitudes de séquence.

Ils adoptent une structure tridimensionnelle spécifique grâce à la complémentarité entre leurs bases, essentielle à leur rôle dans la traduction.

Question 16

Quel avantage sélectif peut expliquer le grand nombre de gènes de tRNA ?

Answer 16

Un grand nombre de gènes de tRNA garantit une disponibilité suffisante pour répondre aux besoins de traduction intensive dans les cellules.

Question 17

Pourquoi y aurait-il une pression sélective pour organiser les gènes de tRNA en clusters; en quoi ceci est avantageux?

Answer 17

L’organisation en clusters facilite la régulation coordonnée de leur expression, permettant une production rapide et efficace en réponse aux besoins cellulaires.

Question 18

Que sont les séquences répétées en tandem et comment sont-elles organisées ? (RAPPEL)

Answer 18

Les séquences répétées en tandem sont des groupes de gènes disposés en séries répétées, séparés par des séquences non transcrites. Les gènes sont arrangés de manière régulière, un à la suite de l’autre, ce qui les différencie des séquences répétées dispersées.

Question 19

Quels gènes sont organisés en répétitions en tandem et pourquoi ?

Answer 19

Les gènes codant pour les ARN ribosomaux (ARNr) sont organisés en tandem. Cela permet une production massive des ARNr, essentiels au fonctionnement des ribosomes, car ces gènes représentent 80-90 % de la masse totale d’ARN dans une cellule.

Question 20

Quelle est la composition et la fonction principale du ribosome ?

Answer 20

Le ribosome est composé d’ARN (structure et fonction) et de protéines. Il est responsable de la traduction des ARN messagers en protéines.

Question 21

Qu’est-ce que l’ADN ribosomal (rDNA) et comment est-il structuré ?

Answer 21

• L’ADN ribosomal contient les gènes codant pour les ARNr, organisés en unités transcriptionnelles. Chaque unité inclut des gènes (pour 18S et 28S), séparés par des espaces non transcrits.
• Chez l’humain, on trouve entre 300 et 400 copies de ces gènes réparties sur 5 chromosomes.
• Chez les mammifères l’unité transcriptionnelle est d’environ 13 kb et l’espaceur non-transcrit
  (untranscribed spacer) est 30 kb: chaque bloc compte donc plusieurs Mb.

Question 22

Comment se déroule la transcription de l’ARN ribosomal (ARNr) et quel est le rôle de l’ARN polymérase I ?

Answer 22

L’ARNr 45S est transcrit par l’ARN polymérase I (RNA pol I), puis il est matûré en ARN 18S, 5.8S et 28S au cours du processus de maturation.

Cette transcription se fait au niveau des unités transcriptionnelles, séparées par des espaces non transcrits.

Question 23

Quels sont les effets des répétitions directes dans les gènes de rDNA et leur lien avec le vieillissement ?

Answer 23

Les répétitions directes dans les gènes de rDNA peuvent entraîner la formation de cercles ribosomaux extra-chromosomiques (ERC), qui sont associés au vieillissement. Cela est dû à la perte de stabilité du rDNA, causée par des “cross-overs” entre les répétitions, et à la formation accrue d’ERC avec l’âge.

Question 24

Comment la surabondance des ERC cause-t-elle le vieillissement ?

Answer 24

La présence excessive d’ERC pourrait séquestrer des facteurs essentiels comme l’ARN polymérase III et d’autres composants impliqués dans la réplication de l’ADN, ce qui empêche leur fonction normale sur les autres régions chromosomiques, contribuant ainsi au vieillissement cellulaire.

Question 25

Quel est l'impact de la perte de la protéine Sir2 sur le vieillissement ? (pas important)

Answer 25

La perte de Sir2 entraîne un vieillissement accéléré, en raison de la décompaction de la chromatine et de la formation accrue d’ERC, ce qui favorise la perte de stabilité du rDNA et augmente les erreurs dans la transcription et la réplication.

Question 26

Quels sont les gènes qui montrent une organisation en tandem, en plus des gènes de rDNA ? Pourquoi est-il important que ces gènes soient organisés en tandem ?

Answer 26

- Synthèse des histones: réplication, phase S. Essentiel d’assembler des histones sur l’ADN. - Masse ADN/histone doit demeurer 1:1 sinon aggrégation non-spécifique. - Forte synthèse coordonnée sur courte période . - Même nombre de copies pour les 5 gènes: le nombre de chaque histone doit être coordonné. - Mammifères: environ 20 copies / gène. - Oursin de mer: 300-600 copies.

Question 27

Pourquoi les gènes répétés en tandem, comme le rDNA ou les gènes d’histones, sont-ils souvent identiques malgré leur grand nombre ?

Answer 27

Cela s'explique par des mécanismes de duplication et d’homogénéisation des gènes. Ces mécanismes corrigent les mutations dans les copies redondantes, préservant ainsi l'identité entre les répétitions en tandem pour maintenir leur fonctionnalité.

Question 28

Quels types de réarrangements peuvent être causés par un crossover ?

Answer 28

Un crossover normal échange des parties entre deux chromosomes. Un crossover inégal peut entraîner : - Une amplification génique sur un chromosome. - Une délétion ou contraction de séquences sur l’autre chromosome.

Question 29

Comment la conversion génique contribue-t-elle à l’homogénéisation des séquences répétées ?

Answer 29

La conversion génique utilise une copie intacte comme modèle pour corriger une brisure double-brin dans une autre copie. Ce processus conserve l'identité entre les séquences répétées et augmente en fréquence lorsque les séquences sont proches.

Question 30

Pourquoi les LINE1 et autres séquences répétitives accumulent-elles peu de mutations, malgré leur faible pression sélective ?

Answer 30

Les séquences LINE1 peuvent être inactivées ou réparées par des mécanismes comme la **conversion génique** ou la **recombinaison**. Ces processus limitent l’accumulation de mutations en corrigeant les erreurs en utilisant des séquences similaires comme modèles.

Question 31

Quel mécanisme pourrait favoriser l’inactivation des LINE1 dans le génome ?

Answer 31

La **méthylation** de l’ADN, combinée à la **répression transcriptionnelle** par des protéines comme Sir2, pourrait inhiber l’activité des séquences LINE1, réduisant leur impact dans le génome.

Question 32

Qu’est-ce que l’ADN satellite et quelles sont ses caractéristiques principales ?

Answer 32

L’ADN satellite est constitué de séquences simples et courtes répétées en tandem. Il est très abondant dans le génome humain (environ 3 %) et présente un fort polymorphisme, avec des variations dans le nombre de répétitions entre individus.

Question 33

Comment les répétitions simples dans l’ADN peuvent-elles se former ?

Answer 33

Elles se forment par glissement ou mauvais appariement lors de la réplication de l’ADN. Cela peut entraîner un arrêt, un réappariement incorrect et, après plusieurs cycles de réplication, une augmentation du nombre de répétitions.

Question 34

Pourquoi les séquences STR (short tandem repeats) sont-elles utiles en médecine légale ?

Answer 34

Les STR sont polymorphiques, ce qui permet de distinguer des individus en fonction du nombre de répétitions à des sites spécifiques. Elles sont utilisées pour analyser l’ADN trouvé dans des échantillons biologiques comme le sang, la salive, les poils, ou le sperme afin de relier un suspect à une scène de crime ou pour des tests de filiation.

Question 35

Comment les microsatellites sont-ils amplifiés pour les empreintes génétiques ?

Answer 35

L’ADN contenant des microsatellites est extrait et amplifié par PCR multiplex en utilisant des amorces spécifiques qui flanquent les régions répétées. La taille des fragments amplifiés varie en fonction du nombre de répétitions, permettant leur identification par électrophorèse.

Question 36

Qu’est-ce que le système CODIS, et pourquoi est-il utilisé pour l’identification génétique ?

Answer 36

Le système CODIS (Combined DNA Index System) analyse 13 loci STR pour établir des empreintes génétiques. Il est utilisé dans plusieurs pays, car la probabilité que deux individus partagent le même profil génétique sur ces loci est extrêmement faible (environ 1,7 x 10⁻¹⁵).

Question 37

Quelles sont les maladies associées aux expansions de triplets nucléotidiques ?

Answer 37

- **Poly-glutamine (polyQ) :** maladie de Huntington, ataxies spinocérébelleuses (SCA), etc. - **Non-polyQ :** syndrome de l’X fragile, ataxie de Friedreich, dystrophie myotonique de type 1, etc.

Question 38

Quelle est la différence entre les maladies dues à des expansions polyQ et non-polyQ ?

Answer 38

Les maladies polyQ résultent d’expansions de répétitions CAG codant pour la glutamine, tandis que les maladies non-polyQ sont causées par d’autres codons répétés (CGG, GAA, CTG, etc.) affectant différents mécanismes moléculaires.

Question 39

Quelles sont les caractéristiques de la maladie de Huntington ?

Answer 39

La maladie de Huntington est causée par une expansion de triplets CAG dans le gène HTT, entraînant la mort de cellules cérébrales. Elle se manifeste par des troubles de l’humeur, des problèmes cognitifs, des mouvements incontrôlés, et progresse jusqu’à la mort en 15-20 ans après le diagnostic.

Question 40

À quel seuil de répétitions une maladie d’expansion de triplets est-elle déclenchée ?

Answer 40

Lorsque le nombre de répétitions dépasse un certain seuil (variable selon la maladie), la pathologie est déclenchée. Ex: dans la maladie de Huntington, le seuil pathologique est généralement supérieur à 36 répétitions de CAG.

Question 41

Comment l'expansion de poly-glutamine (CAG) dans la protéine Huntingtin conduit-elle à la maladie de Huntington ?

Answer 41

L'expansion de répétitions CAG dans le gène codant pour la protéine Huntington (>35 répétitions) entraîne la formation d'inclusions nucléaires de fragments de Huntingtin dans les neurones. Ces agrégats causent des dysfonctions neuronales, menant à la dégénérescence des neurones et aux symptômes caractéristiques de la maladie de Huntington.

Question 42

Quel est le rôle du centromère dans la division cellulaire ?

Answer 42

Le centromère est une région du chromosome qui permet l’attachement des chromatides sœurs au fuseau mitotique via le kinétochore, assurant une distribution fidèle des chromosomes aux cellules filles lors de la mitose.

Question 43

Vrai ou Faux ? La séquence du centromère ne varie pas selon les espèces.

Answer 43

Faux. La séquence du centromère varie selon les espèces. Ex : - Drosophile et humain : centromère basé sur des répétitions alpha-satellites (171 pb) et défini par la structure de l’hétérochromatine.

Question 44

Quel est le rôle des télomères dans les chromosomes ?

Answer 44

Les télomères protègent les extrémités des chromosomes en empêchant leur reconnaissance comme des bris d’ADN. Ils contiennent des séquences répétées simples et un "overhang" simple-brin, permettant le recrutement de protéines de protection.

Question 45

Qu'arrive-t-il aux télomères à chaque division cellulaire ?

Answer 45

À chaque cycle de réplication, la polymérase ne peut pas répliquer complètement l’extrémité 3’ simple-brin en raison de l’**end-replication problem**. Cela conduit au raccourcissement progressif des télomères.

Question 46

Quels sont les risques associés au raccourcissement des télomères ?

Answer 46

Si les télomères deviennent trop courts, ils ne protègent plus les extrémités des chromosomes, ce qui peut entraîner une instabilité chromosomique et le vieillissement cellulaire ou des maladies.

Question 47

En quoi la structure de la chromatine au niveau des centromères et des télomères est-elle importante ?

Answer 47

Au centromère, l’incorporation du **variant d’histone CENP-A** est essentielle pour la formation du kinétochore. Aux télomères, l’hétérochromatine aide à protéger les extrémités des chromosomes et à éviter leur réparation incorrecte.

Question 48

Quelles sont les conséquences du raccourcissement des télomères sur la cellule ?

Answer 48

Lorsque les télomères deviennent trop courts, ils ne protègent plus les extrémités des chromosomes, ce qui est perçu comme des bris d’ADN. Cela active des cascades de signalisation qui arrêtent le cycle cellulaire, entraînant la sénescence ou l’apoptose.

Question 49

Que se passe-t-il si les télomères déprotégés ne sont pas réparés ?

Answer 49

Les chromosomes peuvent subir des fusions bout-à-bout, formant des ponts chromosomiques durant la mitose. Cela entraîne des cycles de bris, fusion et ponts (BFB), provoquant une instabilité génomique pouvant conduire à la mort cellulaire ou au développement de cancers.

Question 50

Quel rôle joue la télomérase dans la protection des télomères ?

Answer 50

La télomérase est une nucléoproteine: contient un ARN et une activité réverse transcriptase. La télomérase ajoute des répétitions télomériques aux télomères courts en utilisant son ARN comme matrice. Cela empêche le raccourcissement excessif des télomères, évitant la sénescence et prolongeant la capacité réplicative des cellules.

Question 51

Dans quels types de cellules la télomérase est-elle active ?

Answer 51

La télomérase est active dans les cellules germinales (production de spermatozoïdes et ovules) et dans la majorité des cellules cancéreuses, leur conférant un potentiel réplicatif infini en contournant le raccourcissement des télomères.

Question 52

Pourquoi l'activation de la télomérase peut-elle être bénéfique dans certains cas et dangereuse dans d’autres ?

Answer 52

La télomérase prévient le vieillissement prématuré en prolongeant la vie des cellules, mais son activation incontrôlée dans les cellules somatiques peut favoriser l’immortalité des cellules cancéreuses, contribuant à la progression tumorale.

Question 53

Comment l’activation de la télomérase permet-elle aux cellules cancéreuses de se multiplier indéfiniment ?

Answer 53

L’activation de la télomérase dans les cellules cancéreuses maintient la longueur des télomères, leur permettant d’échapper à la sénescence et à la crise mitotique (M1 et M2). Cela favorise leur prolifération incontrôlée et contribue au développement tumoral. Environ 90 % des cancers expriment anormalement la télomérase.

Question 54

Quelles sont les principales caractéristiques du génome mitochondrial ?

Answer 54

La transmission se fait par le cytoplasme de l’ovule (héritage maternel). Plusieurs gènes essentiels à la fonction mitochondriale sont codés par le génome nucléaire après migration au cours de l'évolution. Rappel sur l'origine des mitochondries : Les mitochondries proviendraient de bactéries procaroyotes endosymbiotiques qui ont été englouties par une cellule eucaryote ancestrale. Cette origine explique leur génome propre.

Question 55

Pourquoi l’organisation de l’ADN dans le noyau est-elle nécessaire ?

Answer 55

L’ADN humain (~ 2 mètres par cellule) doit être compacté pour tenir dans un noyau de quelques microns de diamètre. Cette organisation évite les répulsions électrostatiques dues à la charge négative de l’ADN et permet la régulation fonctionnelle de l’ADN via la formation de chromatine.

Question 56

Comment l’ADN est-il compacté dans le noyau ?

Answer 56

L’ADN s’enroule autour des histones pour former des nucléosomes, qui s’organisent ensuite en fibres de chromatine de 30 nm. Cette structure est essentielle pour réguler la transcription et d’autres fonctions de l’ADN. La chromatine permet de compacter l’ADN dans un petit espace, tout en rendant l’ADN accessible aux enzymes et protéines nécessaires à la transcription, la réplication, et la réparation.

Question 57

Comment l’ADN est-il empaqueté dans le noyau pour former la chromatine ?

Answer 57

L’ADN s’enroule autour d’un octamère d’histones (deux copies de H2A, H2B, H3 et H4) pour former des nucléosomes. Chaque nucléosome contient **146 paires de bases enroulées et est séparé par environ 54 paires de bases de linker DNA**. Cette organisation crée un "collier de perles" visible au microscope électronique.

Question 58

Quel est le rôle des histones dans la structure de la chromatine ?

Answer 58

Les histones, riches en lysine et arginine (chargées positivement), interagissent avec l’ADN chargé négativement pour neutraliser les charges et compacter l’ADN. Elles jouent également un rôle clé dans la régulation des fonctions de l’ADN

Question 59

Pourquoi les histones sont-elles extrêmement conservées au cours de l’évolution ?

Answer 59

La séquence des histones, comme H3, est presque identique de la levure à l’humain, soulignant leur importance essentielle dans la régulation de l’ADN. De nombreux résidus conservés sont des cibles de modifications post-traductionnelles qui influencent la fonction de la chromatine.

Question 60

Vrai ou Faux ? Il y a beaucoup d’histones libres dans la cellules.

Answer 60

Faux. Les histones sont généralement en complexe avec des protéines appelées “chaperones d’histone” pour éviter l’aggrégation.

Question 61

Quelle est la structure tridimensionnelle d’un nucléosome ?

Answer 61

Un nucléosome est composé d’un octamère d’histones : - Deux dimères H2A-H2B. - Un tétramère H3-H4, qui est plus stable que les dimères H2A-H2B. L’ADN s’enroule autour de cet octamère de manière stable, formant l’unité de base de la chromatine.

Question 62

Nomme quelques variants d’histone.

Answer 62

- H3.1 - H3.2 - H3.3 - H3 CENP-A - H2A.X - H2A.Z - macroH2A **Remarque :** Il n’y a pas de variants connus pour H4, et peu de variants bien caractérisés pour H2B chez l’humain.

Question 63

Vrai ou Faux ? Les variants d’histones influencent les fonctions de la chromatine.

Answer 63

Vrai. Par exemple la transcription et la formation du centromère.

Question 64

Qu’est-ce que la fibre de 30 nm de chromatine et pourquoi est-elle importante ?

Answer 64

La fibre de 30 nm est le 2ᵉ niveau d’organisation de la chromatine, formée par la compaction des nucléosomes ("collier de perles") grâce à l’histone H1. Elle contient environ 6 nucléosomes par tour et joue un rôle clé dans la régulation de la condensation de l’ADN.

Question 65

Quel est le rôle de l’histone H1 dans la stabilisation de la chromatine condensée ?

Answer 65

- L’histone H1 lie l’ADN à la sortie et à l’entrée des nucléosomes, rendant la structure plus compacte et rigide. - Elle neutralise également les charges de l’ADN linker, favorisant la formation de fibres de chromatine (comme la fibre de 30 nm). - Elle aide à la condensation in vitro et pourrait avoir des rôles similaires in vivo.

Question 66

Pourquoi les histones sont-elles critiques dans l’organisation de l’ADN ?

Answer 66

Les histones permettent la compaction de l’ADN, favorisent la régulation des fonctions génétiques, et certains de leurs variants jouent des rôles spécialisés dans la réparation de l’ADN, la transcription, et la division cellulaire.

Question 67

Qu’est-ce que les boucles de chromatine et quelle est leur fonction ?

Answer 67

Les fibres de chromatine forment des boucles d’ADN de 60 000 à 200 000 pb. À la base des boucles se trouvent des protéines spécifiques qui influencent leur formation et leur régulation, facilitant l’accès à l’ADN pour la transcription et d'autres fonctions.

Question 68

Quelles protéines remplacent les histones dans les spermatozoïdes et pourquoi ? (pas important)

Answer 68

Les protamines remplacent les histones dans les spermatozoïdes pour permettre une condensation extrême de l'ADN dans la tête des spermatozoïdes, ce qui protège le matériel génétique et pourrait supprimer certaines marques épigénétiques pour la fécondation.

Question 69

Que sont les "territoires chromosomiques" dans le noyau cellulaire ?

Answer 69

Les chromosomes occupent des territoires distincts et non aléatoires dans le noyau des cellules. Ces territoires sont séparés par des domaines inter-chromatine (ICD) et permettent une organisation fonctionnelle de l’ADN.

Question 70

Où se positionnent les gènes au sein des territoires chromosomiques ?

Answer 70

Les gènes se trouvent souvent à la surface des territoires chromosomiques, dans des régions décondensées, favorisant leur accessibilité pour la transcription.

Question 71

Pourquoi les chromosomes sont-ils organisés en territoires distincts ?

Answer 71

Cette organisation évite l’enchevêtrement entre chromosomes et facilite les processus de transcription, de réplication, et de réparation en maintenant une structure fonctionnelle dans le noyau.

Question 72

Quel rôle joue la formation de boucles dans l’expression des gènes ?

Answer 72

Les boucles permettent de rapprocher physiquement les régions régulatrices (comme les enhancers) des promoteurs des gènes, augmentant ainsi l’efficacité de la transcription.

Question 73

Comment sont structurés les territoires chromosomiques dans le noyau ?

Answer 73

Les territoires chromosomiques (CT) sont composés de domaines plus petits (1 Mb et 100 kb) traversés par le compartiment inter-chromatine (IC), qui agit comme un réseau **poreux** facilitant l’accès aux facteurs de transcription et l’export des ARNm.

Question 74

Quelle est la relation entre l’organisation radiale des chromosomes et leur contenu en gènes ?

Answer 74

Les chromosomes riches en gènes et de petite taille ont tendance à se localiser au centre du noyau, tandis que ceux pauvres en gènes occupent une position plus périphérique.

Question 75

Comment la périphérie du noyau influence-t-elle l'organisation des régions chromosomiques chez la levure et les mammifères ? (pas important)

Answer 75

Chez la levure, des séquences spécifiques interagissent avec des facteurs de transcription et le pore nucléaire, ce qui facilite l'export des mRNA des gènes actifs. Chez les mammifères, certaines séquences spécifiques (LAS, lamin-associated sequences) interagissent avec la lamina et d'autres facteurs, ce qui est associé à la répression de l'expression génique.

Question 76

Quelles sont les fonctions des corps nucléaires dans le noyau ?

Answer 76

Les corps nucléaires sont des structures dynamiques impliquées dans diverses fonctions, comme : - La régulation de la chromatine. - Le regroupement de protéines ou d’ARN spécifiques. - L’augmentation de la concentration locale de facteurs pour faciliter les processus biologiques.

Question 77

Quels sont les avantages fonctionnels des corps nucléaires ?

Answer 77

Ils permettent de regrouper des séquences et des facteurs spécifiques en un même endroit dans le noyau, favorisant le partage des facteurs entre différents gènes ou loci, tout en augmentant leur concentration locale pour optimiser leur efficacité.

Question 78

Pourquoi les régions actives en transcription se trouvent-elles souvent dans le compartiment inter-chromatine ?

Answer 78

Le compartiment inter-chromatine est accessible aux facteurs de transcription, facilitant leur interaction avec les régions décondensées de l’ADN et l’export des ARNm produits.

Question 79

Qu'est-ce que la séparation de phase et comment se manifeste-t-elle au sein des cellules ? (pas important)

Answer 79

La séparation de phase est un processus par lequel des molécules (protéines, ARN, etc.) forment des compartiments sans membranes, dynamiques et stables (comme de l'huile dans de l'eau). Les interactions moléculaires maintiennent ces structures, et ce phénomène est réversible et régulé. Plusieurs corps nucléaires montrent des propriétés suggérant qu'ils sont formés par séparation de phase, bien que leurs fonctions exactes ne soient pas encore parfaitement comprises.

Question 80

Quel rôle joue le nucléole dans le noyau ?

Answer 80

Le nucléole organise les gènes rDNA, regroupe les loci codant les rRNA, et est responsable de l'assemblage des ribosomes (RNA + protéines). Sa taille et son activité dépendent de la demande en ribosomes, diminuant pendant la division cellulaire.

Question 81

Comment les interactions entre régions chromosomiques et corps nucléaires influencent-elles leur positionnement dans le noyau ?

Answer 81

Les régions chromosomiques peuvent être associées à des corps nucléaires spécifiques (comme le nucléole), influençant leur **positionnement radial** dans le noyau (pas fixe). Ces interactions contribuent à l'organisation fonctionnelle du génome.

Question 82

En quoi le positionnement des chromosomes dans le noyau peut-il influencer les translocations ?

Answer 82

La proximité physique entre loci chromosomiques favorise les translocations récurrentes, souvent dues à des recombinaisons non-homologues ou homologues en cas de bris d’ADN.

Question 83

Quel est le lien entre l’organisation nucléaire et les translocations chromosomiques ?

Answer 83

Les loci proches dans le noyau ont une probabilité plus élevée de subir des translocations, car leur proximité facilite la ligation incorrecte lors de la réparation de bris double-brin.

Question 84

Les corps nucléaires sont-ils dynamiques ?

Answer 84

Oui. Formation et dissolution selon les conditions cellulaires.

Question 85

Vrai ou Faux ? Il y a un seul nucléole par noyau.

Answer 85

Faux. Il peut y avoir plusieurs nucléoles par noyau. Le nucléole occupe une fraction significative de l’espace nucléaire et est formé via séparation de phase

Question 86

Lorsque la demande en protéines diminue, que se passe-t-il au nucléole ?

Answer 86

Le nucléole regroupe plusieurs loci encodant les rRNA. L’assemblage des ribosomes (RNA+protéines) se produit dans le nucléole. Si les nucléoles disparaissent: moins de ribosomes produits.

Question 87

Pourquoi les loci MYC et IGH sont-ils impliqués dans les translocations récurrentes du lymphome de Burkitt ? (pas important)

Answer 87

Les analyses FISH montrent que les loci MYC et IGH sont fréquemment proches dans le noyau, ce qui augmente les chances de translocations récurrentes, contrairement à des contrôles négatifs comme MYC

Question 88

Qu'est-ce que la technique "Chromosome Conformation Capture" (3C) et à quoi sert-elle ? (pas important)

Answer 88

La technique 3C permet de fixer les régions chromosomiques proches dans le noyau à l'aide de formaldéhyde, suivie d'une digestion enzymatique et d'une ligation. Elle identifie les loci proches en utilisant la PCR ou le séquençage.

Question 89

Comment la méthode Hi-C améliore-t-elle l'analyse de la conformation chromosomique ? (pas important)

Answer 89

La méthode Hi-C couplée au séquençage à haut débit permet d'analyser l'ensemble des interactions chromosomiques dans le noyau, pour comprendre comment la conformation change selon les conditions (maladies, stress, etc.).

Question 90

Quel est l'intérêt d'étudier la conformation des chromosomes avec 3C et Hi-C ? (pas important)

Answer 90

Ces techniques permettent de déduire la structure in vivo des chromosomes, d'identifier des interactions importantes entre loci, et d'étudier l'impact des changements de conformation sur les processus biologiques et pathologiques.