5b. Recombinaison illégitime, transposition

Question 1

Transposons

Answer 1

Des morceaux d’ADN capables de se déplacer dans le génome. Ils sont autonomes et ne requièrent pas d’homologie avec le donneur

Question 2

Les transposons peuvent provoquer quoi? (5)

Answer 2

1. L’inactivation/activation de gènes
2. Le transfert de nouvelles séquences
3. Des réarrangements génomiques
4. Inversion, délétion, translocation
5. Introduire des mutations

(variation de l’expression phénotypique à court terme)

Question 3

Contrairement, les transposons peuvent (3)

Answer 3

1. Ils créent de nouvelles séquences
2. Ils changent la fonction de différentes séquences
3. Ils sont un facteur majeur d’évolution

(développent évolutif à long terme)

Question 4

La recombinaison des transposons dans le génome provoque quoi?

Answer 4

Des réarrangements importants dans l’ADN (délétions, des inversions et des réarrangements)

Question 5

Les réarrangements peuvent-ils etre létaux pour la cellule?

Answer 5

Oui

Question 6

Les séquences répétées inversées provoquent quoi?

Answer 6

L’inversion du segment d’ADN compris entre les 2 sites alors que les séquences répétées directes provoquent sa délétion

Question 7

Transposase

Answer 7

Chaque transposon code pour sa propre transposase qui lui permet de s’insérer dans l’ADN de l’hote

Question 8

Autre nom pour transposition

Answer 8

Recombinaison illégitime car il n’y a aucune homologie entre les séquences du transposon et de l’hôte

Question 9

La transpotion est-elle un phénomène efficace?

Answer 9

Non. Relativement peu efficace

Question 10

Quels changement importants la transposition peut apporter dans l’ADN de l’hote? (6)

Answer 10

1. Mutations phénotypiques qui activent ou inactivent certains gènes
2. Inversions
3. Délétions
4. Translocation
5. Transfert de nouvelles séquences

Question 11

Le processus de la transposition montre les caractéristiques communes suivantes (3)

Answer 11

1. Les transposons ont des extrémités répétées inversées
2. Ils codent pour leur propre transposase
3. Ils génèrent par le mécanisme de transposition une répétition directe des séquences de l’hôte au site d’intégration

Question 12

3 types d’éléments transposables chez les bactéries

Answer 12

1. Éléments d’insertion (IS)
2. Transposons (Tn-A)
3. Transposons composés (Tn10, Tn5)

Question 13

Éléments d’insertion

Answer 13

• Éléments simples constitués de répétitions inversées et d’un ou deux gènes nécessaires à leur transposition
• Leurs insertions provoquent une duplication dans la séquence de l’hôte

Question 14

Transposons (Tn-A)

Answer 14

Éléments transposables qui contiennent des répétitions inversées, des gènes de transposition et des gènes non-reliés à la transposition (ex: résistance aux antibiotiques)

Question 15

Transposons composés (Tn10, Tn5)

Answer 15

Séquence d’ADN variable, flanquée d’éléments IS à chaque extrémité

Question 16

Qu’est-ce qu’on pourra observer dans les cellules filles lorsqu’un plasmide qui contient un transposon est introduit dans une cellule qui contient un plasmide exempt de transposon?

Answer 16

1. On pourra retrouver le transposon sur les deux plasmides
2. La transposition peut être réplicative, non-réplicative ou conservative

Question 17

Transposition réplicative

Answer 17

Crée une copie du transposon qui s’insère à un site de l’hôte. Dans ce cas, le site donneur reste inchangé et par conséquent, le donneur et la cible contiennent maintenant une copie du transposon.

Question 18

Transposition non-réplicative

Answer 18

Le transposon s’excise du site donneur, existe sous forme autonome, avant de s’intégrer à un nouveau site. Le site original est donc brisé, ce qui est létal pour la cellule à moins qu’il ne soit réparé.

Question 19

Transposition conservative

Answer 19

Implique le mouvement du transposon du site donneur vers le site receveur, sans perte ni gain de nucléotides. L’excision et l’intégration sont couplées.

Question 20

Transposition par le mécanisme de « coupé-collé » (non-réplicatif)

Answer 20

Le mécanisme implique l’excision du transposon de son site initial et son intégration dans un nouveau site

Question 21

Mécanisme coupé-collé (7)

Answer 21

1. La transposase se lie aux répétitions terminales du transposon et en rapproche les extrémités formant un complexe stable
2. L’ADN du site d’insertion initial montre une coupure bicaténaire, en résultat de l’excision du transposon
3. La transposase coupe en premier un des brins à l’extrémité du transposon (3’OH), exactement à la jonction entre l’ADN du transposon et l’ADN de l’hôte dans lequel il est inséré
4. Après l’excision du transposon, les extrémités 3’OH attaquent des liaisons phosphodiester de l’ADN du nouveau site d’intégration
5. L’ADN du transposon est lié de façon covalente à l’ADN du site cible
6. Les deux extrémités 3’OH attaquent simultanément l’ADN cible
7. Les sites d’attaque sont séparés par quelques nucléotides, ce qui crée de courtes duplications du site cible qui encadrent le transposon

Question 22

3 mécanismes de coupure de brins non transférés

Answer 22

1. Une enzyme autre que la transposase est utilisée
2. La transposase catalyse l’attaque de l’un des brins de l’ADN sur l’autre brin, pour former un intermédiaire en épingle à cheveux aux deux extrémités du transposon. Les deux extrémités sont ensuite hydrolysées par la transposase
3. Le transposon Hermes utilise un mécanisme dans lequel l’ordre des coupures est différent. Les épingles à cheveux sont formés dans l’ADN du site d’insertion et non aux extrémités du transposon

Question 23

Mécanisme d’intégration des transposons non-réplicatifs (2)

Answer 23

1. La transposase catalyse l’attaque de l’extrémité 3’OH sur une liaison phosphodiester au site d’intégration
2. La coupure engendrée permet la ligastion de l’extrémité 3’OH dans l’ADN cible

Question 24

Qu’est-ce qu’un intermédiaire du mécanisme de la transposition?

Answer 24

Une molécule qui contient les deux génomes liés de façon covalente dans un co- intégrat

Question 25

Une recombinaison homologue site-spécifique au niveau des séquences du transposon permet quoi?

Answer 25

La résolution de la structure et la libération des 2 génomes

Question 26

Mécanisme de la transposition réplicative (4)

Answer 26

1. Une coupure cohésive est effectuée dans l'ADN cible et des coupures simple-brins aux deux-extrémités du transposon sont générées 2. Les extrémités libres ainsi générées sont liées, ce qui crée une fourche de réplication aux deux extrémités du transposon 3. Le transposon est alors répliqué, ce qui forme un co-intégrat 4. Le co-intégrat est résolu par recombinaison homologue site- spécifique entre les deux copies du transposon, ce qui génère deux plasmides qui contiennent chacun une copie du transposon. La recombinaison est effectuée par la résolvase, qui est codé par le transposon

Question 27

Résumé du mécanisme de la transposition réplicative (4)

Answer 27

1. Initiation de la transposition et coupure des brins 2. Échange des brins et réplication 3. Recombinaison homologue 4. Résolution

Question 28

Régulation de la transposition (3)

Answer 28

1. Des mutations dans les extrémités inversées ne sont pas tolérées 2. Régulation du déplacement des transposons 3. Facteurs cellulaires (polymérase, méthylase, girase etc)

Question 29

Régulation du déplacement des transposons (4)

Answer 29

1. IS codent une transposase et des facteurs qui inhibent le mouvement 2. TN10 contient deux promoteurs qui se chevauchent. Méthylation du promoteur 3. TN5 produit deux protéines « identiques » dont une est inhibitrice 4. TN-A produit un répresseur

Question 30

Organisation génomique des trois classes d’éléments transposables chez les eucaryotes (3)

Answer 30

1. Transposon ADN. L’élément contient les terminaisons répétées inversées et les gènes propres à sa transposition. 2. Rétroposon de type viral. L’élément contient deux extrémités répétées (LTR) qui flanquent la région contenant les gènes nécessaires à la rétrotransposition. Entre autres, une transcriptase inverse et une intégrase. 3. Rétroposon poly-A. L’élément est terminé par des séquences non-traduites (UTR). Il code deux gènes: une enzyme se liant à l’ARNm, et une enzyme présentant une activité transcriptase inverse et endonucléase.

Question 31

Rétrotransposon chez les eucaryotes

Answer 31

Transposon qui nécessite un intermédiaire ARN pour leur transposition

Question 32

Les rétro transposons peuvent avoir quoi? (2)

Answer 32

Soit 1. Un cycle extracellulaire et se transposer entre les cellules (Ex: les rétrovirus) 2. Avoir un cycle intracellulaire et être confinés dans une cellule

Question 33

Comment le rétrotransposon s'intègrer a l'ADN cible? (3)

Answer 33

1. Le rétrotransposon présent dans l'ADN de l'hôte est d'abord transcrit en ARN 2. L'ARN est alors réverse transcrit en ADN par une enzyme codée par le transposon, la réverse transcriptase 3. L'ADN double-brin qui en résulte peut alors s'intégrer au hasard dans l'ADN de l'hôte

Question 34

Mécanisme de transposition des rétrotransposons de type viral (4)

Answer 34

1. À partir d’un provirus (ADN chromosomique) intégré dans le chromosome de l’hôte, il y a transcription d’un ARN viral 2. L’ARN est ensuite copié en ADN double-brin par la réverse transcriptase 3. Au moyen de l’intégrase, les extrémités du rétrotransposon sont coupées (perte d’un dinucléotide) en laissant une extension 5’ 4. Les extrémités 3’ réagissent alors avec l’ADN chromosomique et le transfert des brins se produit. Les brèches sont réparées et ligaturées

Question 35

Exemple d’éléments rétroposons poly-A (2)

Answer 35

Les éléments LINE et SINE

Question 36

Les éléments LINE (3)

Answer 36

1. Terminés par des séquences non-traduites (UTR) et des enzymes qui permettent leur transposition 2. Leur transposition est autonome 3. Ils fournissent également les protéines nécessaires à la transposition des éléments SINE

Question 37

Les éléments SINE (2)

Answer 37

1. Sont des éléments non-autonomes 2. Les régions cis critiques de ces éléments sont 1- leur promoteur qui permet leur transcription et 2- leur séquence poly-A qui sert à leur intégration dans l’ADN cible

Question 38

Mécanisme de rétrotrasnposition d’un élément poly-A par transcription inverse amorcée par la cible (6)

Answer 38

1. Une ARN polymérase cellulaire transcrit la séquence du rétroposon 2. L’ARN est traduit et les protéines résultantes se lient à l’extrémité 3’ de leur propre ARN 3. Le complexe se lie à une région riche en T dans l’ADN de l’hôte 4. Les protéines coupent l’ADN cible. La région poly-A de l’ARN s’hybride à la région riche en T de l’ADN formant un hybride ADN-ARN. 5. L’extrémité 3’-OH libre de l’ADN au site de coupure sert d’amorce à la transcriptase inverse qui réplique l’ARN en une copie d’ADN. Ceci génère le premier brin d’ADNc. 6. Il y a synthèse du deuxième brin d’ADN. Réparation et ligature de l’ADN pour finaliser l’intégration de l’élément rétroposon dans l’ADN cible.

Question 39

Caractéristiques du mécanisme général de la recombinaison V(D)J (6)

Answer 39

1. Les gènes codant les anticorps sont composés de segments de gènes qui sont assemblés par une série de réaménagements de l’ADN spécifique de séquence 2. Les chaînes légères des anticorps sont construites à partir des domaines V, J et C 3. La région du gène contient environ 300 segments codant différentes versions de la région protéique V, 4 segments J et 1 segment C 4. Par recombinaison, plus de 1,200 variants de la chaîne légère peuvent être produits 5. De même, la région génomique codant la chaîne lourde peut générer plus de 4,800 protéines différentes par recombinaison des domaines V, D, J et C 6. Les chaînes lourdes et légères sont ensuite assemblées pour augmenter encore plus l’hétérogénéité

Question 40

Étapes impliquées dans la production de la chaîne légère d’une molécule d’anticorps (3)

Answer 40

1. Organisation génomique d’une partie de l’ADN codant une chaîne légère chez les cellules n’ayant pas effectuées la recombinaison V(D)J (cellules de la lignée germinale) 2. La recombinaison entre deux segments de gène spécifiques (V3 et J3) a eu lieu pendant le développement d’une cellule B. C’est seulement l’un des nombreux réarrangements qui peuvent se dérouler dans les différents cellules pré-B. Le locus recombiné est ensuite transcrit en ARNm, épissé puis traduit pour générer la chaîne légère 3. Schéma de la région génomique encore plus complexe codant pour les chaînes lourdes des immunoglobulines

Question 41

Séquence signal de recombinaison

Answer 41

Sont adjacentes aux segments de gène qui sont assemblés par recombinaison V(D)J

Question 42

Les séquences signal de recombinaison (RSS) ont en commun deux motifs de séquence fortement conserves. Lequels?

Answer 42

L'un est composé de 7 pb (7-mer) et l’autre de 9 pb (9-mer) Ils sont reconnus par recombinases

Question 43

2 classes de RSS

Answer 43

1. Les motifs sont séparés par une séquence de 12 pb 2. Ils sont séparés par une séquence de 23 pb

Question 44

La recombinaison se produit entre deux séquences signal ayant...

Answer 44

Pour l’une, l’espacement de 12 pb, et, pour l’autre, l’espacement de 23 pb. Ces paires de RSS sont organisées en répétitions inversées jointes aux segments d’ADN destinés à être réunis.

Question 45

Mécanisme de recombinaison V(D)J (6)

Answer 45

1. Les coupures se déroulent selon un mécanisme similaire à celui de l’excision d’un transposon 2. Les recombinases introduisent des coupures monocaténaires aux extrémités des séquences signal de recombinaison, ce qui crée des extrémités 3’-OH libres 3. Chaque 3’-OH libre attaque alors le brin opposé pour former un intermédiaire en épingle à cheveux 4. Les structures en épingles à cheveux sont ensuite hydrolysées puis ligaturées pour former un ensemble codant entre les régions V et J 5. Les deux extrémités portant les séquences signal de recombinaison sont également ligaturées ce qui forme une jonction signal 6. La première molécule subit des recombinaisons ultérieures alors que l’autre est éliminée