Bio Mol examen finale Réplication et Structure de gènes

Question 1

les nouveaux brins d’ADN sont synthétisés en utilisant les brins existants (brin 1) comme des matrices pour la formation des nouveaux brins (brin 2) complémentaires aux brins 1.

Answer 1

1. parentaux

2. fils

Question 2

• Le modèle d’appariement avec une matrice pouvait théoriquement
être produit par deux mécanismes différents:

Answer 2

– conservatif – les deux brins fils d’ADN forment un nouvel ADN double
brin et le duplex parental renvient intact

– semi-conservatif – les brins parentaux sont séparés définitivement et
chacun forme un nouveau duplex avec le brin fils auquel il s’apparie.

• Des preuves irréfutables du mécanisme semi-conservatif de la réplication
de l’ADN ont été rapportées par les expériences de M. Meselson et W. F.
Stahl

Question 3

La synthèse d’ADN a toujours lieu dans le sens

Answer 3

5’→3’

Question 4

En réalité, 5 types

d’enzymes participent à la réplication d’ADN:

Answer 4

l’ADN polymérase, 
la primase (ARN Pol), 
la ligase, 
l’hélicase 
et 
la topoisomérase

Question 5

Premièrement, l’ADN Pol a besoin d’un court brin d’ARN ou ADN préexistant, appelé ___, lié sur le brin matrice, pour commencer la synthèse d’une chaîne.

Answer 5

l’amorce (primer)

Question 6

À partir d’une
amorce appariée au brin matrice, l’ADN polymérase ajoute des désoxyribonucléotides au
groupement hydroxyle libre à l’extrémité ___ de l’amorce, en respectant la séquence du brin
matrice.

Answer 6

3’

Question 7

Le déroulement des brins parentaux d’ADN est assuré par
des 1 spécifiques et commence au niveau de segments uniques dans une molécule
d’ADN, appelés 2.

Answer 7

1. hélicases

2. origines de réplication

Question 8

Les séquences nucléotidiques des origines de réplication d’organismes différents varient considérablement, bien qu’elles contiennent généralement des séquences riches en ___.

Answer 8

A-T

Question 9

Un fois que les hélicases ont déroulé l’ADN parental au niveau d’un origine de réplication, une ARN polymérase spécialisée appelée ___ synthétise une courte amorce d’ARN complémentaire aux brins matrices déroulés.

Answer 9

primase

Question 10

L’amorce, toujours appariée à son brin d’ADN complémentaire est ensuite allongée (polymérisation) par une ___, formant ainsi un nouveau brin fils.

Answer 10

ADN polymérase

Question 11

• La région sur l’ADN où les protéines de la réplication se groupent pour réaliser la synthèse des brins fils est appelée 1.

Answer 11

1. fourche de réplication

Question 12

À mesure que la synthèse avance, la fourche de réplication et les protéines associées s’éloignent de l’origine vers l’extrémité 3’. Comme nous l’avons vu, le déroulement local de l’ADN double brin produit une contrainte de torsion qui est soulagée par l’activité de la ___.

Answer 12

topoisomérase I

Question 13

Pour que les ADN polymérases se déplacent le long du duplex d’ADN et le copient,
l’hélicase doit dérouler séquentiellement le duplex et la topoisomérase doit supprimer la
torsion qui se forme. Suite au déroulement et relâchement de la torsion, la
topoisomérase rattache les extrémités coupées grâce à son activité ___.

Answer 13

ligase

Question 14

La fourche de réplication rencontre deux problèmes résultant des propriétés de
l’ADNdb

Answer 14

– les deux brins du duplex parental d’ADN sont antiparallèles

– et les ADN polymérases (de même que les ARN polymérases) peuvent seulement
polymériser une nouvelle synthèse dans le sens 5’ vers 3’.

Question 15

La synthèse d’un des brins fils, appelé ___,
peut se dérouler de façon continue à partir d’une amorce unique d’ARN dans le sens 5’→3’, qui est le même sens que celui du déplacement de la fourche de réplication

Answer 15

brin précoce

Question 16

Le cas pour l’autre brin fils (___) est un peu plus complexe et nécessite quelques étapes de
plus pour assurer sa synthèse complète

Answer 16

brin tardif

Question 17

La croissance de ce brin tardif doit se synthétiser elle aussi dans le sens ___. La copie de son brin matrice doit se dérouler dans le sens inverse de celui de déplacement de la fourche de réplication

Answer 17

5’→3’ (Une cellule remédie au problème en synthétisant une nouvelle amorce à toutes les quelques centaines de bases environ sur le second brin parental, à mesure que le brin est exposé grâce au déroulement par l’hélicase)

Question 18

Chacune de ces amorces, appariée à son brin matrice, est allongée dans le sens 5’→3’, formant des fragments discontinus appelés ___. L’amorce d’ARN de chaque ___ est retirée puis remplacée par une chaîne d’ADN synthétisée à partir du ___ voisin situé en amont. Enfin une enzyme, l’ADN ligase réunit les fragments adjacents.

Answer 18

fragments d’Okazaki

Question 19

Le consensus général est que toutes les cellules procaryotes et eucaryotes utilisent un 1 de réplication de l’ADN. En autres mots, deux fourches de réplication s’assemblent au niveau d’un même origine et se déplacent dans un sens inverse, conduisant à la 2 des deux brins fils.

Answer 19

1. méchanisme bidirectionnel

2. croissance bidirectionnelle

Question 20

Un complexe protéique appelée __ se fixe à chaque origine et s’associe à d’autres protéines nécessaires pour charger des hélicases hexamériques cellulaires constituées de six monomères homologues

Answer 20

ORC (Complexe de Reconnaissance de l’Origine)

Question 21

Deux hélicases opposées séparent les brins parentaux au niveau
d’une origine et des protéines appelées ___ se fixent à l’ADN simple brin résultant. La fixation des ___
maintient la matrice dans une conformation uniforme optimale
(linéaire) pour qu’elle soit copiée par les ADN polymérases

Answer 21

RPA (protéine de réplicationA)

Question 22

La réplication de l’ADN cellulaire et d’autres événements conduisant à
la prolifération des cellules sont finement régulés. Le contrôle de
l’étape d’initiation est le mécanisme principal de régulation de la
réplication de l’ADN cellulaire. L’activité des hélicases, nécessaire à
l’initiation de la réplication d’ADN, est régulée par des protéines
kinases spécifiques appelées ___.

Answer 22

kinases dépendantes des cyclines (CDK)

Question 23

Au cours de l’interphase, lorsque les cellules ne se divisent pas, le matériel génétique
est organisé en un complexe nucléoprotéique appelé __

Answer 23

chromatine

Question 24

Les protéines les plus abondantes associées à l’ADN eucaryote sont les ___.
Ce sont une famille de petites protéines basiques présentes dans les noyaux de tous les eucaryotes.

Answer 24

histones

Question 25

Les cinq plus grands types d’histones sont
qui sont à leur tour chargés positivement (grâce à leur séquence en AA) pour interagir avec l’ADN chargé négativement (P).

Answer 25

H1, H2A, H2B, H3 et H4

Question 26

À des faibles concentrations saliens, et en absence de cations tel que Mg2+ quelle forme prend la chromatine?

Answer 26

pearl necklace

Question 27

Sous leur forme étirée, le collier est constitué d’ADN libre appelé 1 qui relie des structures en forme de perles appelées 2. Cette dernière structure constituée d’ADN et d’histones, possède un diamètre d’environ 10nm et sont les principales unités structurales de la chromatine.

Answer 27

1. ADN de liaison (ou ADN linker)

2. nucléosomes

Question 28

Un nucléosome est formé d’un cœur protéique avec de ___ enroulé à sa surface. Le cœur est un octamère en forme de disque contenant deux copies de
chacune des histones H2A, H2B, H3 et H4.

Answer 28

l’ADN

Question 29

Les nucléosomes de tous les eucaryotes contiennent 147 pb 1 enroulé en un peu moins de deux tours autour du cœur protéique.

La longueur de 2 est variable d’une espèce à l’autre et varie de 15 à 55 pb

Answer 29

1. d’ADN

2. l’ADN linker

Question 30

Quel est plus susceptible au digestion par les nucléases?

a. ADN de liaison
b. ADN enroulé autour du histone

Answer 30

a.ADN de liaison

Question 31

Si l’on effectue une digestion par des nucléases :

Answer 31

tout l’ADN de liaison peut être digéré, libérant les nucléosomes individuels avec l’ADN qui les entour

Question 32

Pourquoi on dit qu’un histone est octametrique?

Answer 32

Le cœur est un octamère en forme de disque contenant deux copies de
chacune des histones H2A, H2B, H3 et H4.

Question 33

Pourquoi est-ce que l’ADN va se lier automatiquement aux histones dans ton corps mais pas en vitro?

Answer 33

Il existe néanmoins, d’autres protéines nucléaires qui se fixent aux histones et les assemblent en nucléosomes.

Question 34

Dans les fibres condensés de chromatine de 30nm, on pense que les nucléosomes sont empaquetés
en une spirale irrégulière ou solénoïde, avec environ six nucléosomes par tour.

Cette conformation est possible grâce au ___ qui est liée à l’ADN à l’intérieur du solénoïde, avec une molécule ___
associée à chaque nucléosome.

Answer 34

H1

Question 35

Sauf pour quand les régions chromosomiques sont ___, la chromatine existe principalement sous la forme condensée d’une fibre de 30nm et en structures davantage repliées (collier de perles)

Answer 35

en cours de transcription

Question 36

Chacune des histones constituant le cœur du nucléosome contient une extrémité aminée flexible de
11 à 37 AA qu’on appelle la ___, qui s’étend à partir d’une structure fixe du
nucléosome. Ces ___ sont nécessaires à la chromatine pour se condenser à partir
de la conformation en collier de perles dans la fibre de 30nm.

Answer 36

queue d’histone

Question 37

Les AA de ces queues d’histones, en particulier H3 et H4, subissent des modifications covalentes par des enzymes cellulaires (1 et 2) qui agissent sur eux pour influencer la structure de la chromatine. Ces modifications changent les interactions histone-ADN et les interactions entre les nucléosomes et participent à la régulation de la transcription. Les gènes présents dans ces régions condensées et repliées dans la chromatine sont inaccessibles à l’ARN polymérase et aux autres protéines nécessaires à la transcription

Answer 37

1. acétylase,

2. méthylase

Question 38

Bien que les histones soient les protéines prédominantes dans les chromosomes, des protéines non
histones (___) sont également impliquées dans l’organisation de la structure
des chromosomes. La masse totale des histones associées à l’ADN dans la chromatine est quasi
égale à la masse d’ADN. La chromatine inter-phasique et les chromosomes métaphasiques
contiennent également d’autres types de protéines associées non histones.

Answer 38

FT(facteurs de transcription) et protéines de soutient

Question 39

De plus, on pense que des boucles d’une fibre de chromatine de
30nm longue de quelques mégabases, s’associent à une
1 flexible composée de protéines non
histones. Ces derniers éléments protéiques sont des 2 qui servent de soutien pour l’empaquetage de
l’ADN

Answer 39

1. armature chromosomique

2. protéines d’échafaudages

Question 40

chromatine :

Answer 40

ensemble de plusieurs histones avec l’ADN enroulés autour d’eux

Question 41

Dans le génome des eucaryotes, la majorité du code génétique ne codent aucune protéine. La grande partie de ces ADN non codants est constituée de séquences répétées. Parmi ces ADN non codants, nous retrouvons les gènes pour les ARNr, ARNt, miARN et quelques autres snRNA (small nuclear RNA) impliqués dans l’épissage de l’ARNm. Un autre type d’ADN non codant répété appelé 1 (interspread repeats) possède la capacité de se déplacer dans le génome. C’est pourquoi on les appelle des 2 d’ADN (ou 3).

Answer 41

1. courtes répétitions dispersées
2. éléments mobiles
3. éléments transposables

Question 42

Le processus par lequel les séquences d’éléments mobiles d’ADN sont copiées et insérées dans un nouveau site du génome est appelé :

Answer 42

transposition

Question 43

La transposition peut également avoir lieu dans une cellule 1 et 2.

Answer 43

germiale et somatique

Question 44

dans le cas du transposition dans des cellules somatiques, ce phénomène peut aboutir à une ___ par son intégration dans un gène fonctionnel.

Answer 44

mutation

Question 45

Il existe deux grandes catégories d’éléments mobiles

Answer 45

– ceux qui se transposent directement sous forme d’ADN (transposons d’ADN) (3% génome humain)

– ceux que se transposent par le biais d’un intermédiaire d’ARN transcrit à partir d’un élément mobile. Ce dernier
peut ensuite se convertir à nouveau en ADN double brin par un transcriptase inverse (rétrotransposons)
• LINE (21% génome humain)
• SINE (13% génome humain)

Question 46

Les transposons sont également appelés

Answer 46

des séquences d’insertion ou éléments IS (pour insertion sequence

Question 47

La transposition est un événement très rare . Un grand nombre de transpositions inactivent des gènes essentiels, tuant la cellule hôte et les transposons qu’elle abrite. Cependant, certains transposons s’intègrent dans des régions non essentielles du génome (non actif) ce qui permet la cellule de survivre.
• Les transposons peuvent également s’insérer dans des plasmides ou des virus non lytiques et peuvent être transférés dans d’autres cellules.

Answer 47

read that

Question 48

La structure générale des transposons consiste

Answer 48

– région codante incluant la transposase
– région répétée inversée (habituellement 50 pb) à chaque extrémité
– région répétée directe du site cible (habituellement 5-11 pb)

Question 49

La transposase remplit trois fonctions dans ce processus

Answer 49

– excise précisément le transposon de l’ADN donneur
– effectue des coupures décalées dans une courte séquence de l’ADN accepteur
– ligature des extrémités 3’ du transposon aux extrémités 5’ de l’ADN accepteur coupé

Question 50

• Suite à l’activité ligase 3’ de la transposase une
ADN polymérase de la cellule hôte remplit les
brèches simples brins, produisant les courtes
répétitions directes qui encadrent les éléments IS.
• En dernier, une ADN ligase réunit les extrémités
libres (c-à-d entre les extrémités 3’ de 1 et 5’ du 2)

Answer 50

1. l’ADN accepteur

2. transposons