BM7 - Mutations et réparation de l'ADN Flashcards
Les mutations peuvent-elles être bénéfiques?
Oui, elles sont moteurs de la diversité, d’une possible évolution. Le phénomène de mutation est une force évolutive. Elle doit être cependant combinée avec la sélection naturelle.
Nommer les deux principales sources d’erreurs lors de la réplication.
1) Le manque de fidélité dans la réplication : le plus souvent c’est l’incorporation d’une mauvaise forme tautomérique.
2) Lésions multiples de la double hélice : pertes de bases, réactions chimiques, radiations solaires. Ces lésions entraînent la rupture du squelette sucre-phosphate.
Les erreurs de réplication (manque de fidélité et lésions) sont-elles inévitables?
Oui. 😝🤘
Quelles sont les deux conséquences majeures des erreurs de réplication?
1) Une évolution permanente des séquences d’ADN : modification de la structure et de la régulation (donc parties non codantes de l’ADN) de gènes.
2) Modifications chimiques de l’ADN : inhibition des machineries de réplication et de transcription (ADN polymérase)
S’il y a altération de la machinerie de réplication, quelle composante est affectée?
Ce sont les cellules filles qui sont affectées. En effet, la machinerie de réplication est interpellée avant la mitose de la cellule. Si la réplication est mal faite, ce sera le résultat de la mitose (donc les deux cellules filles), qui seront touchées.
S’il y a altération de la machinerie de transcription, quelle peut être là conséquence?
L’incidence peut être immédiate, par exemple en stoppant l’expression d’un gène.
Afin d’obtenir une réplication parfaite, quels sont les deux défis pour la cellule?
1) En permenance elle doit surveiller l’intégrité de la cellule. Elle doit examiner minutieusement tout le génome pour rechercher les erreurs de réplication et les lésions chimiques.
2) Restaurer la molécule originale avec fidélité (pas toujours évident).
Quelles sont les trois erreurs de réplication possibles?
1) Les substitutions
2) Les insertions
3) Les délétions
Laquelle des erreurs de réplication est la plus fréquente?
La substitution
Il y a deux types de substitutions, quelles sont-elles? Laquelle est la plus fréquente?
1) La transition
2) La transversale
–> La plus fréquente est la transition, et elle est deux fois plus fréquente.
Qu’est ce que la transition, dans les erreurs de substitution? Par quoi est-elle causée?
C’est un changement de bases de la même famille. Ainsi, une purine est changée pour une purine (adénine - guanine) et une pyrimidine est changée pour une pyrimidine (cytosine - thymine). Elle est causée par une réaction chimique, par exemple un désamination.
Qu’est ce que la transversion, dans les erreurs de substitution? Par quoi est-elle causée?
C’est un changement de bases de deux familles différentes. Ainsi, une purine est changée pour une pyrimidine. Elle n’est pas causée par une réaction chimique, mais est causée par l’ajout ou le retrait d’un cycle aromatique.
Comment appelle-t-on une mutation qui n’affecte qu’un seul nucléotide?
Une mutation ponctuelle ou singleton
Les insertions et les délétions sont-elles fréquentes?
Oui. 🎆
Qu’est-ce qu’une délétion?
Le retrait d’une paire de base sur le double brin.
Quelles sont les conséquences d’une délétion?
Il y a décalage du cadre de lecture. Puisque les gènes codants se lisent par triplets, et que certains triplets codent pour le même acide aminé, l’erreur peut être neutre, ne faire donc aucun effet. Or, le décalage peut causer des codons stop precoces ou tardifs. La plupart du temps, les variants protéiques sont non-fonctionnels plutôt que fonctionnels.
Qu’est-ce qu’une insertion?
L’ajout d’une paire de base sur le double brin.
Quelles sont les conséquences d’une insertion?
Il y a décalage du cadre de lecture. Puisque les gènes codants se lisent par triplets, et que certains triplets codent pour le même acide aminé, l’erreur peut être neutre, ne faire donc aucun effet. Or, le décalage peut causer des codons stop precoces ou tardifs. La plupart du temps, les variants protéiques sont non-fonctionnels plutôt que fonctionnels.
Les conséquences des erreurs de délétion ou d’insertion sont-elles dépendantes de l’endroit où elles sont sur le double brin?
Oui, l’impact ne sera pas le même selon l’endroit. Il y a certains de ces endroits qui ne tolèrent aucune modification alors que d’autres les tolèrent davantage. Ces derniers sont des endroits (régions) qui changent (évoluent) plus vites que les autres. Cela implique donc que les taux de mutation selon l’endroit VARIENT.
Donner un exemple d’un endroit où les mutations sont plus fréquentes ainsi qu’une idée de l’ordre de grandeur.
Les microsatellites (ex: ATT ATT ATT ATT ATT ATT ATT) 10^-5 mutation / site / génération
Donner un exemple d’un endroit où les mutations sont moins fréquentes ainsi qu’une idée de l’ordre de grandeur.
Les séquences codantes
10^-8 à 10^-11 mutation / site / génération
Pourquoi les taux de mutation varient?
1) Car les gènes n’évoluent pas à la même vitesse
2) Car les différents types de mutations ne se produisent pas à la même vitesse
3) Les différentes parties d’un gène n’évoluent pas à la même vitesse (dépend facilité à répliquer et la force des contraintes sélectives)
4) Les contraintes sélectives peuvent varier dans le temps (par exemple : les contraintes environnementales)
À qui doit-on la diminution du taux d’erreur d’un facteur 100, et grâce à quel domaine?
L’ADN polymérase et son domaine 3’ exonucléase.
Quand, par rapport aux cycles cellulaires d’une cellule, doit-on absolument corriger les erreurs d’incorporation? Pourquoi?
Avant le prochain cycle cellulaire de la cellule, sinon le changement sera induit aux cellules filles, donc PERMANENT. (sauf s’il est délétère) En effet, dans la cellule fille, l’erreur sera maintenant considérée comme matrice, dirigera donc l’incorporation de son nucléotide complémentaire. Il n’y aura plus de mésaparriement (l’erreur ne sera plus considérée comme une erreur)
Vrai ou faux? Le système de réparation des mésaparriements doit corriger le nucléotide du brin matrice.
Faux. Il doit corriger le brin nouvellement synthétisé.
Quelle est l’ordre des composantes du système de réparation des mésaparriements?
MutS –> MutL –> MutH –> Hélicase –> Exonucléase –> ADN polymérase III –> Ligase
Quel est le rôle de MutS? Quelle est sa forme, lui permettant d’effectuer son rôle?
Elle reconnaît les distorsions du squelette sucre-phosphate causées par les bases mésappariées. C’est un dimère (deux sous-unités). Il y a deux sites de liaison à ATP (sur chacune des s.u.) qui permettent à l’enzyme de changer de conformation. Ce changement de conformation induit aussi un changement de conformation, mais chez l’ADN double brin (elle se courbe). Bref, son rôle n’est pas de réparer, mais de localiser et marquer.
Vrai ou faux? Quand il y a un mésappariement, la conformation spatiale de la double hélice est plus flexible.
Vrai
Quelles sont les deux enzymes que recrutent MutS?
1) MutL
2) MutH
Qu’à besoin de faire MutS pour recruter MutL et MutH?
Hydrolyser une molécule d’ATP.
À quoi sert MutL?
MutL, la deuxième composante du système de réparation (après MutS), active l’enzyme MutH.
Quel est le rôle de MutH?
Cette enzyme incisé le brin contenant le mauvais nucléotide = CÉSURE. C’est donc l’élément qui permet véritablement de démarrer la correction.
Où est l’incision faite par MutH sur le brin d’ADN?
Cette incision se fait AVANT le mésappariement sur le brin. Ce lieu est le site 5’ - GATC - 3’ non méthylé le plus proche du site de mésappariement, toujours AVANT celui-ci.
Après l’incision de MutH, quelle composante intervient? Quel est son rôle?
L’helicase spécifique (UvrD) est alors activée. Elle sépare les deux brins, du site incisé par MutH vers le mésaparriement (MutS).
Quelle composante intervient après l’hélicase UvrD? Quel est son rôle?
C’est une exonucléase 5’ vers 3’. Elle digère progressivement le simple brin au delà du mésaparriement.
L’hydrolyse de la première molécule d’ATP liée à MutS a permis de recruter MutL et MutH. À quoi sert la deuxième molécule d’ATP liée à MutS?
Une hydrolyse de la deuxième molécule d’ATP est effectuee afin de PROBABLEMENT permettre à MutS de se décrocher du site de mésaparriement.
Quelle enzyme intervient après l’exonucléase? Quel est son rôle et son lieu d’activité sur le brin?
C’est l’ADN polymérase III, et elle remplace le brin complémentaire. Le remplacement du brin a donc lieu entre le 5’ - GATC - 3’ et le site de mésappariement.
Quelle enzyme intervient à la suite de l’ADN polymérase III? Quel est son rôle?
C’est l’ADN ligase. Elle accroche l’extrémité 3’-OH au reste de la molécule d’ADN en synthétisant un pont phosphodiester.
Comment MutS reconnaît les distorsions du squelette sucre-phosphate causées par les bases mésappariées sur l’ADN nouvellement formé?
MutS reconnaît le brin nouvellement formé car le double brin est HÉMIMÉTHYLÉ juste après la réplication.
Expliquer le phénomène de l’hémméthylation du double brin nouvellement formé et de la biméthylation du double brin matrice.
Le double brin matrice est biméthylé, c’est-à-dire qu’il y a deux groupes méthyles sur chacun des brins. Ils se retrouvent sur les résidus d’adénine de la séquence 5’ - GATC - 3’. Lors de la réplication de l’ADN, seul le simple matrice possède des groupes méthyles, le nouveau brin ne les ayant pas encore reçu. C’est quelques minutes après la réplication que l’enzyme Méthylase Dam qui va ajouter les groupes méthyles sur le brin néosynthétisé.
5’ - GATC - 3’ est présente tous les combien nombre de bases?
La séquence est présente tous les 256 pb (=4^4).
Avant d’être recrutée et activée par MutS et MutL, MutH se lie à quel endroit?
MutH, inactivée, se lie aux sites hémmiméthylés sur le 5’ - GATC - 3’ non méthylé.
Le système MutS est associé à quel organisme?
E. coli.
Quelle exonucléase retire l’ADN si l’incision faite par MutH est en 5’ du mésappariement?
L’exonucléase VII 5’ vers 3’
