Ch 18: Mutation et correction d'ADN Flashcards Preview

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Flashcards in Ch 18: Mutation et correction d'ADN Deck (25):
1

INTRODUCTION

La mutation est un changement héréditaire dans le matériel génétique.

Les mutations peuvent être bénéfiques ou nocives.

Du fait que les mutations peuvent être nocives, les organismes ont développé des façons de réparer l’ADN.

Du côté positif les mutations sont le fondement des changements évolutionnaires dont une espèce a besoin pour s’adapter aux changements dans leur environnement
-Quand une espèce survi, ce n’était pas par exprès, c’est le mutation qui permet la survi

Du côté négative les mutations peuvent causé les maladies
-Les mutations permet aux virus de survivre
-Les mutations provoquent l’apparition de maladies?

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Effets des mutations sur les gènes

3 types de mutations

1. mutations Chromosomiques: changements dans le structure du chromosome

2. mutations génomiques: changements dans le nombre de chromosomes

3. mutations géniques: Changement dans la séquence d’un gène

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Mutations de gènes et changement de séquence d’ADN d’un gène

Une mutation ponctuelle est un changement dans une paire de base
-Elle peut impliquer la substitution de base
-Une transition
--Changement d’une pyrimidine à une autre pyrimidine (au même groupe de bases) ou purine par purine
-Une transversion
--Changement de pyrimidine à une purine ou vice-versa
-Transition sont plus fréquente que les transversion

Les mutations peuvent aussi impliquer les additions ou les délétions de séquences courtes d’ADN

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Effet sur la séquence codante

Nomenclature dépendante de l’effet sur la séquence du polypeptide
-Mutations silencieuses
--Aucun effet sur l’acide aminé utilisé

-Mutations faux-sens
--Change un acide aminé et change le protéine (fonction peut être affecté)
--Mutation neutre aucun effet observé, l’aa remplacé a les même propriétés que l’autre

-Mutations non-sens
--codon stop est intégré  protéine non complet

-Mutation de cadre de lecture
--on ajoute ou on enlève un base déphasage, décalage du cadre de lecture protéine complètement mal
tableau 18.1

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Effet des mutations sur le phénotype

Mutations dans le coeur du promoteur peut changer le niveau d’expression génique.
--mutations activatrices, augmentent l’expression. Les mutations inhibitrices diminuent l’expression

D’autres mutations non-codantes importantes sont dans la Table 18.2** à savoir

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Effets sur le génotype

Plusieurs termes génétiques sont introduits pour décrire les effets moléculaires des mutations.
-Type-sauvage
--Allèle prédominant dans une population
--Pour certains gènes il y a plusieurs allèles (ex couleurs des yeux)

---Mutation directe (forward)
----Le changement d’un génotype sauvage à un autre géntoype
----Bénéfique, néfaste, ou neutre
---Mutation réverse (réversion)
----Le changement d’un type non- sauvage à un type sauvage

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Effets sur le phénotype

Les mutations sont souvent caractérisées par leur différentes habilités à influencer la survie

Mutations nocives:
-diminuer la chance de survie et succès de reproduction
-Mutation létale est le plus grave

Mutations bénéfiques
-Augment chances de survie et reproduction

Quelques mutations sont: conditionnelles
-Ont un effet seulement sous certaines conditions
--Ex) température

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Une seconde mutation peut des fois inverser les effets de la première mutation.

Sont appelée: mutations suppressives ou suppresseurs

-Suppresseurs Intragénique
--Dans le même gène que la première mutation

-Suppresseurs Intergéniques
--Dans un gène différent du premier où la première mutation a eu lieu.

Table 18.3** à savoir

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Les mutations peuvent avoir lieu dans les cellules germinales et les cellules somatiques

Les généticiens classifient les cellules animales en 2 groupes

Les cellules germinales
-Cellules qui donnent lieu aux gamètes.

Les cellules somatiques
-Toutes les autre cellules

Les mutations des cellules germinales sont celles qui ont lieu directement dans l’ovule ou le spermatozoïde, ou dans une cellule précurseur. (Figure 18.1a)

Les mutations somatiques sont celles qui ont lieu directement dans une cellules du corps, ou dans l’une de ces précurseurs. (Figure 18.1b)

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Mutations spontanées et mutations induites

Mutations Spontanées
-Causées par des anomalies dans les processus cellulaires et biologiques.
-Des erreurs dans la réplication d’ADN

Mutations Induites
-Causées par les agents environnementaux, qui altèrent la structure de l’ADN.
-Ils sont appelés mutagènes

Table 18.4

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Mutations induites et mutagènes

1. Les mutagènes sont souvent impliqués dans le développement des cancers humains.

2. Les mutagènes peuvent causer les mutations de gènes qui peuvent avoir des effets nocifs sur les générations futures.

Les agents mutagènes peuvent être physiques ou chimiques.
Table 18.6** à savoir

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Les mutagènes altèrent la structure d’ADN de différentes manières

Les mutagènes chimiques

1. modificateurs de base
-Certains modifient de façon covalente la structure de base
-D’autres pertubent l’appariement de bases en les alcalinisant

2. Les agents intercalants
-Interfèrent directement avec le processus de réplication

3. Les analogues de bases
-Incorporés dans l’ADN et pertubent la structure
--Certains subissent la tautomérisatoin à un taux élevé

Les radiations peuvent endommager l’ADN
-Rayons X, rayons gamma, radiations ionisantes, lumière UV
fig 18.2 Mis-appariement de bases modifiées par l’acide nitrique

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Les agents Intercalants

Les agents Intercalants s’intercalent dans la double hélice
-Causent la distorsion dans la structure hélicale
-Quand l’ADN contenant ces mutagènes est répliqué, le brin fille peut contenir des additions de bases et/ou délétions résultant du décalage de cadre de lecture

Exemples:
-Colorant d’Acridine
-Proflavine

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Analogues de Bases

Analogues de Bases: s’incorporent dans le brin fille durant la réplication
-exemple, 5-bromouracil est un analogue de thymine.
-Il peut être incorporé dans l’ADN à la place de la thymine

fig 18.3

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Les mutagènes physiques sont de 2 types:

1. radiations ionisantes
2. radiations non-ionisantes

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Radiations ionisantes

Incluent rayons X et rayons gamma

Courtes longueurs d’ondes et haute énergie

Peuvent pénétrer profondément dans les molécules biologiques

Créent des molécules chimiquement réactives appelées radicaux libres

Peuvent causer:
-Délétions de bases, bases oxydées, coupure dans un seul brin d’ADN (coupure monocaténaire), cross- linkage, cassure des chromosomes.

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Radiations Non-ionisantes

Incluent lumière UV

Ont moins d’énergie

Ne pénètrent pas profondément dans les molécules biologiques

Causent la formation de dimères de thymine cross-linkés

Les dimères de Thymine peuvent causer des mutations quand le brin d’ADN est répliqué

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Taux et fréquence de mutation

Le taux de mutation est la probabilité qu’un gêne va être altéré par une nouvelle mutation.
-Exprimé en nombre de nouvelles mutations dans un gène donné par génération de cellule
-Compris entre 10(-5) et 10(-9) par génération
--Humains ajoutent 100-200 nouvelles mutations/génération

Le taux de mutation pour un gène donné n’est pas constant
-Il peut augmenter sous l’action de mutagènes

Le taux de mutation varie substantiellement entre les espèces et même entre différentes souches de la même espèce.

La fréquence de mutation pour un gène donné est le nombre de gènes mutants divisé par le nombre total de gènes dans une population
-Si 1 million de bactéries étaient étalées sur une plaque et 10 étaient mutants
--La fréquence de mutations serait de 1 dans 100 000 ou 10(-5)

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Réparation d'ADN

Dans la mesure où la plupart des mutations sont nocives, le système de réparation de l’ADN est vital pour la survie des organismes.
-Les cellules vivantes contiennent différentes système de réparation pour corriger différents types d’altération d’ADN

Dans la plupart des cas, la réparation d’ADN est un processus à différentes étapes
1) Détection de l’irrégularité dans la structure
2) Élimination de l’ADN anormal
3) Synthèse d’un ADN normal
Table 18.7** imp à savoir

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Les bases endommagées peuvent être réparées directement

Dans quelques cas, les modifications covalentes des nucléotides peuvent être reversées par des enzymes spécifiques.

-Photolyase répare les dimères de thymine (Figure 18.4a)

-Alkyl transférase répare les bases alkyles (Figure 18.4b)

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Réparation par excision de bases

Réparation par excision de base (BER) implique la catégorie des enzymes qui sont connus comme des ADN N-glycosylases
-Ces enzymes reconnaissent une base anormale et cassent les liens entre elle et le sucre dans l’ADN

Dépendamment des espèces, ces systèmes de réparations peuvent éliminer des bases anormales tel:
-Uracile; dimères de Thymine
-3-méthyladénine; 7-méthylguanine

Figure 18.5

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Réparation par Excision de Nucléotides

Un important processus général pour la réparation d’ADN est la réparation par excision de nucléotide (nucleotide excision repair) (NER)

Ce type de système peut réparer
-Dimères de thymine et les bases chimiquement midifiés
-Bases manquantes et quelques cross-linkages

NER est trouvé chez tous les eucaryotes et les procaryotes.
-Cependant le mécanisme est mieux compris chez les procaryotes

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Réparation par Excision de Nucléotides chez E.coli

Chez E. coli, le système NER présente 4 protéines clefs.
-Elles sont désignées UvrA, UvrB, UvrC et UvrD
--Leur nom vient de Ultraviolet light repair des dimères pyrimidines
---Elles sont importantes dans la réparation chimique des ADN endommagés

UvrA, B, C, et D reconnaissent et enlèvent les courts ségments endommagés

L’ADN polymérase et ligase finissent le travail de réparation.

Figure 18.16

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Systèmes de réparation des mis-appareillement des bases

Une base mis-appareillée est une autre anomalie de l’ADN.

La structure de l’ADN double hélice obéit aux règles d’appareillement des bases AT/GC
-Cependant, durant la réplication d’ADN, une base incorrecte est ajoutée dans le brin en croissance par accident

L’ADN polymérase a une habilité 3’ - 5’ à corriger (relecture) et à détecter les bases mis-appareillées et les fixer.

Si la relecture ne marche pas, le système de réparation de mis-appareillement entre en jeu. Ces systèmes se trouvent partout.

Un aspect important de ces systèmes est qu’il est spécifique au brin nouvellement formé.

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Systèmes de réparation des mis-appareillement des bases
chez E.coli

Chez E. coli, 3 protéines, MutL, MutH et MutS détectent le mis-appareillement et dirigent sa séparation à partir du brin nouvellement formé.
-Les protéines sont nommées comme cela car leur absence mène à de plus haut taux de mutation que la normale

fig 18.7 Réparation de mis-appareillement dirigé par le groupement methyle chez E. coli

on dépasse tjrs la région muté