Cours 10: ADN Flashcards
1
Q
Nombre de cellules chez l’humain?
A
3.2 X 10^13
2
Q
Nombre de nucléotides dans l’humain?
A
3.3 milliards
3
Q
Quels sont les fonctions de l’ADN (3)?
A
- Porteur d’information génétique
- Rôle dans la stabilité de l’information
- Rôle dans la transmission
4
Q
Que permet le rôle de gardien de l’information génétique de l’ADN (3)?
A
- Réplication fidèle
2.Mécanismes de réparation efficaces - Transfert de l’information à l’ARN
5
Q
Quels sont les 3 types de réplication de l’ADN? (Explique en gros celle que nous on fait)
A
- Semi-conservative (ADN parental -> 2 molécules-filles d’ADN bicaténaire formées d’un brin parental et d’un brin nouvellement synthétisé)
- Conservative
- Dispersée
6
Q
Quels sont les isotopes utilisés dans l’expérience de Meselson-Stahl qui prouve la réplication semi-conservative?
A
N15 et N14
7
Q
Quelles sont quelques caractéristiques de la synthèse de l’ADN (4)?
A
- Catalysée par des ADN polymérases
- Requiert des désoxynucléosides 5’-triphosphates (dNTPs, N=A,T,C ou G)
- Nécessite une amorce afin de débuter (ARN)
- Procède toujours en direction 5’->3’
8
Q
Synthèse de l’ADN=?
A
Polymérisation de nucléotides
9
Q
Quelle enzyme permet de séparer le double-brin de l’ADN?
A
Hélicases
10
Q
Où est ce que le déroulement de l’ADN est initié?
A
À une (E.Coli) ou des (eucaryotes) Origines de réplication (riches en A-T)
11
Q
Comment se déroule le début de la réplication dans les cellules d‘E.Coli?
A
-Une protéine (produit du gène dnaA) s’attache à la séquence et dénature localement l’hélice de l’ADN.
-2 réplicateurs s’attachent sur le site et commencent à répliquer le chromosome dans les 2 sens
12
Q
Décris les séquences de l’origine de réplication chez les procaryotes et les eucaryotes (oublie pas levure)
A
Procaryotes;
-OriC: 3 répétitions de 13 pb et 4 répétitions de 9 pb ->déclenche déroulement de l’ADN par hélicase.
EUCARYOTES (Origin Recognition Complex (ORC)):
Levure:
-Comme les procaryotes mais plus longues
Eucaryotes supérieurs:
-Dépend de la structure de la chromatine
13
Q
L’ADN chromosomique eucaryote contient __________________________
A
De nombreuses origines de réplication
14
Q
Donne une description générale des ORC (3)?
A
-Complexe protéique de 6 sous-unités
-Lie les origines de réplication
-S’associe à d’autres protéines pour recruter l’hélicase (MCM ou MiniChromosome Maintenance)
15
Q
Chez les eucaryotes et l’E.Coli, la réplication progresse_________________
A
Dans les deux sens
16
Q
Comment les eucaryotes dupliquent une molécule d’ADN (1,5x10^8 pb/chromosome) presque aussi vite que les procaryotes (5x10^6 pb; 500-1000 nucléotides/s)?
A
-Utilisation de plusieurs origines de réplication
(Il faut noter que le processus de synthèse reste plus lent que les bactéries; 50-100 nucléotides/s)
17
Q
La réplication bidirectionnelle de l’ADN crée des __________________
A
Bulles de réplication
18
Q
Qu’est ce qui permet le relâchement le surenroulement de l’ADN et les étapes (3)?
A
La topoisomérase
- Coupure
- Désenroulement
- Réparation
19
Q
Décris la réplication de l’ADN chez les procaryotes?
A
Le réplicateur ou réplisome (machinerie protéique qui catalysent les réactions de polymérisation) est présent sur chaque fourche de réplication. Les fourches se rencontrent au site de terminaison et les 2 chromosomes se séparent.
20
Q
Qu’est ce qui est requis pour que l’ADN polymérase commence la synthèse du nouveau brin d’ADN à l’origine de réplication?
Quels sont ses avantages (3)?
A
Une amorce d’ADN (primase); point de départ d’ARN ou d’ADN
- Amorces ajoutées sans contrôle-qualité
- L’Arn pourra être facilement reconnu comme «non-ADN» puis dégradé
- Conservation de l’ADN seulement (bonne duplication)
21
Q
Comment appelle-t-on la séparation des brins d’ADN et qu’est-ce qu’elle permet?
A
Une dénaturation
Elle permet l’agnelage d’une amorce qui peut être utilisée pour la synthèse d’ADN
22
Q
Quel est le rôle de l’ADN polymérase (ADN pol alpha) et par quoi est-elle remplacée?
A
Il catalyse la réaction de polymérisation complémentaire au brin-matrice à partir de l’amorce.
Elle est remplacée par l’ADN pol sigma pour poursuivre la polymérisation
23
Q
En quoi consiste la synthèse d’un nouveau brin d’ADN?
A
Adjonction progressive de nucléotides à l’extrémité 3’ d’une chaîne préformée
24
Q
Quels sont les 3 types d’ADN polymérase chez E.Coli (+ mini description)?
A
-ADN polymérase I : Répare l’ADN et prend part à la synthèse de l’un des brins au cours de la réplication
-ADN polymérase II: Collabore à la réparation de l’ADN
-ADN polymérase III: Composant-clé du réplicateur et enzyme principale de la réplication de l’ADN, assure l’élongation de la chaîne au cours de sa réplication
25
Quels sont les 4 types d’ADN polymérase chez les eucaryotes (+mini description)? Combien en ont les humains?
-ADN polymérase alpha et sigma effectuent les étapes d’allongement de la réplication d’ADN
-ADN polymérase bêta est une enzyme de réparation présente dans le noyau
-ADN polymérase y sert à répliquer l’ADN mitochondrial
26
Qu’est ce que l’IMP? Qu’est ce que celui-ci explique?
IMP: concept de liaison phosphodiester entre les carbones 5’ et 3’ des deux riboses
Il explique l’activité directionnelle de l’élongation de la polymérase
27
Comment se fait l’élongation de la chaîne? De quoi a-t-on vraiment besoin?
Via un transfert de groupement nucléotidyle
Le 3’-OH de la chaîne en élongation est absolument requis
28
P’tit schéma vite fait des brins ADN….
Brin parental: 5’——3’.
Brin parental: 3’——5’
<——Déplacement de la fourche
Brin avancé: 3’<——5’
Brin retardé: 5’——>3’
29
Qu’est ce qui est placé à la fourche lors de la synthèse de l’ADN? Quel est le rôle de celui-ci?
2 complexes du dimère de l’holoenzyme d’ADN polymérase III (un pour chaque brin)
Il catalyse l’addition de 1000 nucléotides/s à 37°C
30
Le brin retardé est synthétisé de façon ____________________
Discontinue; en petits fragments (fragments d’Okazaki)
31
Le démarrage de la synthèse des fragments d’Okazaki s’explique par ______________________________
La présence d’amorces d’ARN (petits segments d’ARN synthétisés au niveau de la fourche de réplication)
32
Par quelle enzyme la synthèse ds amorces d’ARN est catalysée? Par quoi cette enzyme est-elle produite?
Primase
Gène dnaG de E.Coli
33
Quelle est la taille des fragments d’Okazaki dans les eucaryotes et les procaryotes?
100-200 nucléotides (eucaryotes)
1000-2000 nucléotides (procaryotes)
34
L’amorce d’ARN est digérée par? Remplacée par de l’ADN grâce à? Les fragments d’Okazaki adjacents sont reliés par?
Rnase H
Par ADN polymérase I (E.Coli) ou sigma (eucaryotes)
L’ADN ligase
35
L’ADN polymérase peut résoudre la coupure (Nick).
Vrai ou faux?
Faux, l’ADN ligase fait ce travail
36
Rôle et description de la ribonucléase H?
Rôles
-Une enzyme qui hydrolyse le brin d’ARN dans un double brin hybride ADN:ARN
-Libère des extrémités 5’-phosphate et 3’-OH
Description
-La RNAse H possède un domaine HBD (Hybride Binding Domain) et un domaine catalytique (H-domain/catalytic ribonucleiase)
-N’hydrolyse pas l’ARN simple ou double brin
37
Lorsqu’il y’a une erreur lors de la synthétisation, que se passe-t-il?
L’ADN polymérase possède une activité 3’-5’ exonucléase où la polymérase « recule », enlève le nucléotide, puis reprend la synthèse.
38
Taux d’erreur dans la synthèse d’ADN/ARN?
Synthèse de l’ARN: 1 erreur/10^4
Synthèse de l’ADN: 1 erreur/10^9
39
Zone opposée à l’origine de réplication (site de terminaison) porte des séquences permettant de____________________________ et de ______________________
Lier une protéine de fixation au terminateur (protéine tus)
Séparer les chromosomes-fils qui suit la réplication complète de l’ADN
40
Quel est le rôle de la protéine tus?
Elle empêche la fourche de dépasser le site de terminaison en inhibant l’activité hélicase du réplicateur
41
Chez les eucaryotes, quand survient la terminaison de la réplication?
Lorsque 2 réplisomes provenant de 2 origines de réplication différentes se rencontrent
42
Qu’est ce qui modifie le surenroulement de l’ADN?
La topoisomérase
43
Vazy nique sa mère, c’est quoi la taille de l’ADN double hélice, des nucléosomes, des fibres et des chromosomes condensés?
ADN: 2nm
Nucléosomes: 10nm
Fibre: 30nm
Chromosomes: 1um
44
Qu’est ce qui cause la lenteur du glissement de la fourche de réplication chez les eucaryotes (2)?
1. Fixation d’histones à l’ADN
2. Empaquetage de celui-ci en nucléosome
45
Quelle réaction arrive en parallèle avec la réplication des chromosomes eucaryotes?
Synthèse d’histones
46
Les histones néoformés_________________________
Se fixe à l’ADN en arrière de la fourche de réplication après la synthèse des nouveaux brins
47
Quelle est la seule macromolécule que la cellule pet réparer?
Pourquoi (2)?
L’ADN
-Les lésions menacent l’organisme vu qu’elles peuvent toucher un gène codant d’une protéine ce qui entraine la mort donc c’est énergiquement rentable
-L’accumulation de dommages causés à l’ADN peuvent créer une perte progressive de fonctions cellulaires ou une croissance anarchique des cellules (cancer)
48
3 raisons qui expliquent l’altération normale de l’ADN
1. L’ADN polymérase fait des erreurs en introduisant des mésappariements qui peuvent être corrigés
2. Le métabolisme expose l’ADN aux effets dommageables des espèces réactives de l’oxygène
3. Les agents environnementaux (la lumière UV, les rayons ionisants et des agents chimiques)
49
Décris 5 cas où les enzymes de réparation peuvent réparer des altérations de l’ADN.
1. Dans quelques cas, la réparation de l'ADN est un processus simple impliquant une seule enzyme,
i.e. réparation de dimères de thymines et méthylation de guanine
2. La réparation par excision de base (BER) corrige les lésions les plus fréquentes de l'ADN.
3. La réparation par excision de nucléotide (NER) corrige la deuxième forme la plus fréquente de lésion de l'ADN.
4. Les cassures doubles-brins peuvent être réparées par jonction des extrémités (Non-homologous
end-joining: NHEJ).
5. Les molécules d'ADN cassées peuvent aussi être restaurées par recombinaison homologue (HR)
50
Quel sont les conséquences des rayons UV sur l’ADN (2)?
1. Dimérisation des thymines empilées de l’ADN bicaténaire
2. À cause de la dimérisation des thymines, la réplication devient impossible puisque les dimères distordent le brin-matrice
51
À quoi sert (en général) le mécanisme de photoréactivation? Est-ce que l’humain y a recourt?
L’enzyme photoréactivatrice (ADN photolyase) inverse la réaction de dimérisation de thymine en présence de lumière visible
Non, l’humain n’y a pas recourt, seulement E.Coli, les levures, et quelques plantes et animaux (pas mammifères)
52
Explication détaillée de la réparation par excision de base (3 grandes étapes).
Quand les bases endommagées ne peuvent être directement réparées, les ADN glycosylases (11 chez l'humain) reconnaissent les base modifiées par la
radiation, les oxydations et des substances chimiques.
Après l'excision de la base incorrecte, la glycosylase recrute l'enzyme endonuclease AP (AP=Apurinic/apyrimidinic ou trou d'une base) qui coupe la liaison phosphodiester 5’ à la ribose abasique (au milieu de la chaîne, par opposition aux endonucléases)
DNA polymerase beta des eucaryotes et ADN ligase remettent tout en ordre
53
Explique une erreur fréquente qui requiert la réparation par excision de base. (Enzyme et rôle)
La désamination hydrolytique de la cytosine forme l’uracile
L’Uracile-ADN glycosylase empêche la mutagenèse en éliminant l’uracile en clivant le lien N-glycosidique et en initiant la réparation par excision de base.
54
Décris et dit pourquoi la réparation par excision de base est utilisée.
Un segment avec le nucléotide endommagé et environ 30 de ses voisins est enlevé et l’ADN polymérase utilise le brin complémentaire intact comme matrice
Elle est utilisée pour réparer les dommages causés par la lumière UV et les radicaux libres
55
Description de la jonction des extrémités non homologues. (Max. Détails)
Vu que les radiations et les radicaux libres cassent la double-hélice, Ku (une protéine dimérique) recrute des exonucléases et des polymérases qui rognent jusqu’à 10 résidus, allongent et alignent les brins.
Les activités de nucléaire , de polymérase (mu) et de ligase génèrent une molécule d’ADN sans cassure dont la s.que ce peut différer de celle de l‘original pour finir la réparation
Ce type de réparation est propice aux erreurs
56
Quels sont les quatre étapes de la recombinaison homologue?
1. Une exonucléase réduit le côté 5’ à la cassure
2. 1 des extrémités 3’ libre envahit un segment de l’ADN homologue grâce à des protéines de recombinaison qui lient l’ADN simple brins (RecA chez E.Coli et Rad51 chez l’humain)
3. ADN polymérase étend l’extrémité 3’
4. Résultat; 2 segments ADN sans cassure
Moins propice aux erreurs
57
Nomme toutes les protéines/enzymes impliquées dans la réplication de l’ADN (7)
-ADN polymérase; delta/alpha
-Primase
-RNAseH
-ORC/dnaA
-ADN ligase
-Hélicase
-Topoisomérase
58
Quels sont les composants de base des acides nucléiques?
Acides nucléiques (ADN/ARN)
—>Nucléotides
—>PO4 (liaison phosphoester avec pentose)
—>Nucléosides
—>Base azotée (azote et carbone)
Liaison glycosidique
—>Pentose (sucre, 5C)
59
Quelles base azotées sont des purines? Des pyrimidines?
Adénine (ADN/ARN) et guanine (ADN/ARN)
Uracile (ARN), thymine (ADN) et cytosine (ADN/ARN)
60
Quelle est la différence entre l’ADN et l’ARN au niveau de leurs sucres? (Donne aussi le nom des sucres)
L’ARN (Ribose; beta-D-Ribofuranose) possède un groupe hydroxyle sur le C2’ contrairement à l’ADN (2-Deoxyribose; 2-Deoxy-beta-D-Ribofuranose) qui possède seulement un H.
61
De quoi sont formés les nucléosides? Quelle liaison est utilisé? Quelle est la position du OH? Comment détermine-t-on la nomenclature?
Les nucléosides sont formés d’une base azotée liée à un pentose (numération en C’ du glucide)
La liaison est une liaison covalente beta-N-glycosidique entre C-1’ de l’ose (sucre) et N-1 de la pyrimidine ou N-9 de la purine
OH est en 2’, 3’ et 5’ (si ribonucléosides) ou 3’ et 5’ (si désoxyribonucléosides) estérifiable par PO4
Si c’est une purine c’est « osine » et si c’est une pyrimidine c’est « idine ».
62
Décris en détail une liaison osidique.
Une liaison osidique est une liaison chimique covalente entre
Le groupement réducteur (hydroxyle) de la fonction alcool du carbone hémiacétalique d'un ose (carbone anomère, numéro 1 chez les Aldose et numéro 2 des Cétose) et
Le groupement acide (hydrogène libre d'une autre molécule alcool glucidique ou autre molécule carboxylique, molécule aminée). La formation de la liaison produit de l'eau.
63
De quoi sont composés les nucléotides? La majorité des nucléotides sont? Explique la nomenclature
Nucléosides+résidus phosphates
La majorité des nucléotides sont des ribonucléotides phosphorylés en 5’
nucléoside-3' ou 5’(mono)phosphate, etc. ou adénylate, guanylate, citidylate, uridylate ou AMP, GMP, CMP, UMP (si non spécifié = 5')
Désoxynucléotide-(mono)phosphate ou désoxyadénylate, etc. ou dAMP, dGMP
dCMP, dTMP. (Slide 15, ppt 10.1 y a tt)
(Dès que y’a désoxy c’est juste ADN)
64
La liaison du 2e et 3e phosphate des nucléotides est une liaison ________________ qui est ___________________
Liaison phosphoanhydre
Riche en énergie
65
Quelles sont les principales fonctions des nucléotides (2)?
1. transfert d’un groupe phosphate (P) ou diphosphate (PP) à différent pour les énergiser
2. Transfert d’un groupe « adénilyl, guanidilyl, cytidilyl, uridilyl ou thimidilyl » (synthèse des acides nucléiques (adéni)lylation de substrats)
66
Js mm pas quoi faire comme question bro c’est juste des infos randoms sur l’ADN et l’ARN (7)
1. Polymères linéaires
2. Longueur illimitée
3. Synthétisés d’extrémité 5’ (phosphoryle libre)
vers extrémité
3’ (OH libre) (donc reliés par des liens
phosphodiesters 3’-5’
4. 1 charge négative par nucléotide
5. 2 charges négatives à l’extrémité 5’
6. Chaîne circulaire possible
7. Formés de 4 types de monomères=4n possibilités
67
Qu’est ce que les règles de Chargaff?
1. Ratio Pu/Py=1
2. A=T et G=C, donc, A+G=T+C et (A+T)/(G+C) varie
68
Donne la règle générale du airage des purines et pyrimidines et un exemple très précis avec plein d’infos.
A=U ou A=T et G(triple bond)C
Même diamètre des paires de base
Entre les bases azotées des acides nucléiques
Ex:
Adénine:
charge sigma(+) sur NH2 en pos 6
charge sigma(-) sur N en pos 1
vs
Thymine:
charge sigma(-) sur O en pos 4 de T ou U
charge sigma(+) sur NH en pos 3 de T ou U
69
Donne 5 caractéristiques de la double hélice de l’ADN (ADN-B).
1. Bases empilées en escalier spirale
2. Backbone Sucre-P hydrophile
3. Centre de l’hélice hydrophobe
4. Hélice droite (Right handed)
5. Sillon majeur et mineur
70
Quels sont les 3 types d’ADN? Donne les caractéristiques de chaque.
ADN-B (majorité): Hélice droite, favorisée en milieu
aqueux, 10-10.5 bases/tours, 0.34nm entre les
paires de bases
ADN-A (forme déshydratée): Hélice droite, 11 bases/
tour, moins d’espace entre les bases, +
compacte, sillons égaux
ADN-Z (structures riches en GC): Hélice gauche, pas
de sillon
71
Qu’est ce qui permet à l’ADN-B de rester stable (5)?
1. Effet hydrophobe (paires de bases)
2. Force Van der Waals (empilement des bases)
3. Ponts H (AT et (<) GC)
4. Ponts salins (groupes phosphodiesters négatifs et cations (Mg++))
5. Température de fusion/détachement des brins (Tm); T°C où 50% de l’ADN est en double brin et 50% en simple brin
72
Quel est la structure quaternaire de l’ADN?
La chromatine
73
Donne une description du 1er niveau d’enroulement du nucléosome (2).
1. Enroulement de l'ADN autour des histones (146pb/1.75 tour et 54 pb entre chaque octamère)
Histones: 5 protéines (H1, H2A, H2B, H3, H4) basiques octamériques (riches en lysines et arginines)
2. Facteur de condensation de 10X
74
Qu’arrive-t-il à la chromatine en milieu de faible force ionique?
-La décondensation fait qu’elle adopte la formation « collier de perles »
-Les perles c’est les nucléosomes (ADN-Histone) et le fil qui les lie c’est l’ADN double brin
-200 pb d’une perle à l’autre (146 enroulées+54 de liaison)
75
Donne des faits sur la chromatine (4)
-2e niveau de condensation de type solénoïde
-6 nucléosomes/tour (1200pb/tour)
-Stabilisation par l’histone H1
-Facteur de condensation 4X (total de 40X)
76
Lorsque les fibres se mettent ensemble, elles forment________________________ ancrées à ___________________________
Des boucles d’ADN de longueur variable (60K à 150K pb)
Une charpente de protéines non-histones
77
Lorsque les boucles s’enroulent elles forment?
Des mini-bandes de 18 loupes
78
Quel est le facteur d’enroulement et le facteur de condensation des boucles/mini-bandes?
Facteur d’enroulement de 200X
Facteur de condensation de 8000
79
Quelle est la définition d’un chromosome? Donne 3 infos sur celui de l’humain (sont trop en fckng détail ça se peut c’est trop).
Le chromosome est un empilement de mini-bandes stabilisées par des complexes de protéines et d’ARN
1. 23 paires de chromosomes, donc 46 molécules d’ADN double-brin
2. 1 chromosome est de 2,4x10^8 pb en moyenne
3. Une longueur de 10um (va 8,2 cm déroulé)
