Noms
Mendel |
Concept des gènes dominants et récessifs |
Miescher |
Découverte de la nucléine, partie acide (acide nucléique) et partie alcaline (protéine) |
Levene |
Chaque molécule contient un sucre, une base azotée et un groupement phosphate |
Chargraff |
Règle de Chargraff: ratio 1:1 pour A/T et C/G |
Rosalind & Wilkins |
Découvrent que les bases azotées sont hydrophobes et à l'intérieur de la structure |
Watson & Circk |
Découverte de la relation des bases azotées avec des ponts hydrogène |
Protéines
Rôles |
Protection, régulation, mouvement, transport, énergie, influx nerveux, enzymes, structures |
Code génétique
Codon |
Chaque groupe de trois nucléotides ont les instructions pour faire un acide aminé/protéine |
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Les codons de l'ARN sont écrits dans le sens 5'-3' |
Stop |
UAA, UAG, UGA |
Start |
AUG |
Mutations
Une mutation est une modification de l'ADN. |
Causes |
Agents mutagènes physiques: radiation, rayons-x, particules radioactives |
Agents mutagènes chimiques: goudron de tabac, moisissures |
Virus et chaleur |
Types de mutations |
Ponctuelles |
Substitution d'un nucléotide par un autre. Peut être silencieux ou non-sens (un codon devient un codon stop) |
Insertion d'un ou plusieurs nucléotides (frameshifting) |
Délétion d'un ou plusieurs nucléotides |
Insertion et délétion sont désastreux, car:
-tous les nucléotides sont changés, donc mutation = décalage du cadre de lecture
-cassure d'un chromosome = létales
-insertion d'une partie d'un chromosome sur un autre
-inversion d'ADN
-perte ou copies supplémentaires de chromosomes
Régulation de l'expression génétique
La régulationde l'expression génétique détermine si un gène est actif ou non, son niveau d'activité et la quantité de protéines disponibles dans la cellule. Les gènes domestiques sont dans toutes les cellules. |
Procaryotes |
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Durant l'initiation |
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Durant la transcription |
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Après la synthèse des protéines |
Eucaryotes |
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Avant la transcription |
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Pendant la transcription |
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Après la transcription |
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Pendant la traduction |
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Après la traduction |
Opéron: tous les gènes qui participent à une voie métabolique, rassemblés et contrôlés par un promoteur. Seulement dans les procaryotes (pour le moment) Ex. opéron LAC.
La génétique en laboratoire
On utilise les gènes marqueurs pour étudier la régulation des gènes. On ajoute ce gène pour mieux suivre les événements de transformations génétiques. |
Les gènes marqueurs doivent êtres étrangers au génome, doivent produire une visualisation rapide et précise et le produit doit être quantifiable afin de mesure l'activité du promoteur. |
Les enzymes de restrictions sont présents chez les bactéries, et peuvent couperdes séquences spécifiques de l'ADN. Ils sont utilisés pour insérer de l'ADN exogène (étranger au génome) dans l'ADN. Cet nouvel ADN se nomme l'ADN recombinant. |
Le clonage des gènes chez les bactéries se font avec les plasmides, un ADN circulaire d'origine synthétique ou bactérienne. Ces sites sont reconnus pas les enzymes de restrictions, permettant d'introduire du nouvel ADN. |
Étapes de transfert de gène dans un plasmide |
On extrait les plasmides des bactéries, puis une enzymes de restriction ouvre les plasmides. |
On extrait le gène à greffer avec cet même enzyme de restriction, puis on mélange des copies du gène avec des plasmides. Une enzyme ligase fusionne les brins d'ARN. |
Les plasmides sont ensuite réintroduits dans la bactérie, puis le gène se reproduit quand la bactérie se reproduit. |
La génétique en laboratoire
On utilise les gènes marqueurs pour étudier la régulation des gènes. On ajoute ce gène pour mieux suivre les événements de transformations génétiques. |
Les gènes marqueurs doivent êtres étrangers au génome, doivent produire une visualisation rapide et précise et le produit doit être quantifiable afin de mesure l'activité du promoteur. |
Les enzymes de restrictions sont présents chez les bactéries, et peuvent couperdes séquences spécifiques de l'ADN. Ils sont utilisés pour insérer de l'ADN exogène (étranger au génome) dans l'ADN. Cet nouvel ADN se nomme l'ADN recombinant. |
Le clonage des gènes chez les bactéries se font avec les plasmides, un ADN circulaire d'origine synthétique ou bactérienne. Ces sites sont reconnus pas les enzymes de restrictions, permettant d'introduire du nouvel ADN. |
Étapes de transfert de gène dans un plasmide |
On extrait les plasmides des bactéries, puis une enzymes de restriction ouvre les plasmides. |
On extrait le gène à greffer avec cet même enzyme de restriction, puis on mélange des copies du gène avec des plasmides. Une enzyme ligase fusionne les brins d'ARN. |
Les plasmides sont ensuite réintroduits dans la bactérie, puis le gène se reproduit quand la bactérie se reproduit. |
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ADN
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Acide Désoxyribonucléique |
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Chaines sont complémentaires (A et T, C et G) et antiparallèles (une est 3'-5', l'autre est 5'-3') |
Bases azotées |
Adénine & Thymine |
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Cytosine & Guanine |
Ponts phosphates |
Lient les rampes |
Liaisons hydrogène |
Liaisons entre les paires de bases |
Retrouvé dans le noyau, constitue le matériel génétique, dirige la synthèse de protéines, et se réplique avant la division cellulaire
Réplication de l'ADN
Initiation |
1. ADN hélicase |
Sépare les deux brins pour former une bulle de réplication |
2. SSB proteins |
Ces protéines fixatrices empêchent les brins de s'enrouler |
3. Topoisomérase II |
Se place devant la fourche de réplication et réduit la tension créée par l'hélicase en déroulant l'ADN |
4. Primase |
Synthétise une amorce d'ARN au début de la fourche. Sert de point pour une autre enzyme, ADN polymérase III |
Élongation |
5. ADN polymérase III |
Regroupe les nucléotides avec leurs bases complémentaires (A/T, C/G) |
6. Brin discontinu |
Le brin 3'-5' se fait assembler par l'ADN polymérase III de l'autre côté, en fragments nommés "fragments d'Okazaki" |
Terminaison |
7. ADN polymérase I |
Remplace les ribonucléotides des amorces par des désoxyribonucléotides, donc le brin d'ARN devient un brin ADN |
8. ADN ligase |
Rattache les segments d'Okazaki |
9. Double hélice |
Automatiquement, les brins se s'enroulent en double hélice |
Vérification et correction |
10. ADN polymérase III (enzyme de correction) |
Vérifie les liaisons hydrogènes. Pas de liaison = mauvaise base, coupe cette base et la remplace par la bonne |
12. Enzyme de réparation |
Remplace les bases perdues naturellement par le corps |
L'ADN polymérase lit dans le sens 3'-5', mais relie dans le sens 5'-3'. L'ADN polymérase I ne peut pas commencer au début de l'ADN, donc il y a des télomères (zones tampons) qui sont perdues afin d'éviter la perte de matériel génétique important.
Enzymes
Hélicase |
Coupe et déroule ADN |
Protéines SSB |
Empêche les brins de se renrouler |
Topoisomérase II |
Réduit la tension créée par l'hélicase |
Primase |
Synthétise une amorce d'ARN, déclenche l'élongation |
ADN polymérase III |
Ajoute les nucléotides (extrémité 3') et vérifie que les bases sont correspondantes |
ADN polymérase I |
Défait l'amorce ARN, vérifie que lesb ases sont correspondantes |
ADN ligase |
Catalyse formation des ponts phosphates entre nucléotides; unit les fragments d'Okazaki |
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ARN
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Acide ribonucléique |
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Un seul brin, nucléotides reliés par ponts phosphates |
ARNt |
ARN de transfert |
ARNm |
ARN messager |
ARNr |
ARN ribosomique |
Retrouvé dans le cytoplasme, exécute les instructions génétiques pour synthétiser les protéines
Transcription de l'ARN
Initiation |
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Le promoteur sur le brin d'ADN permet l'attachement de l'ARN polymérase. On l'appèle la boîte TATA à cause qu'elle est riche en adénine et thymine. |
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La boîte TATA détermine le début de la transcription et quel brin sera codé. La liaison ADN/ARN permet d'ouvrir la douvle hélice et de catalyser l'insertion des ribonucléotides pour former un brin ARN. |
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Le brin est un transcrit primaire, complémentaire et antiparallèle du brin d'ADN. L'ARNm s'allonge à l'extrémité 3', et la polymérase fait la lecture 3'-5'. |
Élongation |
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L'ARN polymérase lit le brin ADN non codant (template strand) de 3'-5', et créée l'ARN 5'-3'. |
L'information pour la synthèse des protéines se retrouve dans le noyau, mais la synthèse arrive dans le cytoplasme. L'ADN ne peut pas sortir du noyau, donc on copie l'information sous forme d'ARN
Transcription de l'ARN (continué)
Terminaison |
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Ce processus continue jusqu'à ce qu'il rencontre un signal de terminaison. Le transcrit s'appèle le précurseur de l'ARNm. |
Maturation |
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L'extrémité 5' est équipée d'une nucléotide G modifiée (coiffe), qui protège l'ARNm de la dégradation des enzymes |
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L'extrémité 3' a une chaine de nucléotides A, nommée queue poly-A, qui protège l'ARNm de la dégradation des enzymes |
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Le ribosome s'attache à la coiffe et la queue et forme un complexe circulaire. |
Épissage |
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Introns : séquence non codante (intrus) |
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Extrons : Parties codantes |
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Pendant la transcription, introns et exons sont copiés en ARNm. On les excise avec le spliceosome, qui reconnait certaines séquences des introns. |
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L'ARN produit est plus court et devient un ARNm ou ARNm mature. |
Traduction de l'ARN
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La synthèse de protéines se font dans les ribosomes. Ceux-ci sont constitués de deux sous-unités, une grande et une petite, avec 40% de protéines et 60% d'ARNr. |
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Chaque ribosome a un site de liaison pour le transcript d'ARNm, un site P (retient l'ARNt en la chaine en formation), A (retient l'ARNt porteur du prochain acide aminé en formation) et E (libère les molécules d'ARNt) |
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ARNt: brin d'ARN qui se replie pour former une structure 3D. Son extrémité 3' peut se lier à un acide aminé. Ils ont des anticodons, une zone formée de trois nucléotides qui peuvent de lier à l'ARNm |
Initiation |
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La molécule d'ARNm passe du noyau au cytoplasme |
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La petite sous-unité reconnait la séquence AUG (start) sur l'extrémité 5' de l'ARNm. L'ARNt méthionine ayant l'anticodon UAC se lie aussi au complexe ribosomique de l'ARNm. Ceci se lie au complexe ribosomique de l'ARNm. |
Élongation |
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Les trois bases de l'anticodon du complexe ARNt + aa s'apparient avec le codon correspondant sur le second site (site A). |
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Vérification des liens hydrogènes entre codon et anticodon. Les deux aa forment maintenant une liaison peptidique. |
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La chaine polypeptidique est transférée de l'ARNt du site P à l'ARN du site A, avant un décalage de trois codons (translocation) du ribosome. |
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Ces étapes se répètent jusqu'à un codon STOP. |
Terminaison |
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Lorsque le ribosome atteint un codon stop, une enzyme (facteur de terminaison) s'y fixe et ajoute une molécule d'eau au lieu d'un aa, ce qui détache la chaine de polypeptides. Le ribosome se sépare ensuite en deux. |
START: AUG
STOP: UAA, UAG, UGA
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