Bioch : ACIDES NUCLEIQUES (1)

Question 1

Quelles sont les molécules simples constitutives des acides nucléiques ?

Answer 1

• Phosphates
• Pentoses : Ribose et 2-Desoxyribose

Question 2

Rôle de la ribose et de la 2-Desoxyribose ?

Answer 2

régulation de l’ADN

Question 3

Différence entre ribose et 2-desoxyribose et ce que ça implique ?

Answer 3

Le ribose possède une fonction alcool en +, ce qui la rend + réactive et donc - stable que le 2-désoxyribose

Question 4

Caractéristiques des bases qui composent les acides nucléiques ?

Answer 4

• 5 majeurs en 2 classe selon noyau aromatique
• Purine : liaison avec le sucre au niveau du carbone 9 ⇒ Adénine (seule base nucléique sans atome d’oxygène) + Guanine
• Pyrimidine : 3 bases principales : Cytosine (ADN et ARN), Thymine (ADN) et Uracile (ARN)

Question 5

Composition d’un nucléotide ?

Answer 5

• Du Mono du Di ou du Tri phosphate
• 1 sucre (pentose): Ribose (ARN) ou 2-désoxyribose (ADN)
• 1 base azotée

Question 6

Fonction des nucléosides triphosphates ?

Answer 6

• Composés à haut potentiel énergétique, participent aux réactions chimiques
• Composés structuraux de coenzymes, tel que NAD+, NADP+, FAD et Coenzyme A
• Régulateurs d’activité de protéines

Question 7

Fonction de nucléosides monophosphate ?

Answer 7

2nd messagers intracellulaires de signaux et médiateurs extracellulaires (AMPc)

Question 8

Suffixe des nucléotides ?

Answer 8

• “osine” pour les nucléosides puriques
• “idine” pour les nucléosides pyrimidiques

Question 9

Caractéristiques de l’ATP ?

Answer 9

• liaisons anhydrides unissant les acides phosphoriques sont riches en énergie (31 kJ/mol)
• substrat des ARN-polymérases
• coenzyme ATP/ADP est un coenzyme transporteur d’énergie universel
• enzymes utilisant un nucléoside triphosphate /!\ Magnésium comme cofacteur /!\

Question 10

Ou se fait l’appariement des bases ?

Answer 10

à la fois dans l’ADN et ARN

Question 11

Comment se fait l’appariement des bases ?

Answer 11

• appariement GC : 3 liaisons hydrogène donc plus stable et fort
• appariement AT (2 liaisons H)
  => + une structure a de GC + elle sera stable

Question 12

Caractéristiques de l’inosine ?

Answer 12

• Pdt par désamination de l’adénosine dans les ARNt et les autres ARN non codants
• peut se lier à la cytosine, l’uracile et l’adénine

Question 13

Comment appelle-t-on la liaison entre la guanine et l’uracile ?

Answer 13

L’appariement de type Wobble (bancale)

Question 14

Quelles sont les différentes méthylation par ADN-méthyltransférase ?

Answer 14

• 5-méthylcytosine
• N6-méthyladénine

Question 15

Caractéristiques de la 5-méthylcytosine ?

Answer 15

• pas d’effet sur l’appariement avec G
• rôle dans la transcription des gènes par changement conformationnel

Question 16

Impact/rôle de la 5-méthylcytosine ?

Answer 16

• Rôle dans les cancers (hyper- ou hypo-méthylation)
• Protection de l’ADN chez les bactéries (enzymes de restrictions)

Question 17

Caractéristiques de la N6-méthyladénine ?

Answer 17

=> bactéries
Modifications conférant une protection contre les enzymes de restrictions

Question 18

Impact de la N6-méthyladénine chez l’Ho ?

Answer 18

niveau de N6-mA est associé au pronostic du cancer : élévation de son taux dans le
glioblastome

Question 19

Quelles sont les modification de bases de l’ARN ?

Answer 19

• 5,6-dihydrouracile
• Hypoxanthine

Question 20

Caractéristiques de l’Hypoxanthine ?

Answer 20

Catabolite des bases puriques, retrouvés également dans les ARNt

Question 21

Caractéristiques de la 5,6-dihydrouracile ?

Answer 21

• pseudo-uridine
• présent dans les ARNt
• se lie toujours à A

Question 22

Utilisation de la 5,6-dihydrouracile ?

Answer 22

dosé dans les urines pour le dépistage de certains cancers à la suite d’une augmentation de l’activité transcriptionnelle

Question 23

Utilité des analogues synthétiques des bases ?

Answer 23

Intérêt biologique => agents thérapeutiques agissant en compétition avec les bases naturelles qui bloquent la multiplication des cellules

Question 24

Exemple d’emplois des analogues synthétiques de bases ?

Answer 24

• Inhibition spécifique de certaines activités enzymatiques
• Agents antitumoraux
• Les antiviraux
• Allopurinol
• Suppression du syst immu après une transplantation d’organe pour réduire le rejet

Question 25

Exemple d'analogues synthétiques de bases antitumoraux et leur utilisation ?

Answer 25

- 6-mercaptopurine : antimétabolite → ttt des leucémies - 5-fluorouracile : antimétabolite → ttt des carcinomes - 8-azaguanine - 6-thioguanine

Question 26

Principe de fonctionnement des analogues synthétiques de bases antitumoraux ?

Answer 26

=> provoquent des perturbations du processus de réplication * Interfèrent avec les bases naturelles empêchant la formation d’un appariement de bases Watson-Crick * /!\ effets secondaires, car peuvent aussi cibler les cellules saines

Question 27

Exemple d'analogues synthétiques des bases avec une action antivirale ?

Answer 27

=> Acycloguanosine * dérivé de la guanine * bloque la réplication du virus de l’herpès en inhibant l’ADN polymérase virale * couplé à un AC monoclonal dirigé contre l’ADN polymérase viral → limite les EI

Question 28

Caractéristiques de l’azithothymidine (AZT) ?

Answer 28

* Analogue synthétiques de nucléosides * analogue de la thymidine * efficacité contre le VIH * bloque la transcriptase inverse du VIH

Question 29

Caractéristiques du 2’3’-dideoxyuridine ?

Answer 29

* Analogue synthétiques de nucléosides * inhibiteur de la réplication du VIH → influe sur la transcriptase reverse * empêche l’élongation de la chaîne

Question 30

Caractéristiques du 5-iodo-2’-deoxyuridine ?

Answer 30

* Analogue synthétiques de nucléoside * agent antitumoral et radio sensibilisateur * inhibe la réplication de différents virus à ADN dont herpès

Question 31

Caractéristiques de l'Arabinosylcytosine ?

Answer 31

* Analogue synthétique de nucléosides * antimétabolite * antagoniste des pyrimidines * TTT leucémies et herpès

Question 32

Caractéristiques du 6-azauridine ?

Answer 32

* Analogue synthétiques de nucléoside * inhibe la synthèse de novo des pyrimidines → influence la synthèse d’ADN * phosphorylation → intégration dans l’ARNm → inhibe la traduction * ttt psoriasis + efficacité antivirale et anti-cancéreuse

Question 33

Quelle est la stratégie de ttt antirétrovirale actuelle ?

Answer 33

Inhibiteurs nucléosidiques /!\ mais perdent leur efficacité au cours du temps => émergence de virus résistants

Question 34

Caractéristiques du Ténofovir ?

Answer 34

* analogue de nucléotide de type phosphonate acyclique * médicament inhibiteur nucléotidique de la transcriptase inverse * ½ intracellulaire beaucoup plus longue que les inhibiteurs nucléosidiques

Question 35

Fonctionnement du Ténovofir ?

Answer 35

empêche la reproduction du VIH et du virus de l’hépatite B

Question 36

Quels sont les EI du Ténofovir ?

Answer 36

ténofovir peut causer la dysfonction rénale et des lésions rénales

Question 37

Quels sont les Thiophosphonates ?

Answer 37

Adethiovir et Tenothiovir => dérivé du Ténofovir

Question 38

Avantages des thiophosphonates ?

Answer 38

* excellente activité antivirale * incorporés et terminateurs de chaine * stables + de 24h dans des milieux mimant les fluides biologiques * capable d’effectuer un blocage de la RT dans une conformation inerte ⇒ efficacité contre les RT-AZT

Question 39

Définition des acides nucléiques ?

Answer 39

macromolécules résultant de la condensation de très nombreux nucléotides, liés par des liaisons phosphodiesters

Question 40

Rôles des acides nucléiques ?

Answer 40

* Support moléculaire de l’information génétique : ADN et ARN pour certains virus * ADN : support de l’hérédité et de l‘encodage des ARN et protéines * ARN : effecteur clé de l’expression des gènes en peptides et protéines : ARNm, ARNt, ARNr, ARN régulateurs (ARNrég ou sRNA)

Question 41

Taille des ADN ?

Answer 41

très variables, de quelques milliers à des millions de paires de bases

Question 42

Tailles des ARN ?

Answer 42

* ARN ribosomaux : 100 à 6000 nucléotides * ARN de transfert : de 75 à 90 nucléotides * ARNm : variable * ARN régulateurs : de quelques dizaines de nucléotides (microARN) à plusieurs milliers

Question 43

Caractéristiques de la double hélice d’ADN de Watson et Crick ?

Answer 43

* formée de 2 chaînes enroulées l’une sur l’autre dont les paires de bases sont complémentaires * Les 2 chaînes sont antiparallèles (direction opposée) * Les enchaînements sucres-phosphates forment les squelettes hélicoïdaux parallèles extérieurs * Les bases azotées sont dirigées dans le centre de l’hélice et les plans formés par les cycles de bases sont parallèles les uns aux autres et perpendiculaires à l’axe de l’hélice * Chacune des bases d’une chaîne est appariée à celle de l’autre chaîne par liaisons hydrogènes * Les bases appariées sont complémentaires et situées l’intérieur de l’hélice → AT et CG * Le rapport [A+T] / [C+G] est caractéristique d’une espèce

Question 44

Caractéristiques de la Forme B de l'ADN ?

Answer 44

➔ La forme B est la plus courante ➔ Le pas de l’hélice est de 3,4 nm soit 34 angströms ➔ 10 plans par pas ➔ Hélice droite ➔ Deux sillons de tailles inégales : petit sillon et grand sillon ou sillon mineur et sillon majeur ➔ Plus de protéines peuvent s’accrocher au grand sillon = + de transcription au niveau des grands sillons car l’information génétique est plus accessible

Question 45

Quels sont les éléments qui font la spécificité et stabilité de l'appariement des bases ?

Answer 45

- Forces de Van der Waals entre les différents plateaux - Energie très importante dû à la délocalisation des électrons - Interactions hydrophobes : masquage des bases hydrophobes à l’intérieur vis-à-vis du solvant aqueux - Solvatation des phosphates - Liaisons hydrogènes qui créent l’appariement des bases - Facteurs stériques

Question 46

Quelles sont les différentes conformation de l'ADN hors B ?

Answer 46

* Forme A : issue de la déshydratation de la forme B * Forme Z : hélice gauche plus étroite correspondant aux zones à fortes activité transcriptionnelle => Formes A et Z peuvent également être retrouvées dans l’ARN

Question 47

Compaction de l'ADN ?

Answer 47

Il faut condenser l’ADN pour qu’il rentre dans le noyau, il va être plus large mais réduit en taille

Question 48

Que sont les histones ?

Answer 48

* protéines qui s’assemblent pour former un octamère * protéines cationiques qui vont reconnaître l’ADN chargé négativement

Question 49

Que sont les Nucléosome ?

Answer 49

ADN enroulé autour de l’octamère d’histones

Question 50

Quelles sont les formes de l'ADN qui suivent le nucléosome ?

Answer 50

* L'enchaînement de nucléosomes et de régions plus accessibles s’appelle le collier de perle * L’accessibilité des acides nucléiques peut être modulée en fonction des besoins * L’enroulement des nucléosomes donne la chromatine, puis la chromatide

Question 51

Enroulement de l'ADN chez la bactérie ?

Answer 51

Chez une bactérie il n’y a pas d'histones, l’ADN va juste s’enrouler

Question 52

Quelles sont les propriété physico-chimiques de l'ADN ?

Answer 52

● Absorption dans l’UV : dosage spectrophotométrique → pic d’absorption à 260 nm ● Charge globale négative (lié au phosphates) : possibilité de séparation en fonction de la taille par électrophorèse ● Solubilité́ : soluble dans l’eau et les solutions salines peu concentrées, insoluble dans l’éthanol ● Viscosité : importante du fait de la longueur et de la rigidité de la double hélice

Question 53

Impact de la chaleur sur l'ADN ?

Answer 53

* chaleur ajoute de l'énergie * permet de rompre les liaisons hydrogènes et les forces de VDW * séparation du double brin pour donner un simple brin => solution devient plus liquide * Chauffage → augmentation de l’absorbance à 260 nm (Effet hyperchrome) * Notion de Tm = Température qui correspond à la moitié du phénomène

Question 54

Quels sont les possibilité de devenir de l'ADN lorsqu'il est refroidis ?

Answer 54

2 possibilités : - Refroidissement direct (dans la glace) : appariements intramoléculaires → agrégats - Refroidissement progressif : possibilité de régénérer le double brin initial (double hélice)

Question 55

Pourquoi le Tm dépend de la nature de la séquence nucléotidique ?

Answer 55

dénaturation est plus facile pour un génome riche en [A+T] qu’un génome riche en [G+C]

Question 56

Définition de l'hybridation des brins d'ADN ?

Answer 56

association spontanée, spécifique et réversible de deux brins d’ADN complémentaires

Question 57

Caractéristiques de l'hybridation des brins d'ADN ?

Answer 57

● Spécifique : une séquence d’ADN monobrin ne peut s’apparier qu’à la séquence qui lui est complémentaire en théorie ● Réversible : en jouant sur les conditions expérimentales on peut entraîner ou briser l’hybridation de 2 molécules d’ADN. Ce passage se visualise en mesurant la DO à 260nm

Question 58

Impact du Tm sur l'hybridation des brins d'ADN ?

Answer 58

Si T° > Tm : dissociation des 2 brins Si T° < Tm : association des 2 brins Si T° <<<<< Tm : possibilité d’appariements entre des séquences quasi similaires

Question 59

ADN en médecine légale ?

Answer 59

1) Recherche de séquences répétées dont le nombre de motifs varie selon l’individu 2) Test d’identification par Southern Blot sur des minisatellites

Question 60

Comment analyser l'ADN en médecine légale ?

Answer 60

1) Digestion enzymatique 2) électrophorèse sur gel d’agarose 3) On transfère sur une membrane - par capillarité : on appuie avec une masse sur une membrane de nitrocellulose - par transfert semi-sec avec un léger courant électrique 4) récupère la membrane, on fait des lavages, puis fixation avec une sonde d'AN de référence