Atomique et Configuration Électronique

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Questions and Answers

Quelle description correspond à la structure tertiaire d'une protéine?

Un agencement d'hélices et/ou de feuillets (correct)

Une séquence d'acides aminés

Un cylindre ayant des chaînes R à l'extérieur

L'interaction entre plusieurs chaînes peptidiques

Comment les chaînes protéiques interagissent-elles dans la structure quaternaire?

Elles s'associent pour former une protéine fonctionnelle. (correct)

Elles se replient de manière aléatoire.

Elles se distinguent par leurs acides aminés.

Elles forment des nébuleuses.

Quelle est la principale fonction des domaines fonctionnels dans une protéine?

Ils possèdent des activités enzymatiques et des sites de liaison. (correct)

Ils forment des structures secondaires.

Ils définissent la séquence d'acides aminés.

Ils déterminent la taille de la protéine.

Quelle est la structure de l'ADN chez les procaryotes?

Un chromosome circulaire unique. Signup and view all the answers

Quel rôle joue le nucléoïde chez les bactéries?

Organiser le matériel génétique et réguler l'ADN. Signup and view all the answers

Quel énoncé est correct concernant les eucaryotes?

Ils possèdent plusieurs chromosomes organisés en paires. Signup and view all the answers

Quel type de structure peut posséder une protéine selon son agencement?

Tertiaire et quaternaire. Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale de la structure secondaire des protéines?

Former les hélices α ou les feuillets β. Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale des topoisomérases II dans l'échafaudage nucléaire ?

Séparer les boucles pour éviter les nœuds Signup and view all the answers

Quel rôle les protéines SMC ou condensines jouent-elles lors de la division cellulaire ?

Elles maintiennent l'ADN dans un état condensé Signup and view all the answers

Qu'est-ce que le génome d'un organisme ?

L'ADN compris sur un ou plusieurs chromosomes Signup and view all the answers

Quel est le principal rôle des chromosomes dans une cellule ?

Transmettre l'ADN durant la mitose Signup and view all the answers

La ploïdie désigne quoi dans un organisme ?

Le nombre de copies de chaque chromosome Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise les plasmides chez les procaryotes ?

Ils sont des molécules d'ADN circulaires indépendantes Signup and view all the answers

Quelles caractéristiques partagent les mitochondries et les chloroplastes ?

Ils existent en plusieurs copies par organite Signup and view all the answers

Les cellules diploïdes contiennent combien de copies de chaque chromosome ?

Deux copies Signup and view all the answers

Quel est le maximum d'électrons que peut contenir la couche de valence pour n=3?

18 Signup and view all the answers

Qui parmi les suivants n'est pas un type de particule trouvée dans un atome?

Photon Signup and view all the answers

Quand un atome est électriquement neutre, que peut-on dire de la relation entre protons et électrons?

Le nombre de protons est égal au nombre d'électrons. Signup and view all the answers

Quelle est la condition pour qu'un atome soit stable?

Compléter sa couche de valence avec 8 électrons. Signup and view all the answers

Dans une liaison covalente non polaire, comment se partagent les électrons?

De manière égale entre les atomes. Signup and view all the answers

Qu'implique la formation d'une liaison chimique entre deux atomes?

Elle dégage de l'énergie. Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre une liaison covalente polaire et non polaire?

Les liaisons polaires partagent des électrons de manière inégale. Signup and view all the answers

Quel est l'effet de briser une liaison chimique?

Il nécessite de l'énergie pour se produire. Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale des exonucléases?

Dégrader l'ADN à partir d'une extrémité Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise le brin discontinu de l'ADN?

Il utilise plusieurs amorces pour la synthèse Signup and view all the answers

Quel rôle joue l'holoenzyme dans la réplication de l'ADN?

Coordonner les événements de la réplication Signup and view all the answers

Comment se forme le réplisome chez E. coli?

Par une action coordonnée de 2 ou 3 polymérases Signup and view all the answers

Quel est l'effet des modifications post-traductionnelles sur la réplication de l'ADN chez les eucaryotes?

Elles assurent l'assemblage du réplisome Signup and view all the answers

Quel type de brin en boucle est nécessaire pour respecter la synthèse 5' vers 3'?

Brin de queue Signup and view all the answers

Quel énoncé décrit correctement la réplication de l'ADN?

Elle est semi-conservative Signup and view all the answers

Comment les nucléosomes sont-ils réassemblés après la réplication d'ADN?

Les anciens et nouveaux nucléosomes s'alternent Signup and view all the answers

Quel codon marque toujours le début de la lecture de l'ARNm ?

AUG Signup and view all the answers

Quel est l'effet possible d'une mutation ponctuelle sur la séquence d'acides aminés d'une protéine ?

Modification dans la séquence d'acides aminés Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une délétion dans le contexte des mutations ?

Suppression de nucléotides de la séquence d'ADN Signup and view all the answers

Quelle affirmation est correcte concernant les codons de terminaison ?

Ils indiquent la fin de la lecture de l'ARNm Signup and view all the answers

Quel type de mutation entraîne le remplacement d'un nucléotide par un autre ?

Substitution Signup and view all the answers

Quel est le résultat d'une insertion dans une séquence d'ADN ?

Une ou plusieurs bases nucléotidiques sont ajoutées Signup and view all the answers

Comment sont nommées les séquences de nucléotides complémentaires aux codons ?

Anticodons Signup and view all the answers

Quels impacts peuvent avoir les mutations dans la région régulatrice d'un gène ?

Interférer avec la production adéquate du gène Signup and view all the answers

Study Notes

### Atome

La plus petite unité possédant les propriétés d'un élément
Constitué de plus de 200 particules, dont le neutron, le proton (+) et l'électron (-)
Son noyau est formé de protons et neutrons
Les électrons se déplacent autour du noyau à une vitesse comparable à une année lumière (300 000 km/s)

Configuration électronique

Les électrons autour d'un noyau atomique sont organisés en couches ou niveaux d'énergie.
Chaque couche correspond à un nombre quantique principal (n) (1, 2, 3, etc.).
Chaque couche (n) est divisée en sous-couches (s, p, d, f).
La dernière couche, ou niveau d'énergie, est la couche de valence
La couche de valence permet les interactions entre les atomes et les liaisons chimiques
La couche de valence peut contenir un maximum de 2 ou 8 électrons
Formule (2n^2) pour déterminer le nombre maximal d'électrons qu'une couche peut contenir.
- Pour (n = 1): (2 x 1^2 = 2) électrons.
- Pour (n = 2): (2 x 2^2 = 8) électrons.
- Pour (n = 3): (2 x 3^2 = 18) électrons.
- Pour (n = 4): (2 x 4^2 = 32) électrons.
Les propriétés d'un atome et sa capacité à former des liaisons dépendent de sa dernière couche : électrons de valence

Liaisons chimiques

Pour être stable, l'atome doit compléter sa dernière couche avec 8 électrons (sauf pour He et H) en formant des liaisons chimiques avec d'autres atomes.
À l'état électriquement neutre :
- Le nombre de protons = au nombre d'électrons pour un atome donné.
- Ce n'est pas équivalent à être énergétiquement stable (moins de mouvement = plus de stabilité).
La formation d'une liaison chimique entre deux atomes dégage de l'énergie (moins de mouvement).
Briser une liaison nécessite de fournir de l'énergie (les deux atomes reviennent à leur mouvement initial).

Liaison covalente

Les liaisons covalentes sont des types de liaisons chimiques où deux atomes partagent des électrons.
Elles peuvent être classées en deux catégories principales :
- Liaisons covalentes non polaires : Les électrons sont partagés de manière égale entre les atomes.
- Liaisons covalentes polaires : Les électrons sont partagés de manière inégale entre les atomes.

### Molécules

Molécule : Deux ou plusieurs atomes liés ensemble par des liaisons covalentes

### Liaison hydrogène

Liaison faible qui se forme entre un atome d'hydrogène et un atome électronégatif (comme l'oxygène ou l'azote) d'une autre molécule.
Importante pour la structure de l'eau et des protéines.

Protéines

Les protéines sont des polymères constitués d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques.
Elles sont des molécules essentielles qui jouent un rôle dans tous les processus cellulaires.
Structures :
- Structure primaire : Séquence d'acides aminés.
- Structure secondaire : Repliement localisé en hélice alpha ou en feuillets beta.
- Structure tertiaire : Repliement global de la protéine, définissant ses fonctions et ses domaines.
- Structure quaternaire : Interaction entre plusieurs chaînes peptidiques pour former une protéine fonctionnelle.

### Chromosomes et ADN

L'ensemble de l'ADN génomique d'un organisme est réparti sur un ou plusieurs chromosomes.
Les bactéries (procaryotes) ont généralement un seul chromosome circulaire.
Les eucaryotes ont plusieurs chromosomes.
Les organismes diploïdes possèdent souvent deux fois l'ensemble des chromosomes.
23 pairs de chromosomes chez l'humain.

Compactage de l'ADN

Les bactéries ont un génome beaucoup plus petit que les eucaryotes.
Elles ont une structure appelée nucléoïde (région située à l'intérieur des cellules procaryotes, où se trouve la majeure partie du matériel génétique.)
Des petites protéines aident à l'organisation spatiale de l'ADN, rôle similaire aux histones eucaryotes.
Les protéines de l'échafaudage nucléaire :
- Les topoisomérases II : participent au maintien de la structure et s'assurent que les boucles restent séparées l'une de l'autre
- Les protéines SMC ou condensines : pinces auto-complémentaires (les protéines similaires, cohésines, sont impliquées dans l'agencement de 2 chromatides sœurs en 1 chromosome mitotique.)

Chromosome mitotique

Structure stable, taille compacte, protection de l'information.
Assure la transmission efficace des gènes aux cellules filles lors de la division.

Génome

Génome : Ensemble des informations contenues dans l'ADN, dont les séquences sont nécessaires pour coder tous les ARN et toutes les protéines de l'organisme.
Le génome est distribué sur 1 ou plusieurs chromosomes.
Fonctions d'un chromosome :
- Compacter l'ADN de manière à pouvoir se contenir dans la cellule ou le noyau.
- Protéger l'ADN (l'association à des protéines donne plus de stabilité).
- Organiser l'ADN (expression génique et recombinaison).
- Transmettre l'ADN durant la mitose.

Ploïdie

Ploïdie : Nombre de copies de chaque chromosome.
Les bactéries ont un seul chromosome haploïde (n) circulaire dans le nucléoïde.
Les eucaryotes ont plusieurs chromosomes linéaires dans le noyau.
Plusieurs organismes eucaryotes sont diploïdes (2n) au niveau des cellules somatiques et haploïdes (n) pour les gamètes.
Certaines cellules sont polyploïdes (#n).
Polyploïdie : Amplification globale du génome, menant à une production accrue d'ARN et de protéines.
Exemple : Mégakaryocytes (24n) - cellules spécialisées dans la production des plaquettes sanguines.

ADN extra chromosomique

Chez les procaryotes : Les plasmides sont de petites molécules d'ADN circulaires généralement indépendantes du chromosome et susceptibles d'être transmises d'un individu à un autre.
Les plasmides sont capables de réplication autonome et ne sont pas essentiels à la survie de la cellule, mais apportent un avantage à la survie.
Deux organites eucaryotes ont leur propre génome: les mitochondries et les chloroplastes.
Points communs :
- Existent en plusieurs copies par organites.
- Réplication indépendante du reste de la cellule.
- Transmission non mendélienne.
- Génomes circulaires.
- Séquences ressemblant aux génomes bactériens.

Exonucléases et Endonucléases

Exonucléases : Nucléases qui ne peuvent dégrader l'ADN qu'à partir d'une extrémité.
Endonucléases : Nucléases qui peuvent couper l'ADN en cours de chaîne.

Réplication de l'ADN

Brin continu (leading strand) : Brin qui peut être synthétisé en continu par l'ADN polymérase avec 1 amorce.
Brin discontinu (lagging strand) : La polymérase se déplace sur le brin matrice 3' → 5', s'éloigne de la fourche en synthétisant un court fragment d'ADN = fragment d'Okazaki.

### Coordination des événements

Holoenzyme : Terme général décrivant un complexe multiprotéique dans lequel une enzyme « noyau » est associée à des partenaires qui renforcent son activité.
Les ADN polymérases travaillant sur chaque brin à polymériser sont associées entre elles via le complexe de réplication ou réplisome.
Réplisome : Holoenzyme + les autres protéines essentielles à la machinerie de réplication.
Chez E. coli : Deux ADN polymérases sont liées entre elles et forment un large complexe protéique nommé ADN pol III holoenzyme.

### Codons

Codon : 3 ribonucléotides consécutifs d'une molécule d'ARNm complémentaires à un gène.
Anticodon : 3 ribonucléotides consécutifs d'ARNt complémentaires à un codon spécifique de l'ARNm.
Les séquences sont nommées de 5' vers 3'.
Les séquences complémentaires sont antiparallèles.
Types de codons :
- Codons d'initiation : marquent le début de la lecture de l'ARNm.
  - Tous : AUG
- Codons des acides aminés : codent pour les 20 acides aminés.
- Codons de terminaison (STOP): indique la fin de lecture de l'ARNm.

Mutations

Mutations : Tous les changements de la séquence de l'ADN.
Les mutations peuvent être néfastes, bénéfiques ou nulles.
Mutations ponctuelles (modifications simples) :
- Substitution de nucléotides.
- Insertion : Ajout d'une ou plusieurs bases nucléotidiques à une séquence d'ADN.
- Délétion : Suppression d'une ou plusieurs bases nucléotidiques d'une séquence d'ADN.

Effets des mutations

Un changement dans la séquence qui code une protéine peut mener à une protéine différente dont la forme, l'activité ou l'association à d'autres protéines a été changée.
Un changement dans la région régulatrice de l'expression génique ou dans la structure globale de l'ADN peut modifier la production de la protéine (moment ou quantité).
Les séquences non codantes sont importantes dans le génome car elles sont à la base du polymorphisme, des allèles, de l'évolution et de certaines maladies.

Erreurs durant la réplication : Mutations ponctuelles et microsatellites

Mésappariements : Le mésappariement d'un nucléotide pendant la réplication est corrigé par des systèmes de réparation de l'ADN.
Microsatellites : Séquences répétées courtes qui sont instables et sujettes à l'expansion ou à la contraction.
Les erreurs de réplication peuvent induire des mutations ponctuelles et des variations du nombre de copies de microsatellites.

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