Enzymes de restriction et ADN polymérases
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Questions and Answers

Quelle est l'une des principales utilisations de l'ADN polymérase T7 ?

  • Séquençage de l'ADN (correct)
  • Synthèse d'ADNc
  • Réparation de l'ADN
  • Marquage d'ADN

Quel type d'activité l'ADN polymérase T7 n'a-t-elle pas ?

  • Activité exonucléase 5'→3' (correct)
  • Activité thermique
  • Activité exonucléase 3'→5' (correct)
  • Activité polymérase 5'→3'

Quelle enzyme est dérivée de la bactérie Thermus aquaticus ?

  • ADN polymérase T4
  • ADN polymérase T7
  • Taq ADN polymérase (correct)
  • ADN polymérase I d'E.coli

Parmi les activités polymérases, laquelle est caractéristique de l'ADN polymérase T4 ?

<p>Processivité élevée (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de l'ADN polymérase I d'E.coli ?

<p>Réparation de l'ADN (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal rôle des enzymes de restriction dans les bactéries?

<p>Cliver l'ADN étranger pour se défendre contre les virus (B)</p> Signup and view all the answers

Comment les enzymes de restriction clivent-elles l'ADN?

<p>À des séquences spécifiques de 4 à 10 paires de bases (B)</p> Signup and view all the answers

D'où proviennent la plupart des enzymes de restriction?

<p>Des micro-organismes, principalement des bactéries (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre les endonucléases et les exonucléases?

<p>Les endonucléases clivent à l'intérieur de l'ADN, les exonucléases à l'extrémité (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle technique est généralement utilisée après la digestion enzymatique pour analyser les fragments d'ADN?

<p>L'électrophorèse (A)</p> Signup and view all the answers

Comment sont nommées les enzymes de restriction?

<p>Composées de lettres indiquant le genre et l'espèce de la bactérie d'origine (A)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les bactéries modifient-elles leur propre ADN par rapport à leurs enzymes de restriction?

<p>Pour éviter l'autodestruction (B)</p> Signup and view all the answers

Quels types de coupures peuvent réaliser les enzymes de restriction?

<p>Des coupures franches et dissymétriques (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le type d'enzyme de restriction qui est le plus utilisé en Génie Génétique ?

<p>Type II (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme de restriction provient de la souche Escherichia coli R ?

<p>EcoRI (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le site de reconnaissance de l'enzyme SmaI ?

<p>CCC/GGG (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle caractéristique distingue les enzymes de type I des enzymes de type II ?

<p>Elles ne sont pas précises et nécessitent des cofacteurs supplémentaires. (D)</p> Signup and view all the answers

Parmi les suivantes, laquelle est une caractéristique des sites de reconnaissance des enzymes de restriction ?

<p>Les sites de reconnaissance peuvent avoir une longueur de 4, 6 ou 8 bases. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelles enzymes réalisent des coupures à bouts collants ?

<p>Elles réalisent des coupures à des distances variables du site de reconnaissance. (A)</p> Signup and view all the answers

Les isoschizomères se distinguent par :

<p>Leur origine dans des bactéries différentes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la distance typique à laquelle les enzymes de type III coupent par rapport au site de reconnaissance ?

<p>Environ 20 nucléotides après. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme de restriction reconnaît et coupe la séquence G/AATTC?

<p>Eco RI (C)</p> Signup and view all the answers

Comment les méthylases protègent-elles l'ADN bactérien de la coupure par des enzymes de restriction?

<p>Elles ajoutent des groupes méthyle. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type d'extrémités produit l'enzyme de restriction Sma I?

<p>Extrémités franches (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des ions bivalents comme Mg² et Mn² pour les DNases?

<p>Ils activent l'enzyme pour effectuer des coupures. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle affirmation concernant les enzymes de restriction est correcte?

<p>Elles reconnaissent des séquences spécifiques sur l'ADN. (C)</p> Signup and view all the answers

Dans quel type d'ADN se concentrent principalement les méthylations chez les eucaryotes?

<p>Cytosines des dinucléotides CG (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type d'enzyme est la DNase?

<p>Endonucléase (A)</p> Signup and view all the answers

Les extrémités obtenues par la coupure de Pst I sont de quel type?

<p>Extrémités cohésives 3' sortantes (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des ligases dans le processus de ligation de l'ADN?

<p>Lier des fragments d'ADN en utilisant un groupement phosphate en 5’ et un OH en 3’ (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de ligase est spécifiquement utilisé pour lier des extrémités franches d'ADN double brin?

<p>ADN ligase de phage T4 (B)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la déphosphorylation des extrémités est-elle nécessaire avant la ligation d'un fragment d'ADN?

<p>Pour éviter la recircularisation des vecteurs (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'effet de l'incubation à 65°C sur les phosphatases alcalines?

<p>Elles se dénaturent et inactivent (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit de la réaction catalysée par les kinases?

<p>Un groupement phosphate fixé à l'ADN (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des RNases dans la maturation de l'ARN?

<p>Éliminer les introns et modifier l'ARNm (C)</p> Signup and view all the answers

Quel pH est optimal pour l'activité des phosphatases alcalines?

<p>pH entre 9 et 10 (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique des RNases non spécifiques?

<p>Dégradent l'ARN de manière aléatoire (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction des RNases dans la défense contre les virus?

<p>Dégrader l'ARN viral (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme est responsable de la jonction entre un 5' phosphate et un 3' OH d'ARN?

<p>T4 ARN ligase (D)</p> Signup and view all the answers

Sur quel type de fragment les ligases n'opèrent-elles pas efficacement?

<p>Extrémités déphosphorylées (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle affirmation sur les RNases est incorrecte?

<p>Elles ne dégradent que l'ARNm (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type de RNase est impliqué dans la dégradation des ARNm pour contrôler l'expression des gènes?

<p>RNases spécifiques de séquence (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des RNases dans la cellule en rapport avec l'ARN endommagé?

<p>Elles dégradent les ARN défectueux (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une des spécificités des RNases exonucléases?

<p>Elles dégradent l'ARN à partir des extrémités (B)</p> Signup and view all the answers

Quel mécanisme d'action caractérise les RNases endonucléases?

<p>Elles coupent l'ARN à l'intérieur de la chaîne (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Qu'est-ce qu'une enzyme de restriction ?

Les enzymes de restriction sont des enzymes qui reconnaissent des séquences spécifiques d'ADN et les coupent à ces sites.

Fonctionnalité des enzymes de restriction

Les enzymes de restriction permettent de fragmenter l'ADN en segments plus petits ou de couper à des sites choisis.

Types de coupures des enzymes de restriction

Certaines enzymes de restriction réalisent des coupures franches, tandis que la majorité effectue des coupures dissymétriques, produisant des extrémités cohésives.

Variété des enzymes de restriction

Plus de centaines d'enzymes de restriction ont été caractérisées, chacune reconnaissant différents sites de coupure.

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Cartographie de l'ADN

Les enzymes de restriction sont utilisées pour établir une carte de restriction, déterminant l'ordre des sites de restriction sur une molécule d'ADN.

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Méthode de détection

Après digestion enzymatique, les fragments d'ADN sont séparés par électrophorèse, permettant d'identifier leurs tailles.

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Classification des enzymes de restriction

Les enzymes de restriction sont des endonucléases, clivant les liaisons phosphodiester à l'intérieur de l'ADN.

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Origine des enzymes de restriction

Les enzymes de restriction sont extraites de micro-organismes, le plus souvent des bactéries.

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Enzymes de restriction

Les enzymes de restriction sont des enzymes qui coupent l'ADN à des sites spécifiques appelés sites de reconnaissance.

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Enzymes de restriction de type II

Les enzymes de restriction de type II sont les seules utilisées en génie génétique car elles coupent précisément l'ADN au niveau du site de reconnaissance.

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Enzymes de restriction de type I

Les enzymes de restriction de type I reconnaissent des séquences non symétriques et coupent l'ADN à une distance variable du site de reconnaissance.

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Enzymes de restriction de type III

Les enzymes de restriction de type III reconnaissent un site de reconnaissance et coupent l'ADN environ 20 nucléotides après ce site.

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Sites de reconnaissance palindromiques

Les enzymes de restriction reconnaissent des séquences palindromiques, ce qui signifie que les deux brins d'ADN sont identiques lorsqu'ils sont lus dans le sens inverse.

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Isoschizomères

Les isoschizomères sont des enzymes de restriction qui reconnaissent et coupent le même site de reconnaissance, mais qui proviennent de deux bactéries différentes.

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Coupure à bouts francs

Une coupure à bouts francs se produit au milieu de la séquence palindromique, créant des extrémités lisses et sans saillie.

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Coupure à bouts collants

Une coupure à bouts collants se produit de part et d'autre du centre de symétrie, créant des extrémités avec des saillies complémentaires.

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Qu'est-ce qu'une RNase ?

Les enzymes qui dégradent l'ARN.

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Quels sont les différents types de RNases ?

Les RNases endonucléases coupent l'ARN à l'intérieur de la molécule, les RNases exonucléases dégradent l'ARN à partir des extrémités, et les RNases spécifiques de séquence reconnaissent des séquences spécifiques d'ARN.

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Quels sont les rôles des RNases dans la cellule ?

Les RNases jouent un rôle dans la maturation de l'ARN, la régulation de l'expression génique, la dégradation des ARN défectueux et la défense contre les virus.

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Quel est le rôle des RNases dans la maturation de l'ARN ?

Les RNases éliminent les introns et ajoutent des modifications post-transcriptionnelles à l'ARN pré-messager (pré-ARNm) pour le transformer en ARN messager (ARNm) mature.

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Comment les RNases participent-elles à la régulation de l'expression génique ?

Les RNases peuvent dégrader les ARNm, ce qui permet de contrôler l'expression des gènes. Elles sont régulées par des facteurs de transcription et des microARNs (miARNs), ce qui leur permet de participer à des réseaux complexes.

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Quel est le rôle des RNases dans la dégradation des ARN défectueux ?

Les RNases dégradent les ARN endommagés ou erronés, contribuant au maintien de l'intégrité de l'ARN dans la cellule.

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Comment les RNases participent-elles à la défense contre les virus ?

Certaines RNases dégradent l'ARN viral, empêchant la réplication du virus et protégeant la cellule.

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Qu'est-ce que Eco RI ?

Eco RI est une endonucléase de restriction qui reconnaît la séquence G/AATTC et coupe l'ADN à cet endroit, créant des extrémités cohésives 5' sortantes.

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Qu'est-ce que Pst I ?

Pst I est une endonucléase de restriction qui reconnaît la séquence CTGCA/G et coupe l'ADN à cet endroit, créant des extrémités cohésives 3' sortantes.

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Qu'est-ce que Sma I ?

Sma I est une endonucléase de restriction qui reconnaît la séquence CCC/GGG et coupe l'ADN à cet endroit, créant des extrémités franches. Les extrémités franches sont des extrémités d'ADN qui ne sont pas complémentaires et ne peuvent pas se lier entre elles.

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Qu'est-ce qu'une méthylase ?

Les méthylases sont des enzymes qui ajoutent des groupes méthyle à l'ADN. On peut utiliser ces méthylases pour inhiber la digestion d'un fragment d'ADN par une enzyme de restriction.

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Qu'est-ce qu'une nucléase ?

Les nucléases sont des enzymes qui coupent les acides nucléiques. Les DNases coupent l'ADN et les RNases coupent l'ARN.

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Comment les DNases coupent-elles l'ADN ?

Les DNases coupent l'ADN de manière aléatoire, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas spécifiques à un site de restriction.

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Qu'est-ce que l'ADN polymérase T7 ?

L'ADN polymérase T7 est une enzyme utilisée dans les applications nécessitant une synthèse rapide et précise d'ADN, telles que la PCR et le séquençage d'ADN. Elle est connue pour sa grande fidélité et sa vitesse élevée.

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Que signifie "Taq ADN polymérase" ?

La Taq ADN polymérase est une enzyme provenant de la bactérie Thermus aquaticus, connue pour sa résistance à la chaleur. Elle est utilisée dans la PCR car elle peut fonctionner à des températures élevées sans se dénaturer.

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Comment fonctionne l'ADN polymérase T7 ?

L'ADN polymérase T7 est une ADN polymérase dépendante de l'ADN, ce qui signifie qu'elle utilise un brin d'ADN comme matrice pour synthétiser un nouveau brin d'ADN. Cette enzyme est très rapide et précise et est donc idéale pour des applications telles que la PCR et le séquençage d'ADN.

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Quelle est la particularité de la Taq ADN polymérase ?

La Taq ADN polymérase est une ADN polymérase thermostable, ce qui signifie qu'elle peut résister à des températures élevées sans se dénaturer. Cela est crucial pour la PCR car elle nécessite de chauffer l'ADN à des températures élevées pour le dénaturer (séparer les brins) avant de le refroidir pour permettre la synthèse d'ADN .

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Quel est le rôle de la Taq ADN polymérase dans la PCR ?

La Taq ADN polymérase est capable de synthétiser de nouveaux brins d'ADN en utilisant un brin pré-existant comme modèle. Elle ajoute des nucléotides à l'extrémité 3' du nouveau brin, en suivant la séquence du brin matrice.

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Que sont les ligases ?

Les ligases sont des enzymes qui joignent deux fragments d'ADN en créant une liaison phosphodiester entre un groupement phosphate en 5' et un groupement OH en 3', nécessitant de l'ATP.

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Quels types d'extrémités les ligases peuvent-elles lier ?

Les ligases peuvent lier des extrémités cohésives, qui sont des extrémités d'ADN avec des séquences complémentaires, ou des extrémités franches, qui sont des extrémités d'ADN sans séquences complémentaires.

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Quelle est l'importance des groupes phosphates pour la ligation ?

Si les deux extrémités sont déphosphorylées, la ligation ne peut pas avoir lieu. Cependant, si une seule extrémité est déphosphorylée, la ligation peut avoir lieu sur un des deux brins, laissant l'autre avec une brèche.

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Quelle est l'application de l'ADN ligase d'E.coli ?

L'ADN ligase d'E.coli est utilisée pour lier des extrémités cohésives d'ADN double brin.

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Quelle est l'application de la T4 ADN ligase ?

La ligase du phage T4 peut lier des extrémités franches ou cohésives d'ADN double brin.

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Quelle est l'application de la T4 ARN ligase ?

La T4 ARN ligase catalyse la jonction entre un 5' phosphate d'un ARN ou d'un ADN simple brin avec un 3' OH.

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Que sont les phosphatases ?

Les phosphatases sont des enzymes qui enlèvent des groupes phosphates.

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Que sont les kinases ?

Les kinases sont des enzymes qui ajoutent des groupes phosphates.

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Study Notes

Génie Génétique - 2024-2025

  • Enseignant: Walid Sabri HAMADOU

Introduction générale

  • Le cours porte sur les outils de base du génie génétique, et plus spécifiquement sur les enzymes.

Les Enzymes

  • Enzymes de restriction: Découvertes en 1973, ces enzymes sont initialement identifiées chez les bactéries. Elles constituent un système de défense contre les virus bactériophages.
  • Fonctionnalité: Elles reconnaissent des séquences spécifiques de 4 à 10 paires de bases (pb) et clivent l'ADN à ces sites.
  • Fragmentation de l'ADN: Elles permettent de fragmenter l'ADN en segments plus petits ou de couper à des sites choisis.
  • Types de coupures: Certaines enzymes réalisent des coupures franches, d'autres des coupures dissymétriques, produisant des extrémités cohésives.

Variété des enzymes de restriction

  • Plus de centaines d'enzymes de restriction ont été caractérisées.
  • Chacune reconnaissant différents sites de coupure.

Cartographie de l'ADN

  • Ces enzymes sont utilisées pour établir une carte de restriction, déterminant l'ordre des sites de restriction sur une molécule d'ADN.

Méthode de détection

  • Après digestion enzymatique, les fragments d'ADN sont séparés par électrophorèse pour identifier leurs tailles.

Classification des enzymes de restriction

  • Les enzymes de restriction sont des endonucléases qui clivent les liaisons phosphodiester à l'intérieur de l'ADN, contrairement aux exonucléases qui agissent aux extrémités.

Origine des enzymes de restriction

  • Les enzymes de restriction sont extraites de micro-organismes, principalement des bactéries.
  • Les bactéries fabriquent ces enzymes pour cliver l'ADN étranger et se protéger des virus à ADN.
  • Afin d'éviter l'autodestruction de leur propre ADN, les bactéries modifient leurs sites de restriction correspondants.

Nomenclature des enzymes de restriction

  • Leur nom est composé de 3 ou 4 lettres.
  • La première lettre (majuscule) représente le genre de la bactérie d'origine.
  • Les deux lettres suivantes (minuscules) indiquent l'espèce de la bactérie.
  • Une quatrième lettre (majuscule) peut désigner la souche bactérienne.
  • Un chiffre romain à la fin indique l'ordre de caractérisation de l'enzyme.

Classes d'enzymes de restriction

  • Enzymes de type II: Reconnaissent souvent des séquences palindromiques. Les sites de coupure sont identiques ou proches du site de reconnaissance.
  • Enzymes de type I: Reconnaissent des séquences sans symétrie. Coupent à 1000 à 5000 paires de bases du site de reconnaissance.
  • Enzymes de type III: Présentent un site de reconnaissance. Coupent environ 20 nucléotides après le site de reconnaissance.

Sites de reconnaissance

  • Les enzymes de restriction reconnaissent 4, 6 ou 8 bases.
  • La fréquence de reconnaissance diminue avec le nombre de bases reconnues.
  • Isoschizomères: enzymes qui reconnaissent et coupent la même séquence mais qui proviennent de deux bactéries différentes.

Types de coupures

  • Coupure à bouts francs: Se produit au milieu de la séquence palindromique.
  • Coupure à bouts collants (ou adhésifs): Se fait de part et d'autre du centre de symétrie.

Autres outils enzymatiques

  • Les nucléases (DNases et RNases):
    • DNases:
      • Origine: Extraite du pancréas de bovin.
      • Type: Endonucléase, capable de couper l'ADN double brin et simple brin.
      • Mode d'action: Effectue des coupures aléatoires.
      • Produits: Génère des fragments de tailles variées (oligonucleotides) avec un groupement phosphate à l'extrémité 5'.
      • Sensibilité: Nécessite des ions bivalents comme Mg2+ et Mn2+ pour son activité.
      • Fonction: Couper l'ADN au niveau d'un phosphate, libérant deux fragments, l'un se terminant par un 3'OH et l'autre par un 5' phosphate.
      • Types: Endonucléases et exonucléases.
      • Exemple: La nucléase S1 qui attaque l'ADN simple brin.
    • Exonucléases:
      • Fonction: Digèrent l'ADN en retirant séquentiellement les nucléotides à partir de l'extrémité 3'-5' (exonucléase III) ou 5'-3' (exonucléase de phage T7).
  • ADN polymérases:
    • Description: Enzymes qui recopient un ADN en ADN ou ARN.
    • Propriétés générales: Synthétisent le nouveau brin dans le sens 5' à 3', la synthèse s'effectue de manière complémentaire et antiparallèle, nécessitent la présence de nucléosides triphosphates (NTPs) ou désoxynucléosides triphosphates (dNTPs).
    • Types/Exemples:
      • ADN polymérase I d'E. coli : Plusieurs activités (polymérase 5'→3', exonucléase 3'→5', exonucléase 5'→3').
      • ADN polymérase T4 : Très processive, activité polymérase 5'→3' et activité exonucléase 3'→5'. Utilisée en biologie moléculaire.
      • ADN polymérase T7 : Très rapide et fidèle, activité polymérase 5'→3°, sans activité exonucléase 3'→5'. Permet des applications nécessitant une synthèse rapide et précise (PCR, séquençage).
      • ADN polymérases thermostables (Taq ADN polymérase, Pfu et Pwo ADN polymérases, Vent ADN polymérase, KOD1 ADN polymérase): Résistantes à de hautes températures, permettant la réplication à des températures plus élevées dans des réactions PCR.
      • ADN polymérases ARN dépendantes (Transcriptase inverse): Produite par les rétrovirus, elle permet de créer un ADN complémentaire à partir d'un ARN. Utilise l'ARN comme matrice.
  • ARN polymérases:
    • Fonction: Synthetisent l'ARN à partir d'un brin d'ADN matrice (transcription).
    • Types: ARN polymérase I, II et III pour synthèses d'ARNs de types différents chez les eucaryotes ; un seul type chez les procaryotes.
  • Les ligases: Utilisées pour lier des fragments d'ADN ou d'ARN après coupure par des enzymes de restriction. Elles nécessitent l'ATP. Différents types: ADN ligase d'E. coli, ADN ligase de phage T4, ARN ligase T4.
  • Les phosphatases et kinases:
    • Phosphatases: Enlèvent les groupes phosphates.
    • Kinases: Fixent des groupes phosphate en présence d'ATP.

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Ce quiz teste vos connaissances sur les enzymes de restriction et les ADN polymérases, en se concentrant sur leurs caractéristiques, leurs fonctions et leurs applications. Explorez des questions sur des enzymes comme l'ADN polymérase T7 et les activités cellulaires associées. Parfait pour les étudiants en biologie moléculaire.

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