Le génome bactérien : structure et organisation Chapitre I

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Questions and Answers

Quelle est l'unité fondamentale et fonctionnelle du génome bactérien?

Le ribosome

Le nucléotide

Le gène (correct)

Le chromosome

Les bactéries possèdent généralement un seul chromosome.

True

Quelle est la taille approximative du génome de E. Coli en nombre de gènes?

4300

La complémentarité des bases dans l'ADN provient de l'appariement spécifique entre et d'un côté, et et de l'autre.

A, T, C, G Signup and view all the answers

Quel est le rôle de l'ADN polymérase lors de la correction des lacunes sur le brin parental?

Elle synthétise la séquence complémentaire et antiparallèle de chaque brin parental. Signup and view all the answers

Le système SOS est un système de réparation par recombinaison homologue inductible.

True Signup and view all the answers

Que provoque l'activation de Rec A dans le système SOS?

Lyse de Lex A Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui est détruit par la protéine RecA dans le système SOS? Elle détruit la protéine ______ qui est le répresseur des gènes SOS.

LexA Signup and view all the answers

Quelle est la principale différence entre une µ-délétion et une µ-insertion?

Une µ-délétion est une perte d'une séquence très courte, tandis qu'une µ-insertion est l'introduction d'une courte séquence. Signup and view all the answers

Quel type de mutations est le plus souvent provoqué par des réarrangements génétiques de grandes ampleurs?

mutations de grande ampleur Signup and view all the answers

Les mutations thermorésistantes rendent les bactéries mobiles immobiles.

False Signup and view all the answers

La réparation par réversions des lésions est réalisée par une ___________ qui coupe les liaisons covalentes au niveau des dimères de thymine.

photolyase Signup and view all the answers

Associez les agents mutagènes avec leurs types:

Analogues de bases = Ressemblent aux bases normales et peuvent être incorporés lors de la réplication. Agents méthylant et alkylant = Modifient la structure d'une base et provoquent des mésappariements. Agents intercalaires = S'intercalent entre les bases azotées. Agents nitreux = Provoquent des transitions et des désaminations oxydatives des bases. Signup and view all the answers

Study Notes

Chapitre I : Le génome bactérien : structure et organisation

La base monocycle s'apparie avec une base bicyle.
Le génome bactérien porte l'information génétique des microorganismes.
L'unité fondamentale et fonctionnelle est le gène.
La sous-unité répétitive de base de la molécule d'ADN est un désoxyribonucléotide composé d'un sucre (désoxyribose à 5C), d'un phosphate et d'une base azotée.
Chez les procaryotes, le noyau n'est pas délimité par une membrane nucléaire.
Les bactéries ne possèdent qu'un seul chromosome.
La taille du génome varie d'une bactérie à une autre et est exprimée en pb/molécule.
En général, chez les bactéries, le chromosome est circulaire (en double hélice) et comprend 4,6 millions de pb.

Chapitre II : Réplication de l'ADN chez les procaryotes

La réplication est semi-conservative.
Les doubles hélices résultantes sont constituées chacune d'un brin nouvellement formé et d'un brin parental (matrice).
La réplication se fait toujours dans le sens 5'—3'.
Les polymérases intervenant dans la réplication catalysent toujours dans le sens 5'—3'.
La fourche de réplication est bidirectionnelle.
L'initiation de la synthèse d'ADN chez les procaryotes commence toujours à un endroit bien précis appelé : origine de réplication.
La synthèse des nouveaux brins est simultanée.
Au cours de la réplication, les protéines SSB se fixent au brin monocaténaire pour éviter la formation de liaisons hydrogène entre les brins parentaux et aussi la formation de liaisons intra-brins.

Enzymes intervenant dans la réplication

Protéine d'initiation : donne le signal d'accessibilité de l'origine de réplication.
ADN Gyrase : déroulement.
Hélicase : déroulement en amont ; enroulement en aval.
SSB : maintient des deux brins séparés.
Primase : initiation.
ADN Pol III : ajout de nucléotides à l'amorce d'ARN.
ADN Pol I : 3'—5' : activité polymerasique. 5'—3' : enlève les amorces d'ARN et synthèse des bases.
Ligase : liaison.

Chapitre III : Les mutations et les agents mutagènes

Une mutation est une modification ou un changement dans l'information génétique.
Les mutations spontanées sont généralement dues à des erreurs lors de la réplication.
Les mutations induites sont dues à l'action d'agents mutagènes physiques ou chimiques.
Caractéristiques des mutations :
- Spontanéité
- Rareté (10−7 à 10−11)
- Spécificité (spécifique à un ou plusieurs caractères)
- Hérédité
Mutations ponctuelles :
- Substitution
- Transversion : remplacement d'une base purique par une base pyrimidique.
- Délétion (délétion/µdélétion)
- Insertion (insertion/µinsertion)
- Transition : remplacement d'une base purique par une base de la même catégorie.

Chapitre IV : Réparation des mutations

La réparation des mutations ou des lésions de l'ADN est à la base du maintien de l'intégrité de l'information génétique.
La constance d'une molécule d'ADN est obtenue aussi bien grâce à la réplication qu'à la réparation des mutations.
La réparation des mutations ponctuelles n'affecte pas la réplication ni la transcription.
Il y a par contre un changement de séquence.
Les lésions subies par l'ADN constituent des inducteurs de gènes de réparation.

Réparation des lésions de l'ADN

Réparation par réversions des lésions :
- Photo-réactivation : les photolyases sont des enzymes activées par l'énergie lumineuse et qui participent à la réparation de l'ADN par coupure des liaisons covalentes au niveau des dimères de thymine.
- Réversion de dépurination par une purine insertase : restaure la liaison osidique.
- Réparation des ruptures simples brins : grâce aux ligases.
- Désalkylation : mécanisme faisant intervenir les alkyltransférases.
Suppression de la zone endommagée : ce mécanisme est présent chez les procaryotes et les eucaryotes.
- Reconnaissance de la lésion.
- Excision de la partie altérée.
- Réparation par réplication pour combler la lacune (ADN Pol et ligase).### Réparation de l'ADN
Il existe de nombreuses glycosylases dans la cellule, chacune reconnaît une (ou plusieurs) base(s) modifiée(s) différentes.

Réparation par excision de nucléotides (NER)

La distorsion ou l'erreur présente sur l'un des deux brins est reconnue.
L'erreur est ensuite excisée par une nucléase.
L'excision laisse une brèche sur un des deux brins de l'hélice.
L'ADN Pol intervient pour combler le vide.
Les nucléotides ainsi insérés par l'ADN Pol sont complémentaires de ceux du brin intact.
L'ADN ligase soude les deux extrémités de la séquence.

Correction des mésappariements

Réparation par les Topoisomérases (ADN Pol I et III) : correction d'épreuves.
L'ADN Pol I grâce à son activité exonucléasique dans le sens 3'—5' corrige les erreurs de mésappariement des bases durant la réplication.

Système de réparation guidée par les CH3 : système MMR (Methyl Mismatch Repair)

Chez les procaryotes, le système de réparation repère la méthylation des adénines des séquences GATC.
Le système enzymatique de réparation est multi-protéique.
Il est capable de reconnaitre un mésappariement et une séquence GATC située dans l'environnement du mésappariement.
La reconnaissance du brin matrice par rapport au brin nouvellement synthétisé est basée sur la présence de méthylations spécifiques dans le premier.
Ce complexe multienzymatique est codé par les gènes MUT et constitué des enzymes MUT.

Réparation par recombinaison homologue

La réparation intervient sur le brin néosynthétisé lors de la réplication.
La molécule qui servira de matrice est le 2ème résultat de la réplication du 2ème brin néosynthétisé.
C'est un système de réparation constitutif, basé sur la recombinaison homologue.
Il intervient quand les systèmes précédents n'ont pas pu réparer les lésions.

Tolérance de la zone endommagée

La lacune est laissée sur le brin fils en face du dimère.
La lacune est remplie par la séquence du brin parental opposé identique à ce brin fils qui est prélevée par la protéine Rec A.
Cela va fournir la séquence correcte et créer une deuxième lacune sur le brin parental opposé.
Le dimère est excisé par des enzymes d'excision.
Les deux lacunes sont ensuite corrigées grâce à l'ADN polymérase qui synthétise la séquence complémentaire et antiparallèle de chaque brin parental.

Réparation par le système SOS

Lex A : répresseur des gènes de réparation.
Lésion => Activation de Rec A => Lyse de Lex A => Expression des enzymes de réparation.
Si les dommages dans l'ADN sont trop importants, le système SOS se met en place.
C'est le dernier système pour tenter de réparer les dommages de l'ADN.
Le système SOS se met en place et active la deuxième fonction de la protéine Rec A : son activité protéolytique.

La protéine RecA

Enzyme bifonctionnelle.
Activité d'échange de brins d'ADN, d'où son rôle dans la recombinaison.
Activité protéolytique intervenant dans le mécanisme de réparation par le système SOS.

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Description

Découvrez la structure et l'organisation du génome bactérien, en explorant les éléments de base de l'ADN et la manière dont les informations génétiques sont stockées dans les microorganismes.