Structure de l'ADN et des gènes

Genetics

DNA Structure

• Double helix model: two complementary strands of nucleotides twisted together
• Nucleotides composed of:
  • Sugar molecule (deoxyribose)
  • Phosphate group
  • Nitrogenous base (A, C, G, or T)
• Hydrogen bonds between nitrogenous bases hold strands together
• Base pairing rules:
  • A pairs with T
  • C pairs with G

Genes and Alleles

• Gene: segment of DNA that codes for a specific trait or protein
• Allele: variant of a gene that occupies a specific location on a chromosome
• Dominant and recessive alleles:
  • Dominant allele will be expressed if an individual has one copy of the allele
  • Recessive allele will be expressed only if an individual has two copies of the allele

Inheritance Patterns

• Mendel's laws:
  1. Law of Segregation: each pair of alleles separates during gamete formation
  2. Law of Independent Assortment: alleles for different genes are sorted independently during gamete formation
• Types of inheritance:
  • Autosomal dominant: one copy of the allele is enough to express the trait
  • Autosomal recessive: two copies of the allele are needed to express the trait
  • X-linked: genes located on the X chromosome

DNA Replication and Mutation

• DNA replication: process of creating an exact copy of DNA
• Steps of DNA replication:
  1. Unwinding of double helix
  2. Binding of primers
  3. Synthesis of new strands
  4. Proofreading and editing
• Mutation: change in the DNA sequence
• Types of mutations:
  • Point mutation: change in a single nucleotide
  • Frameshift mutation: insertion or deletion of nucleotides leading to a change in the reading frame
  • Chromosomal mutation: change in the number or structure of chromosomes

Génétique

Structure de l'ADN

• Modèle en double hélice : deux brins complémentaires de nucléotides enroulés ensemble
• Les nucléotides sont composés de :
  • Molécule de sucre (désoxyribose)
  • Groupe phosphate
  • Base azotée (A, C, G ou T)
• Les liaisons hydrogène entre les bases azotées maintiennent les brins ensemble
• Règles de paire de bases :
  • A se pare avec T
  • C se pare avec G

Gènes et Allèles

• Gène : segment d'ADN qui code pour un trait spécifique ou une protéine
• Allèle : variante d'un gène qui occupe une position spécifique sur un chromosome
• Allèles dominants et récessives :
  • Allèle dominant est exprimé si un individu a un seul exemplaire de l'allèle
  • Allèle récessif est exprimé uniquement si un individu a deux exemplaires de l'allèle

Modèles d'Héritage

• Lois de Mendel :
  • Loi de la ségrégation : chaque paire d'allèles se sépare lors de la formation des gamètes
  • Loi de l'assortiment indépendant : les allèles pour les gènes différents sont triés indépendamment lors de la formation des gamètes
• Types d'héritage :
  • Dominance autosomique : un seul exemplaire de l'allèle suffit pour exprimer le trait
  • Recessivité autosomique : deux exemplaires de l'allèle sont nécessaires pour exprimer le trait
  • Liaison au chromosome X : gènes situés sur le chromosome X

Réplication de l'ADN et Mutation

• Réplication de l'ADN : processus de création d'une copie exacte de l'ADN
• Étapes de la réplication de l'ADN :
  • Déroulement de l'hélice double
  • Fixation des amorces
  • Synthèse des nouveaux brins
  • Vérification et édition
• Mutation : changement dans la séquence de l'ADN
• Types de mutations :
  • Mutation ponctuelle : changement dans un seul nucléotide
  • Mutation de décalage : insertion ou suppression de nucléotides entraînant un changement dans le cadre de lecture
  • Mutation chromosomique : changement dans le nombre ou la structure des chromosomes

Biologie

• L'étude des organismes vivants et de leurs interactions avec l'environnement
• Branches de la biologie :
  • Botanique : étude des plantes
  • Zoologie : étude des animaux
  • Écologie : étude des interactions entre les organismes et leur environnement
  • Biologie évolutionniste : étude de l'évolution et de la diversité de la vie
• Concepts clés :
  • Les cellules : unités de base de la vie
  • Les organites : structures spécialisées au sein des cellules
  • Les tissus : groupes de cellules similaires
  • Les systèmes d'organes : groupes d'organes qui travaillent ensemble

Génétique

• L'étude de l'hérédité et de la variation
• Concepts clés :
  • L'ADN (acide désoxyribonucléique) : matière génétique
  • Les gènes : segments de l'ADN qui codent pour les caractères
  • Les chromosomes : structures filiformes qui portent les gènes
  • Le génotype : patrons génétiques d'un individu
  • Le phénotype : expression physique du génotype d'un individu
• Principes de l'hérédité :
  • Les lois de Mendel : lois de la ségrégation et de l'assortiment indépendant
  • Allèles dominantes et récessives
  • Carrés de Punnett : diagrammes pour prévoir les modèles d'hérédité

Microbiologie

• L'étude des micro-organismes : bactéries, virus, champignons et protistes
• Types de micro-organismes :
  • Bactéries : prokaryotes unicellulaires
  • Virus : particules infectieuses qui se reproduisent à l'intérieur des cellules
  • Champignons : organismes unicellulaires ou multicellulaires
  • Protistes : eucaryotes unicellulaires
• Processus microbiens :
  • Le métabolisme : conversion d'énergie et absorption de nutriments
  • La reproduction : division cellulaire et croissance
  • La pathogenèse : mécanismes de maladie
• Applications microbiennes :
  • Production de nourriture et de boissons
  • Applications médicales : vaccins, antibiotiques et diagnostic
  • Applications environnementales : bioremédiation et contrôle de la pollution