Classe 5 - les mutations PDF

L’ origine des mutations Section 1 : Date Sujet Jan. 8 Introduction au cours Jan. 10 Chromosomes, chromatine et chromatides Jan. 15 Le contenu du génome et les gènes Jan. 17 Mitose et méiose Jan. 22 La structure dynamique du génome : control génétique du développent Jan. 24 L’origine moléculaire des...

L’ origine des mutations Section 1 : Date Sujet Jan. 8 Introduction au cours Jan. 10 Chromosomes, chromatine et chromatides Jan. 15 Le contenu du génome et les gènes Jan. 17 Mitose et méiose Jan. 22 La structure dynamique du génome : control génétique du développent Jan. 24 L’origine moléculaire des mutations et nomenclature Jan 29 Révision Chapitre 16 et 7 Griffith 6 ième édition Chapitre 15 Griffiths 12 ième édition Variabilité du phénotype La source principale de variabilité est la présence de plusieurs allèles De nouveaux allèles apparaissent chez tous les organismes à source de l'évolution Changements à la séquence de l’ADN peut aussi être néfastes Quelle est l’ origine moléculaire de ces variants? Quels sont les conséquences sur le phénotype? Quelle est l’ origine de ces variants? Dans les cellules, les molécules d’ADN ne sont pas complètement stables Agents extérieurs mais aussi avoir des conséquences sur la stabilité de l’ ADN Chaque nucléotide peut changes pendant un processus appelé mutation Si une mutation se vérifie au niveau d’un gène on parle de mutation génique Les mutations sont causées par un dommage a l’ADN Quelle est l’ origine de ces variants? les mutations peuvent être spontanées ou induites Mutations spontanées: le dommage a l’ADN vient par l’ environnement cellulaire et par des erreurs de l’ADN polymérase pendant la réplication. Se vérifient naturellement et peuvent toucher toutes les cellules Mutations induites: le dommage a l’ADN est produit par des agent appelés mutagènes. Les cellules ont des mécanismes pour réparer le dommage a l’ADN L’origine des mutations ADN type sauvage Dommage ADN: Spontané induit Réparation de l’ ADN ADN muté Neutre Bénéfique Néfaste Réparation imprecise Les mutations spontanées Erreurs au cours de la réplication Lésions spontanées Erreurs au cours de la réplication Mésappariement: une erreur dans l'appariement des bases Pyrimidines: C, T, (U) Purines: A, G Erreurs au cours de la réplication Transition: une purine s’ apparie avec la mauvaise pyrimidine C-G à C-A T-A à T-G Formes tautomériques des bases: isomères différant par la position de leurs atomes Forme céto: normalement présente Formes imino ou énol: peuvent s’ apparier avec une base inadéquate Formes ionisées des bases: plus fréquentes Erreurs au cours de la réplication Transversions: une purine replace une pyrimidine ou une pyrimidine remplace une purine Nécessite un mésappariement entre deux purines ou deux pyrimidines A-T à G-C G-C à A-T Erreurs au cours de la réplication Transition: une purine remplace une autre purine ou une pyrimidine replace une autre pyrimidine C-G à C-A T-A à T-G Transversions: une purine replace une pyrimidine ou une pyrimidine remplace une purine A-C à A-A, C-C G-T à G-G, T-T L’ activité d’ édition de l’ADN polymérase excise ces mésappariements dans la plupart des cas Erreurs au cours de la réplication: décalage du cadre de lecture Mutations indel: petites insertions ou délétions de bases Le brin matrice glisse Le nouveau brin glisse Boucle stabilisée Boucle stabilisée Insertion A-T Délétion C-G et A-T Lésions spontanées Dommage de l’ADN causée par l’eau et espèces réactives de l'oxygène Les réactions chimiques de l'ADN avec l'eau (l'hydrolyse) conduisent à la dépurination et à la désamination Les réactions avec des molécules réactives contenant de l'oxygène entraînent plusieurs types de dommages à l'ADN Lésions spontanées: dépurination Les site apuriniques ne peuvent pas spécifier la base complémentaire Lésions spontanées: désamination Lésions spontanées: désamination Lésions spontanées: dommage d’oxydation Les espèces réactives de l'oxygène (ROS): radicaux superoxydes (⋅O2-) peroxyde d'hydrogène (H2O2) radicaux hydroxyles (⋅OH) Blocage de la réplication de l’ADN et transcription transversion Mutations spontanées Erreurs de l’ AND polymérase au cours de la réplication Changements chimiques causés par l’ eau et les espèces réactives de l'oxygène dans les cellules Les mutations induites Se produisent à la suite d'une exposition à des agents mutagènes: Chimique Physique 3 mécanismes: Remplacement d’une base à mésappariement Modification d’ une base à mésappariement Endommage d’ une base Remplacement d’une base Analogues de bases: composés chimiques similaire a une base azotée Quand ils sont incorporés dans l’ADN, ils peuvent provoquer des mésappariements Modification d’ une base Agents alkylants: peuvent ajouter des groupements alkyles Endommage d’ une base Causent un blocage de la réplication de l’ ADN Agents intercalants Ils ressemblent aux paires de bases Causent insertions et délétions Agents physiques Agents physiques Transition: la liaison Purine-pyrimidine est conservée Transversion: on aura deux purines ou deux pyrimidines Diapo 12: erreur!!!!! Transversions: une purine replace une pyrimidine ou une pyrimidine remplace une purine Nécessite un mésappariement entre deux purines ou deux pyrimidines A-T à G-C G-C à A-T Il faut savoir quels sont les purines et quels sont les pyrimidines Mécanismes de réparation de l’ADN 6 mécanismes principaux de réparation de l’ ADN: Réparation directe Réparation par excision de base (BER) Réparation par excision de nucléotide (NER) Réparation des mésappariements (MMR) Synthèse translésionnelle (TLS) Recombinaison homologue (HR) Réunion d’ extrémités non homologues (NHEJ) Réparation directe Réparation par excision de base (BER) Détection du dommage ADN glycosylase: excise la base à site apurinique ou apyrimidinique AP endonucléase: coupe un brin Polymérase β (Pol β): excise le site AP et synthétise un nucléotide Synthétise 2-10 nucléotides Réparation par excision de nucléotide (NER) Détection du dommage Séparation des brins Incision Excision Polymérisation Ligation Réparation des cassures de double brin Peuvent être spontanés ou induits: Recombinaison homologue (HR) Réunion d’ extrémités non homologues (NHEJ) Recombinaison homologue (HR) A besoin de la présence d’un molécule d’ ADN non endommagé Utilisé seulement dans cellules en cours de division Deux mécanismes principaux: Hybridation des brins dépendant par la synthèse (SDSA) Réparation des cassures de double brin (DSBR) SDSA DSBR Réunion d’ extrémités non homologues (NHEJ) Variabilité du phénotype La source principale de variabilité est la présence de plusieurs allèles De nouveaux allèles apparaissent chez tous les organismes Quelle est l’ origine moléculaire de ces variants? Quels sont les conséquences sur le phénotype? Quels sont les conséquences sur le phénotype? Mutation ponctuelle: modification d’ une seule ou d’ un petit nombre de bases dan l’ ADN Les conséquences dépendent si la mutation est dans la région codante ou dans une région non codante L’origine des mutations ADN type sauvage Dommage ADN: Spontané induit Réparation de l’ ADN ADN muté Neutre Bénéfique Néfaste Réparation imprecise Mutations dans la région codante d’ un gène Type sauvage Mutation synonyme Transitions transversions Mutation Faux-sens (conservative) ACA AAG AGA GGT Thr Lys Arg Gly ACA AAG AGC GGT Thr Lys Arg Gly ACA AAG AAA GGT Thr Lys Lys Gly Mutation ACA AAG ATA GGT Faux-sens (non conservative) Thr Lys Ile Gly Mutation non-sens Codon modifié spécifie pour le même acide aminé ACA ATA AGA GGT Thr STOP Codon modifié spécifie pour un acide aminé diffèrent mais ayant des propriétés chimiques similaires Codon modifié spécifie pour un acide aminé Diffèrent et ayant des propriétés chimiques différents Codon modifié spécifie pour un codon STOP Mutations dans la région codante d’ un gène Type sauvage ACA AAG AGA GGT Thr Lys Arg Gly ACA GAA GAG AGG T Thr Glu Glu Arg Modification du cadre de lecture indel ACA AGA GAG GT Thr Arg Glu Val Mutations dans un région non codante Séquences fondamentales pour la liaison des protéines a l’ADN Séquences régulatrices Introns Séquences fondamentales pour la liaison des protéines a l’ARN Séquences pour la maturation de l’ARN Séquences pour la traduction Mutations dans ces séquences peuvent supprimer ou créer un site de liaison: Modification de l’ expression d’ un gène Modification des niveaux de protéine Ces mutations modifient la quantité de protéine synthétisée mais jamais la structure Mutation ponctuelle Résumé Les mutations sont fondamentales pour la variabilité du phénotype Les mutations peuvent aussi avoir des conséquences néfastes pour la cellule Les mutations peuvent être spontanées ou induites Les cellules ont des systèmes de correction de l’ ADN endommage Les systèmes de réparation de l’ADN peuvent aussi causer des dommages Les mutations ont de conséquences différentes au niveau moléculaire dépendant si il sont dans une région codante ou pas