Notes de Biologie Génétique - Cellules et Virus PDF

## Cellules et virus ### Théorie endosymbiotique - **Théorie endosymbiotique**: - Eucaryotes sont plus complexes - Arrivent plus tard que les procaryotes - **Théorie endosymbiotique**: - Chloroplastes et mitochondries viennent d'ancêtres procaryotes, ont été engloutis par les procaryot...

## Cellules et virus ### Théorie endosymbiotique - **Théorie endosymbiotique**: - Eucaryotes sont plus complexes - Arrivent plus tard que les procaryotes - **Théorie endosymbiotique**: - Chloroplastes et mitochondries viennent d'ancêtres procaryotes, ont été engloutis par les procaryotes plus grands. - Possèdent des ressemblances biochimiques avec les procaryotes. - Mitochondrie: ancienne protéobactérie. - Chloroplaste: ancienne cyanobactérie. - Survivent dans le cytoplasme de leur hôte. ### Preuves de la théorie - **CIADN** de chloroplastes et mitochondries est différent du noyau et similaire aux procaryotes (ADN circulaire) - **Ribosome 70s**. - **Transcription de leur ADN**. - **Utilisent leur ARNm pour synthétiser leurs protéines**. - Fission binaire. - **2 membranes similaires à procaryotes**. - **Structure interne et vecteur biochimique du chloroplaste similaire aux cyanobactéries**. **Exemple:** _E. Coli_ ### Composants d'une bactérie - **Cytoplasme** - **Pili (commun)** - **Paroi cellulaire** - **Membrane plasmique** - **Ribosome 70s** - **Nucléotide (ADWN)** - **Flagelle** ## Roles Structurus procaryotes - **Paroi cellulaire**: Donne la forme, protège des dommages externes, prévient l'explosion en cas d'absorption. - **Membrane plasmique**: Contrôle les entrées et sorties du cytoplasme liquide contenant des enzymes qui contrôlent les réactions métaboliques. - **Pili commun**: Servent à fixer les cellules à l'aide de l'extrémité collante, nombreux et courts. - **Pili sexuel**: Conjugation bactérienne (échange ADN sous accouplement, pont entre les 2 cellules, long, moins nombreux). - **Flagelles**: Se déplacer dans les fluides. - **Ribosome 70s**: Fait de protéines et ADN, synthèse des protéines distinctes liées à la membrane de la cellule. - **Nucléotide**: Contient l'ADN, contrôle tous les processus qui ont lieu dans la cellule ## Fission binaire: Semblable à la mitose d'une cellule végétale (reproduction) ### Procaryote - **Taille**: 1-10 µm (1x10^-6) - **ADN circulaire** - **Résision du nucléoïde** - **Cytosquelette** - **Absence de mitochondries** - **Ribosome 70s** - **Reproduction sexuée** - **Unicellulaires** - **Respiration cellulaire anaérobie** ### Eucaryote - **Taille**: 100-1000 µm - **Membrane nucléaire** (plusieurs chromosomes) - **Présence de mitochondrie** (dépendant des espèces) - **Ribosome 80s** - **Reproduction sexuelle** - **Multicellulaires** - **Respiration cellulaire aérobie** ## Cellules eucaryotes ### Cellules eucaryotes végétales - **Chloroplaste**: siège de la photosynthèse. - **Paroi cellulaire**: protège de l'absorption excessive d'eau. - **Vacuole**: lieu de stockage du glucose. ### Cellules eucaryotes animales - **RER (réticulum endoplasmique rugueux)**: synthèse de protéines destinées à l'extérieur de la cellule (ribosome 80s). - **Ribosome libre**: synthèse des protéines destinées à l'usage de la cellule. - **Mitochondrie**: lieu de la respiration cellulaire aérobie. - **Vésicule**: lysosome, appareils de Golgi. ## Virus - **Non vivants**: doivent utiliser le métabolisme de cellule hôte pour se reproduire et synthétiser ses protéines. - **Capside**: enveloppe extérieure de protéines qui entourent le matériel génétique du virus. - **Matériel génétique**: ADN ou ARN. - **Héliodal**: polyédrique, sphérique, complet - **Virus du mosaïque du tabac** - **Virus d'influence** - **Bactériophage** - **(cycle lytique et lysogénique)** ### Reproduction des virus **Cycle lytique**: détruit la cellule hôte à l'assemblage du virus. **Cycle lysogénique**: ADN viral s'insère dans l'ADN de l'hôte. ## Lysogénique 1. **Fixation et injection de l'ADN** 2. **Bactériophage (virus)** 3. **ADN se circularise** 4. **Intégration de l'ADN dans le chromosome de l'hôte** 5. **Reproduction du virus** 6. **Induction du virus** 7. **Fission binaire** 8. **ADN du virus réplique passivement** 9. **Synthèse des protéines virales** 10. **Réplication rapide de l'ADN/ Assemblage pour donner virus complet** 11. **Lyse de la cellule libérant le virus** 12. **L'assemblage des particules virales provoquent la lyse de la membrane plasmique et la paroi cellulaire** **Les deux cycles commencent et finissent à la même place. Mais lysogénique se propage plus, et lytique se propage plus rapidement.** ## La Méiose - **Cellule diploïde (additif, 2N) (46, 2 fois le nombre de cellules)**: Possédant ses chromosomes en double. - **Cellule à 46 chromosomes chez l'humain**. - **Cellules somatiques ou cellules sexuelles (dans organes sexuels)**: spermatozoïde ou ovule. - **Cellule haploïde (N, 23, nombre de cellules)**: Possédant qu'un seul exemplaire de chaque chromosome. - **Cellules à 23 chromosomes chez l'humain** ### Méiose - **1 cellule à 46 chromosomes**: 4 cellules à 46 chromosomes (cellules filles identiques). - **1 cellule à 46 chromosomes**: 4 cellules à 23 chromosomes (cellules filles génétiquement différentes). - **Division réductionnelle (diploïde -> haploïde)**. - **Division équationnelle (haploïde -> haploïde)**. - **Chaque humain: 2 lots de 23 chromosomes, total de 46 chromosomes (7 du père, 7 de la mère)**. ### Gène: facteur héréditaire qui contrôle une caractéristique spécifique. **Exemple:** _Gène = couleur des yeux_ **Allèles:** _bleu ou brun_ ### Allèle: forme spécifique d'un gène qui se distingue des autres allèles au niveau de quelques bases azotées seulement et occupant le même locus génique. ### Locus: localisation ### Genome: l'ensemble des informations génétiques. ### Chromosomes homologues: toujours 2 par chromosomes qui possèdent les mêmes gènes, au même locus, mais peuvent porter des allèles différents. ### Méiose I - __Prophase I__: Plus important - **Condensation des chromosomes (courts & longs)** - **Fragmentation et dissolution de la membrane nucléaire** - **Enjambement (échange d'allèles entre 2 chromosomes homologues, dans chaque tétrade/paire de bivalents)** - **Paire de chromosomes homologues.** - **Métaphase I**: - **Alignement des paires sur la plaque équatoriale** - **Centrosomes retenus par fibres fusoriales en leur centromère** - **Centromère = centriolles-fibres** - **Anaphase I**: - **Paire de chromosomes homologues se séparent, chacun vers un pôle** - **Tirez par les fibres fusoriales qui disparaissent** - **Telophase I**: - **Membrane nucléaire se reforme autour de chaque nouveau noyau** - **Cytokinese**: 2 cellules se séparent ### Méiose II - **Prophase II**: identique à prophase I, mais avec la moitié des chromosomes - **Métaphase II**: pareil à métaphase I, mais avec les chromosomes doubles - **Telophase II**: - **La membrane nucléaire se reforme autour de chaque nouveau noyau** - **Cytokinese**: Chaque cellule se redivis en 2 ## Cytokinese chez les cellules animales et végétales ### Animaux: - **Sillon se crée de la cellule** - **Membrane plasmique tirée vers le centre** - **Anneau contractile de protéines d'actine et myosine** - **Paroi cellulaire (membrane plasmique)** ### Végétaux: - **Vésicules migrent vers l'équateur** - **Fusionnent pour créer structure tubulaire** - **Acquainoc vesicules s'ajoutent jusqu'à traverser complètement diamétralement la cellule** - **Ceci est la membrane plasmique** - **Exocytose**: pectine pour former la lamelle centrale à laquelle d'autres se grefferont pour la cellule. ## Animal vs végétale ### Animaux - **sillon d'évênement** - **exocytose** - **vésicales furlanes** - **exocytose** - **pas de pectine** - **paroi cellulaire** ### Végétale - **sillon d'évênement** - **exocytose** - **vésicales furlanes** - **active et nose** - **membrane plasmique** ## Anomalies génétiques **2 types: Non disjonction ou déletion chromosomiques** ### XXY: syndrome de Klinefelter - **Produit pas de spermatozoïdes** - **Caractéristiques secondaires féminines** (seins, nannnes longues etc.) ### X0: Syndrome de Turner - **I.lentbuyon parient souvent pas citerne** - **Replis de peau joignant les épaules et le cou** - **Stérile et absence de menstruation** **Exemples de non disjonction chromosomiques** ### Non-disjonction autosomiques (pertaffecter toutes chromosomes autosomiques) **Syndrome de Down (trisomie 21)** - **Petite stature** - **Tête large et cou court** - **Cou court** - **Incidence proportionnelle à l'âge de la mère** ### Déletion chromosomique **Syndrome du cri du chat** - **Deletion du bras court chromosome 5** - **Intellectuel faible** - **Difficulté à boire ou manger** - **Son caractéristiques à la naissance** - **Problèmes de comportement sévères** ## Cycle Cellulaire ### Interphase - **Phase G1**: Période de croissance de la cellule - **Phase S**: Synthèse de l'ADN, réplication - **phase G2**: Préparation à la mitose, quantité de mitochondries et de chloroplasme augmente ### Phase G0: - **Cellules ne se divisent plus, elles restent dans cette phase jusqu'à la fin de leur vie** ### Soit G1, 60 ou G1, S, G2, M (mitose) ## Gregor Mendel - **Père fondateur de la génétique** - **Génotype**: Allèles d'un organisme pour un certain gène (ex: AA) - **Phénotype**: Caractéristiques physiques d'un organisme - **Allèle dominant**: Allèle qui a le même effet sur le phénotype, qu'il soit présent à l'état homozygote ou à l'état hétérozygote. - **Allèle récessif**: Allèle qui n'aura un effet que lorsqu'il est présent à l'état homozygote. - **Allèle dominants**: Paire d'allèles qui affectent tous les deux le phénotype lorsqu'ils sont présents à l'état hétérozygote. - **Locus**: Position particulière d'un gène sur les chromosomes homologues. - **Homozygote**: 2 allèles identiques - **Hétérozygote**: 2 allèles différents - **Porteur sain**: Individu qui possède une copie d'un allèle recessif qui peut transmettre la maladie génétique chez des individus qui sont homozygotes pour le caractère. - **Croisement de contrôle**: Mise à l'épreuve d'un individu suspecté d'être hétérozygote en le croisant avec un individu récessif homozygote connu. ## Dominance & Compétences - **Dominance des 2 allèles** - **Mélange des 2 caractères** - **Codominance**: Caractéristiques apparraîtront chacun sur 50% de l'organisme ## Compatibilité transfusion sanguine - **Génonymes**: - IAIA ou IAi - IBIB ou IBi - IAIB - ii - **Pour recevoir du sang**: il faut savoir les immunoglobuline et le facteur rhésus du receveur et du donneur. **Le receveur peut uniquement recevoir ce qu'il code comme protéine ou ce qui ne provoque pas de réponse immunitaire.** - **Rhésus positif**: Rh (D) - **Rhésus négatif**: Rh (D) - **Rhésus positif ou négatif**: Rh (D) ## Deux maladies liées aux chromosomes sexuels 1. **Cécité rouge verte**: une anomalie héréditaire de la vision caractérisé de la non perception partielle ou totale des couleurs 2. **L'hémophilie**: trouble héréditaire de la coagulation lié à l'allèle recessif. ### X et la maladie lié au chromosome sexuel - **XY**: 1 allèle (malade/sain). - **XX**: 2 allèles (malade/sain, porteuse saines). ## Pourquoi parce que les femmes? - **CRS maladies sont plus fréquentes chez les hommes parce que les hommes ont 2 chromosomes, celui du père et celui de la mère. Les femmes ont 2 chromosomes sexuels (2X): s'un d'eux est affecte, l'autre gêne va le remplacer et elles presenterons des symptômes moins graves ou il ne apparaît pas** ## Mucoviscidose - **Allèle récessif** - **Synthèse des canaux ioniques mutés** - **Allèle récessif gène CFTR, 1ère paire de chromosome** - **Canaux ioniques de mucus** - **Fonctionne jusque mucus** - **Homozygote récessif, canaux ioniques de mucus déréglé, moins d'eau et sécrétion visqueuse** - **Pas d'effet plausible** - **Ceci carse des infections** - **Canaux digestives bloqués par le mucus** - **Enzymes de digestion sécrétés par le pancreas uattendent pas le grêle** ## Huntington - **Allèle dominant du gène HTT** - **45 paire de chromosomes, protéine (cummuting)** - **Entre 30 et 50 ans** - **Changement de l'appartement, fusion de vinocuir, émotions** - **20 ans après symptômes, espérance de vie** - **Test dépistable d'allèle** - **Autosomique dominant** - **Un parent à l'allèle = enfant atteint** ## Génie génétique = ADN - **Biotechnologies: appliqués au vivant** - **Modification génétique: transfert de gène(s) d'une source à l'autre par manipulations de laboratoire** - **Le code génétique universel** : sous-entendu que les espèces vivants sur Terre se différencient par des combinaisons des 4 minus bases azotées et donc que les mêmes protéines sont synthétisées parie les mêmes codons dans tout être vivant ## 3 usages de cultures génétiquement modifiées (GM) 1. **Maïs Bt** - **Contient les gènes de la bactérie Bt** - **Produit sa propre toxine Bt** - **Rend résistant aux pyrales du maïs** - **Utilisé pour produire les semences de maïs de cet insecte** 2. **Souris avec poliomyélite** - **Souris génétiquement modifiées** - **N'attrapent pas la poliomyélite** - **Allèle résistant aux virus** - **Les vecteurs ou virus** - **N'infectent pas les humains** - **Aident à développer un traitement pour les rats humains de poliomyélite** 3. **Riz Doré**: - **Variété de riz contenant des gènes de jonquilles et des bactéries jonquilles** - **Qui produit des bêta-carotène, un précurseur à la vitamine A** - **Diminuent le risque de carence en vitamine A et la cécité** ## Avantages du Maïs Bt - **Dommages par pyrale du maïs sont moindres.** - **Prix est moins que pour les insecticides supplémentaires.** - **Agriculteur n'a pas besoin de vérifier ses pousses aussi souvent** - **Moins de risques pour la santé des travailleurs.** - **Moins d'infections fongiques.** - **Taux de mycotoxine faible.** ## Désavantages du Maïs Bt - **Peut contaminer les espèces sauvages de plantes et les insectes résistants.** - **Les insectes peuvent résister à la toxine Bt et renouveler l'insecticide inutile** - **Empêche le producteur de mais Bt de vendre ses produits** - **Tue beaucoup d'insectes.** ## Roundup - **Roundup est le nom commercial du herbicide** - **Herbicide non-sélectif ou herbicide total** - **Substance active est le glyphosate** - **Toxique, irritant, et toxique et cancérigène** - **Peut être associé à nos cultures génétiquement modifiée** **Exemples**: Canola Roundup Ready, Cotton Roundup ready - **Le Roundup ready avec le Roundup fait mourir seulement les mauvaises herbes et non la plante elle même** ## ACP - **Utilité**: amplifier/protocopier de petites quantités d'ADN et à étudier une section en particulier de l'ADN complet. - **Fonctionnement**: - **Appareil ouvert à l´aide de deux aid** - **Cible le gène codant** - **Photocopier à deux températures** ## Electrophorese sur gel -**Utilité**: tester la porteurité, créer des oom, détermination du coupable. -**Fonctionnement**: - **Courant électrique sur gel** - **Mince dégel avec plusieurs trous** - **Trous plus grands servent de lieu de dépôt d'ADN à tester** - **L'ADN est teint** - **Place le gel dans un liquide conducteurs** - **Les minuscules charges négativement se répèce vont à la même direction mais à différente vitesse** - **Plus petit segment va plus loin** - **En analysant les remplacements on peut concordere l'ADN** ## Profilage d'ADN - **Utilité**: Test de persuasion, verdict de culpabilité - **Fonctionnement**: - **Choisir une séquence avec les autoup de variations (polymorphisme)** - **L'ADN est fragmenté par une endonucléase de restriction** - **Clignement de fragments dans le gel est propre à un individu, Ceci est leur profil d'ADN** - **Test de paternité**: utile pour comparer ADN de l'enfant à ceux des parents - **Verdict de culpabilité**: comparer l'ADN trouvé sur la scène au suspects. - **Transfert du gène par plasmide** ## Utilisation: alternative pour ACP pour les labo sans la machine - **Fonctionnement**: introduit le gène désiré dans le plasmide. - **Implant plasmide dans bactéries** - **Reproduis les bactéries** - **Utilise des enzymes de restriction pour couper le gène recessive** - **Purifier par électrophorèse** - **Met l'échantillon dans la cellule hôte** - **ADN ligase attachera la nouvelle section**