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1 FACULTE DE MEDECINE D'ALGER –CBM DERGANA MODULE DE GENETIQUE- SERIE DE TD N°3

1 FACULTE DE MEDECINE D'ALGER –CBM DERGANA MODULE DE GENETIQUE- SERIE DE TD N°3 Exercice 1 On se propose d’étudier la synthèse du facteur IX, un facteur plasmatique de la coagulation. La séquence ci dessous est un fragment du brin transcrit du gène normal codant ce facteur : ACC GGG AAT TTC CTA AGC 1) Donner la polarité de ce fragment de gène (brin transcrit) et la séquence d’ADN complémentaire. Exercice 2 COMPLETER LES VIDES AVEC LES MOTS CLES CORRESPONDANTS Fusion ou dénaturation La température de fusion (ou dénaturation) Tm (melting temperature) des .....................comme l'ADN est la température pour laquelle 50% des molécules d'ADN sont désappariées (i.e. sous forme simple brin). Cette propriété est visible par lecture de la ............................de la solution contenant l'ADN à ......... nm : la densité optique augmente au cours du .............................(effet hyperchrome). L'énergie thermique apportée devient alors suffisante pour rompre les liaisons ..................inter brins. Cette température dépend donc de la quantité de liaisons hydrogènes présentes. Ce sont d'abord les appariements ..........qui se séparent les premiers au cours de la montée de la température car ils ne possèdent que deux liaisons hydrogènes contrairement aux appariements ...........qui en possèdent trois. Ainsi, lors d'une élévation progressive de la température, il se forme des yeux d'ouvertures dans l'ADN. Plusieurs formules empiriques permettent de calculer la valeur de la température de fusion. Elles tiennent compte du pourcentage de base (G+C), de la salinité du milieu ainsi que de divers facteurs correctifs, tels que la présence de structures secondaires intra ou extra moléculaires (repliement de l'ADN sur lui-même, formation d'appariements entre deux brins. Plus il y a ...................................dans une molécule d'ADN, plus l'énergie de liaison est élevée et plus sa température de fusion sera élevée. Ainsi une molécule d'ADN double brin composée uniquement d'appariements de C (de G) avec des G (des C) (3 liens H) nécessitera ..........d'énergie pour être dénaturée sous la forme de molécules simple brins, qu'un ADN de même taille composé d'appariements de A (de T) avec des T (des A) (2 liens H). Ceci explique pourquoi la température de fusion de l'ADN varie en fonction de deux facteurs principaux : • sa taille (exprimée en nombre de bases, généralement en kilobase kb) • son rapport (A+T)/(C+G), appelé relation de..................., donnant un indice des proportions de paires A-T versus C-G. 2 Exercice 3 Comment l’opéron lactose est-il activé ? Exercice 4 Soit une séquence de bases présente sur un brin d’ADN (brin 1) ....-G-A-C-T-T-A-C-A-C-G-C-G-A-T-T-T-T-A-T-A-T-A-G-C-.... a. Recopiez cette séquence et écrivez la séquence du brin d’ADN complémentaire (brin 2) b. Sachant que l’ARNm issu de la transcription de ce fragment d’ADN code le début d’une protéine : - déterminez quel est le brin matrice (justifiez votre réponse) et écrivez la séquence de l’ARNm. - orientez toutes les séquences des acides nucléiques ; - écrivez la séquence du polypeptide traduit à partir de cet ARNm. c. A la suite d’une mutation, la 10ème base (G) du brin 1 représenté ci-dessus, a été remplacée par une adénine. Dans un autre mutant, cette même base G a été remplacée par une cytosine. Chez un troisième mutant, la même base G a été remplacée par une thymine. Enfin, chez un quatrième mutant, ce même nucléotide G a été perdu. Ecrivez pour chaque cas les modifications introduites dans les séquences. Qu’advient-il de la protéine dans chaque cas ? Exercice 5 Le code génétique est dit redondant ou dégénéré. Comment s’exprime cette dégénérescence ? Exercice 6 Soit la séquence d’un brin d’un fragment d’ADN isolé à partir d’E.Coli : 5’-GTAGCCTACCCATAGG-3’ a. On suppose qu’un ARNm est transcrit à partir de cet ADN, en utilisant comme brin matrice le brin complémentaire. Quelle sera la séquence de cet ARNm ? b. Quel peptide obtiendrait-on si la traduction commençait précisément à l’extrémité 5’ de cet ARNm. ? (On admettra ici qu’aucun codon de départ n’est nécessaire, comme cela se présente in vitro dans certaines conditions expérimentales). Quel ARNt se liera au ribosome après le départ de l’ARNtAla ? Quelles sont, s’il y en a, les liaisons rompues lorsque le groupement amine de l’alanine s’engage dans une liaison peptidique, et qu’arrive-t-il à l’ARNtAla ? c. Combien de peptides différents cet ARNm code-t-il ? Obtiendrait-on les mêmes peptides si, pour la transcription, c’était l’autre brin de l’ADN qui servait de matrice ? d. Cette portion d’ADN est transcrite comme indiqué en (a), mais vous ne savez pas quelle est la phase de lecture utilisée ; cet ADN peut-il provenir du début d’un gène ? Exercice 6' : Après qu’elle a été synthétisée, on enlève quelques acides aminés à l’extrémité C terminale de la béta-lactamase de B. lichenformis. On peut déduire la séquence Cterminale de cette enzyme en la comparant à celle d’un mutant pour lequel la 3 phase de lecture a été décalée à la suite de l’insertion ou de la délétion d’un nucléotide ; On donne ci-dessous les séquences en acides aminés, du résidu 263 à l’extrémité Cterminale, de l’enzyme sauvage purifiée et du mutant frameshift (décalage de la phase de lecture) : Sauvage : N M N G K Mutant: N M I W Q I C V M K D a. Quel évènement mutationnel a donné naissance au mutant frameshift ? b. En déduire le nombre d’acides aminés et si possible la séquence C-terminale de l’enzyme Exercice 7 On étudie l'expression du gène de la globine (constituant de l'hémoglobine) dans des cellules de souche sanguine et de cerveau. On utilise pour cela une analyse par Southern de fragments d'ADN génomique obtenues après coupures par 2 enzymes de restriction, MspI et HpaII, dont le site de coupure est la séquence palindromique CCGG. Lorsque la première base de cette séquence est méthylée, seul MspI conserve sa capacité de reconnaissance. L'hybridation, réalisée au moyen d'une sonde marquée d'ADNc du gène de la globine, révèle un fragment de 1,45 kb dans 3 conditions : - ADN souche sanguine + MspI - ADN souche sanguine + HpaII - ADN cerveau + MspI L'action de HpaII sur l'ADN de cerveau met en évidence un fragment plus grand. a. Quelles différences de méthylation sont ainsi mises en évidence ? b. Quelle hypothèse peut-on émettre quant au rôle de la méthylation dans la régulation de l'expression du gène de la globine Exercice 8 Séquençage d'un ADN par la technique de Sanger: a. Expliquez en quelques lignes le principe de la technique. b. Soit représenté ci-dessous sur la ligne, un segment d'ADN monobrin. Son séquençage est effectué par la technique de Sanger, avec une amorce XY. En examinant le schéma représentant une partie de l'autoradiogramme du gel de migration, écrire : • la séquence nucléotidique lue directement sur ce schéma du film. • la séquence réelle du segment d'ADN monobrin correspondant. ' 4 A G C T Exercice 9 Diagnostic d'une maladie génétique Au cours de l’exploration d’une famille atteinte d’hypercalcémie hypocalciurique familiale, des mutations inactivatrices du récepteur sensible au calcium, (responsables d’une augmentation du niveau de calcémie à partir duquel la sécrétion de PTH et la réabsorption du calcium par le tubule rénal sont inhibées) ont été mises en évidence par la technique de séquençage de Sanger chez un sujet atteint de la maladie. a. Où est située la mutation sur le gel de séquence ci-dessous ? b. De quel type est-elle ? c. Quel est le mode probable de transmission de cette maladie ? A C G T A C G T Sujet normal sujet malade 5 FACULTE DE MEDECINE D'ALGER –CBM DERGANA MODULE DE GENETIQUE- SERIE DE TD N°3 Corrigé Exercice 1 On se propose d’étudier la synthèse du facteur IX, un facteur plasmatique de la coagulation. La séquence ci dessous est un fragment du brin transcrit du gène normal codant ce facteur : ACC GGG AAT TTC CTA AGC 1) Donner la polarité de ce fragment de gène (brin transcrit) et la séquence d’ADN complémentaire. -3’ACC GGG AAT TTC CTA AGC5’ Avec l’autre polarité 3’ATC5’ donnera 5’UAG3’ sur l’ARNm se qui correspondrai au codon stop en début de lecture. - séquence d’ADN complémentaire : 5’TGG CCC TTA AAG GAT TCC3’ Exercice 2 COMPLETER LES VIDES AVEC LES MOTS CLES CORRESPONDANTS Fusion ou dénaturation La température de fusion (ou dénaturation) Tm (melting temperature) des acides nucléiques comme l'ADN est la température pour laquelle 50% des molécules d'ADN sont désappariées (i.e. sous forme simple brin). Cette propriété est visible par lecture de la densité optique de la solution contenant l'ADN à 260nm : la densité optique augmente au cours du phénomène de dénaturation. (Effet hyperchrome). L'énergie thermique apportée devient alors suffisante pour rompre les liaisons hydrogènes inter brins. Cette température dépend donc de la quantité de liaisons hydrogènes présentes. Ce sont d'abord les appariements AT qui se séparent les premiers au cours de la montée de la température car ils ne possèdent que deux liaisons hydrogènes contrairement aux appariements .GC qui en possèdent trois. Ainsi, lors d'une élévation progressive de la température, il se forme des yeux d'ouvertures dans l'ADN. Plusieurs formules empiriques permettent de calculer la valeur de la température de fusion. Elles uploads/Litterature/ corrige-serien03-s2-2012 1 .pdf