Cours 15 - L’ origine des mutations

Deux principaux processus responsables des variations génétiques

• Recombinaison (enjambement)

• Mutations

Recombinaison

Est le résultat de processus cellulaires qui entraînent le regroupement d'allèles de gènes différents dans de nouvelles combinaisons.

Vrai ou Faux. Chaque méiose est sujet a des recombinaisons différentes.

Vrai

Mutation

Chaque nucléotide peut changer pendant un processus appelé…

Mutation génique

Si une mutation se situe au niveau d’un gène on parle de ….

Mutations ponctuelles

Changement d’ une seule base

Substitution de base

Transition

La liaison Purine-pyrimidine est conservée

Transversion

La liaison purine - pyrimidine est inversée

Mutations dans la région codante

• Synonyme

• Faux-sens (conservative)

• Faux-sens (non-conservative)

• Non-sens

• Indel

Mutation synonyme

• Mutation dans la région codante

• Codon modifié spécifie pour le même acide aminé

Mutation Faux-sens (conservative)

• Mutation dans la région codante

• Codon modifié spécifie pour un acide aminé diffèrent mais ayant des propriétés chimiques similaires

Mutation Faux-sens (non conservative)

• Mutation dans la région codante

• Codon modifié spécifie pour un acide aminé Diffèrent et ayant des propriétés chimiques différents

Mutation non-sens

• Mutation dans la région codante

• Codon modifié spécifie pour un codon STOP

Indel

• Mutation dans la région codante

• Modification du cadre de lecture

Mutations dans un région non codante

Mutations dans ces séquences peuvent supprimer ou créer un site de liaison:

• Modification de l’ expression d’ un gène

• Modification des niveaux de protéine

Vrai ou Faux. Dans les cellules, les molécules d’ADN sont complètement stables.

Faux

Vrai ou Faux. Mutations peuvent être un changement d’ une seule base ou des chromosomes entiers.

Vrai

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

• Dommages causés par l’eau (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

Mutations induites

Le dommage a l’ADN est produit par des agent appelés mutagènes.

Tautomères des bases

Isomères différant par la position de leurs atomes

Forme céto

• Tautomère de bases

• Forme normalement présente

Formes imino ou énol

• Tautomère de bases

• Peuvent s’ apparier avec une base inadéquate

Dépurination

• Lésion spontanée

• Mène à des sites apuriniques

• Ne peuvent pas spécifier la base complémentaire

Désamination

• Lésion spontanée

• Groupement amine enlevé

Dommage d’oxydation

• Lésion spontanée

• Ajout d’oxygène

Espèces réactives de l'oxygène (ROS)

• radicaux superoxydes (⋅O2- )

• peroxyde d'hydrogène (H2O2)

• radicaux hydroxyles (⋅OH)

Mésappariement

Lésion induite

1. Remplacement d’une base avec analogues

2. Modification d’ une base avec agents alkylants

Endommagement 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

• Rayons UV

• Rayons Gamma

• Rayons X

Mécanismes de réparation de l’ADN (6)

• Réparation directe

• Réparation par excision de base (REB)

• Réparation par excision de nucléotide (REN)

• Réparation des mésappariements (RMA)

• Synthèse translésionnelle (STL)

• Recombinaison homologue (RH)

• Réunion d’ extrémités non homologues (RENH)

Réparation directe

Réparation par excision de base (REB)

ADN glycosylase

• Réparation par excision de base (REB)

• Excise la base → site apurinique ou apyrimidinique

AP endonucléase

• Réparation par excision de base (REB)

• Coupe un brin

Polymérase β (Pol β)

• Réparation par excision de base (REB)

• Excise le site AP et synthétise la base complémentaire

• Synthétise 2-10 nucléotides

Réparation par excision de nucléotide (REN)

Détection du dommage:

→ Pendant la transcription ou pas

Séparation des brins:

→ Recrutement le complexe multiprotéique TFIIH pour séparer les brins

Incision:

→ L'endonucléase XPF clive une liaison phosphodiester à 5′ de la lésion

→ L'endonucléase TFIIH XPG clive à 3′ de la lésion

Excision

Polymérisation

Ligation

Recombinaison homologue (RH)

• A besoin de la présence d’un molécule d’ ADN non endommagé

• Utilisé seulement dans cellules en cours de division

1. Après la formation des CDB, les extrémités brisées de l'ADN sont traitées par les exonucléases pour générer des régions simple brin terminant avec un 3’ libre

2. Invasion de brin: l’ extrémité 3’ d’ un brin déplace un brin de l'ADN homologue.

3. Cela crée une structure appelée boucle de déplacement (boucle D).

Réparation des cassures de double brin - RCDB

• Dans la recombinaison homologue (RH)

• Nouvelle synthèse d’ ADN commence a partir de l’extrémité 3’

• Le brin se sépare de sa matrice et s’hybride

Réparation dépendant de la synthèse (RDS)

• Dans la recombinaison homologue (RH)

• Les deux brins envahissent les homologues, créant un intermédiaire à quatre branches et à double croisement appelé double jonction de Holliday (HJ).

• Les endonucléases appelées résolvases clivent les jonctions de Holliday pour produire des segments d'ADN non croisés ou croisés.

• Ligase répare les nicks

Réunion d’ extrémités non homologues (RENH)

• Peut créer des petites délétions

• Détection du dommage:

• élimination des brins simples: Artemis

• Les petits gaps de l'ADN sont comblés par l'ADN polymérase μ ou λ.

• ADN ligase répare les nicks