bio MOL chap 2.2 ADN: composition, strucutre et compactage

Organisation génome eucaryote

Génome nucléaire → ADN linéaire / chromosomes
Génome nn nucléaire → ADNmito / ADN circulaire / multi-copies

Génome humain

Très hétérogène
Classes séquences ≠
Taille + répétition variable
Fonctions différentes

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

ADN génique 2 type

ADN codant
ADN non codant (transcrit / régulateur)

ADN codant : structure gène

Promoteur
Exons + introns
Transcription → pré-ARNm
Épissage → ARNm
Traduction → protéine

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN codant : structure gène

→ Gènes copie unique

1 copie
≈ 15% ADN génomique
Exons ≈ 1,5% + introns

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN codant : structure gène

→ Gènes copies multiples =

Gènes dupliqués / divergés → superfamilles

caractéristique proche → seq/struct/ mm type fonction

Séquences proches
Structure proche
Fonction biochimique proche
Rôle physiologique divergent

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN codant

→ Gènes copies multiples

Duplication gènes : mécanisme

Alignement séquences répétées (LINE)
Recombinaison homologue
→ crossing-over inégal

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN codant

→ Gènes copies multiples

Famille multigénique : formation

Gène ancestral
Duplication +/ transposition
évolue chaccun de leur coté : Mutations
→ gènes divergents

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN codant

→ Gènes copies multiples

Superfamille globines

Expression temporelle (embryon → fœtus → adulte)
Perte fonction/expression → pseudogènes

Organisation génome nucléaire

1. ADN génique

1.1 ADN nn codant

ARN nn codant fonctionnels
Régulation + mécanisme

• miRNA: ↓ expression gènes (post-transcription)

• lncRNA : Régulation génique

Organisation génome nucléaire

1. séquence ADN répété

1.2 séquence moyennement à hautment répété

→?

→ ?

Tandem : micro/mini/ … satellite
Dispersées : ADN transposables

Répétitions dispersées vs répétition en tandem

Copie unique svt / +sieur
mm chromo/≠

vs

gène unique “queu leu leu”

classé : nbr copie/L

→Satellite, Minisatellite, Microsatellite

Organisation chromosome gène répéter

Gènes dispersés
Répétées ↑ près centromères + télomères

ADN répétitif non fonctionnel : général

î génome est d'ADN répétitif entrecoupé par
de l'ADN à copie unique

classé:

1. microsatellite

2. minisatellite

3. satellite

=> toto répété en tandem

4. élément transposable (LINE/SINE)

=> répété dispersé

Microsatellites

STRs-SSRs

répétitions tandem
Polymorphisme ↑ (nbr pas cst)

très cours +++

dispersé ds génome (svt télomère)

Dans régions codantes → mutations → protéines anormales
Ex : Huntington (CAG ↑) = dégenerescence neurone

Minisatellites

répétitions tandem
VNTR

courte (-macro)

Minisatellites : détection

PCR
Variants alléliques → tailles ≠

Satellites

Hautement répétitif tandem
plus grand
svt Centromères + télomères

Organisation génome nucléaire

1. séquence ADN répété

1.2 séquence moyennement à hautment répété

répétitition dispérer

→ADN/Éléments transposables : général

≈ 45% génome humain
Dispersés
Mobiles
~10% actifs
Mutations possibles
Rôle évolution

ET : classes

Type I = rétrotransposons

copier-coller
Type II = transposons

couper-coller

Type II

Couper-coller
Transposase
Taille génome = (pas ↑)
≈ 3% génome humain

Type I

Copier-coller
Intermédiaire ARN
Transcription → RT → insertion
Taille génome ↑

Autonome vs non-autonome

Autonome → se déplace seul (LINE-1)
Non-autonome → dépend autre (SINE Alu)

Effets délétères ET

Insertion → gène KO
Activation ectopique transcription
Modification épissage / régulation

Exon shuffling

Double recombinaison via Alu (SINE)

2 exxon vont echanger ds 2 gène différent vias seq Alu
2 gènes → 2 nouveaux gènes
Nouvelle combinaison exons

Brassage d’exons par transposition

crée nv gène
Nouvelle fonction possible
≈ 19% exons eucaryotes

ET : part mutations

Humain 0,1–0,2% mutations spontanées
Souris ~10%
Drosophile ~50%

Mitochondrie : ADNmt

Seul compartiment eucaryote avec ADN propre
Respiration + ATP + apoptose

dynamique + svt hétéroplasmique

ADN circulaire bicaténaire

ADNmt : gènes

13 protéines chaîne respiratoire
2 ARNt + 2 ARNr

3 promoteur

Brin H code = brin lourd

12 sous-unités chaîne respiratoire
ARNr
14 ARNt

Brin L code = brin léger

1 sous-unité complexe I
8 ARNt

ADNmt : copies

nbr varie selon localisation cell

4à5 mito hépatique humaine

6500 ds myocarde

mutation :

Cancer de la prostate, Myopathies, Encéphalopathies, Leigh Syndrome

Mutations Ponctuelles: Neuropathie optique héréditaire de Lebe , épilepsie myoclonique avec fibres rouges déchiquetées (MERRF).

PCR =

Amplification ADN in vitro
ADN polymérase + matrice

PCR : composants

ADN matrice
Amorces
dNTP
ADN polymérase

PCR : 3 étapes

Dénaturation
Appariement (hybridation)
Élongation

PCR : amplification

Exponentielle
Après n cycles → 2^n copies

qPCR (temps réel)

Quantification fluorescence / cycle
SYBR Green (intercalant)
TaqMan (sonde spécifique)

RT-PCR

ARN → ADNc (reverse transcriptase)
Amorce (oligo-dT / hexamères)
Puis PCR

RT-PCR : applications

Expression génique
Charge virale virus ARN

PCR digitale

Partitionnement milliers réactions
Sensibilité ↑
Variants rares

Microsatellites + PCR : usages

Médecine légale
Suivi animaux
Typage cancers

Instabilité microsatellites (MSI)

Défaut MMR (réparation mismatch)
Répétitions anormales ADN tumoral

MSI : détection

PCR 5 marqueurs microsatellites
Comparaison tumoral vs sain

MSI : intérêt clinique

Identifier prédisposition familiale
Adapter traitement
Tumeur hypermutée → TILs ↑ → immunothérapie ↑