Cours de Biologie Moléculaire et Génie Génétique
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GÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE
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SUPPORT DE COURS de GENIE GENETIQUE UE : Biotechnologie génique Master de Recherche en Sciences et Technologies Mention Sciences du vivant Parcours : Biologie moléculaire et santé Niveau M1 Elaboré par : Dr KHOUAJA Fattouma Année Universitaire 2019/2020
BIOLOGIEMOLÉCULAIRE
COURSDE3
ÈME
ANNÉEGBA
2016 -2017
CAROLINESTRUB
caroline.strub@umontpellier.fr6 x 1,5h de cours
1,5h de TD
Etude dun article scientifique par groupe de 4
= > évaluation : Poster (Format A4) + oral (15-20 minutes ) en Janvier 2017 = > plus dinfo pendant les TPSOMMAIRE
Biologie moléculaire
IMatériel génétique
II Réplication
III Transcription et traduction
IV Mutations, réparations de lADN
VEpigénétique
1Biotechnologies
Techniques de génie génétique (ER,
Clonage, PCR, amplifications
isothermales)Techniques de séquençage, méthodes de
séquençage nouvelle génération (NGS).Introduction à la biologie synthétique.
Physique
Microbiologie
Virologie
Biochimie
Génétique
BIOLOGIE
MOLÉCULAIRE
1953 : Structure de lADN
(Crick et Watson)DÉFINITIONETHISTORIQUE
2Prix Nobel 1962 (Watson, Crick et Wilkins)
Structure moléculaire de lADN
RosalindFranklin,
The darklady of DNA
Cristallographie au rayon X sur
"fibre de thymus de veau»Phénotype
Gènes
Protéines
Biologie moléculaire
léchellemoléculaire géniegénétique,biotechnologies. 3 qLe dogme central de la biologie moléculaire (W. Crick 1956) qLe dogme central de la biologie moléculaire (années 2000) Les différences par rapport au dogme des années 60 : Les rétrovirus (HIV), les virus à ARN et les prions 4 qLes années 2010 : Isogène, promotérome, épigénomeLes prions
qProtéine infectieuse / PRoteinaceousInfectiousparticle Découverte en 1982 par S. Prusiner(Prix Nobel 1997) qAgent pathogène non conventionnel => Dégénérescence du système nerveux central Pas dacide nucléique, pas de réponse immunitaireLe prion dérive dune protéine endogène :
structure I R identique structures II R , III R et IV R différentes. 5Conversion de la protéine "sauvage»
en protéine "prion»Processus auto-catalytique
(cas sporadique ou contamination)Polymérisation de type amyloïde
qPropagation du prion qChez les mammifères : maladies neurodégénératives : Encéphalopathies spongiformes transmissibles (Aspect spongieux du cerveau) qLes EST se définissent par laccumulation dans le système nerveux central, de particules infectieuses de nature protéique (prions) : Chez lhomme : le kuru (Tribu Papou 1957) Prix Nobel D. Gajdusek1976, La Maladie de Creutzfeldt-Jakob (hormone de croissance) Chez dautres mammifères : La scrapie chez le mouton, lESB chez les bovins vLEncéphalopathie Spongiforme Bovine1996 : La crise sanitaire de la maladie de la vache folle
(Royaume Uni)Bétail nourrit aux farines animales
Les prions
6190000 animaux diagnostiqués
qApparition dun nouvelle forme dEST en GB à la fin des années 90 proche de la maladie de Creutzfeldt-Jakob sur jeunes adultesTransmission inter-espèce de lESB ?
Les prions
qBILAN de cette crise sanitaire majeure : Effondrement de la consommation de la viande de buf Interdiction des farines animales dans lalimentation du bétailDéveloppement du principe de précaution
214 victimes humaines (jusquà 2009)
Temps dincubation de lEST ?
7 8 9 10 11 12SOMMAIRE
Biologie moléculaire
IMatériel génétique
II Réplication
III Transcription et traduction
IV Mutations, réparations de lADN
et EpigénétiqueBiotechnologies
Techniques de génie génétique (ER,
Clonage, PCR, amplifications
isothermales)Techniques de séquençage,
méthodes de séquençage nouvelle génération (NGS). 13I -MATÉRIELGÉNÉTIQUE
1.1 Structure moléculaire des acides nucléiques
Les acides nucléiques sont constitués de chaînes linéaires de nucléotides reliés par des ponts phosphodiestersStructure dun NUCLÉOTIDE
Base + Pentose + Groupement phosphate
PENTOSES
OHRibose
Désoxyribose
ADN = acide désoxyribonucléiqueARN = acide ribonucléiqueNucléosides = Base + Pentose
BaseDésoxyribose
BASESAZOTÉES
Purines
Pyrimidines
Uracile (U)
ARNThymine (T)
ADNCytosine (C)
ADNGuanine (G)
ADNAdénine (A)
ADN 14AT (ADN) /AU (ARN) : 2 liaisons H (E = -21 kJ)
Lappariement des bases azotées seffectue par liaisons hydrogènesCG (ADN et ARN) : 3 liaisons H (E = -63 kJ)
Squelette
"sucre-P»Extrémité
3 OHExtrémité
5 P 15 qAcide faible qSens denroulement droit qSuper enroulements qEtat intermédiaire : relâché qDénaturation de lADN double brin par chauffage qLADN, support de linformation génétique est constitué de deux brins (DS "double strands») complémentaires et antiparallèles (= bicaténaire)0,38 nm
1,9 nm
Petit sillon 0,6 nm
Pb / tour : 10,4
Rotation / pb34,6°
qLa double hélice dADN possède un petit et un grand sillon (fixation de molécules "intercalentes» de lADN)Squelette sucre -P
Paires de base
Espacement entre pb:
16 grand sillon 1,2 nm3,54 nm
10,4 pb/ tour
2,53 nm
11 pb/ tour
4,56 nm
12 pb/ tour
2,55 nm
2,37 nm
1,84 nm
ABZ tour dhélice :STRUCTUREALTERNATIVESDELADN DS
qLADN est une molécule polymorphe : importance pour la régulation de lexpression géniqueLa plus communeDimère ADN/ARNSéquences GC
171.2 Matériel génétique
18 qChromosome circulaire pelotonné (dble hélice enroulée en super hélice) vOrdres de grandeur :Chromosome circulaire (E. coli 1 mm, de 4,6x10
6 pbà 5,5x10 6 pb) vComposition :ARN30%
60% ADN (dont 90% codant)
Protéines (Polymérases)
10%1.2.1 Génophorede procaryotes
Topoisomères
de lADNForme relâchée
Surenroulement
= désenroulementSurenroulement +
Superhélice
Topoisomèresde lADN
19 qPlusieurs chromosomes dans le noyau (dble hélice enroulée en superélice) vOrdres de grandeur :1 chromosome ~ 10 8 pb vComposition :Quelques définitions :
qHaploïdie / Diploïdie : 1 exemplaire / une paire de chaque chromosome (homme : 23 paires, levures : 16-18 chromosomes (ou paires), moisissures : 4-8 chromosomes) qNucléole : structure riche en ARN, site de synthèse de lARNr qDivision cellulaire végétative : bourgeonnement ou scissiparité50%ADN (dont 10% codant)
10% ARNProtéines
(histones "+») 40%1.2.2 Matériel génétique des eucaryotes
Octamères
dhistones2 x H2A
2 x H2B
2 x H3
2 x H4
Queues N-terminales
qLe nucléosome est lélément structural de base (fibre de base = 200 pbet 10 nm de diamètre) 20 211.Double hélice classique : 10 pb/ tour.
2.Nucléosome : lhélice senroule autour
des histones (200 pb/ nucléosomes ; 10 nm de diamètre)3.Nucléosomes se regroupent en
senroulant sous forme de fibres de 30 nm de diamètre (6-7 nucléosomes/tour) = solénoïde.4.Chacune de ces fibres senroulent sous
forme de spirale (superhélicede 50 fibres,500 nm de diamètre).
5.Spirales se regroupent sous forme de
mini-bandes visibles en microscopie optique (environ 18 spirales ou > 1 M de pb). Succession denroulements qui caractérisent la molécule dADN au niveau des chromosomes.quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50[PDF] biologie moleculaire problemes corriges
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