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14.E : Structure et fonction de l'ADN (exercices)

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    14.1 : Fondements historiques de la compréhension moderne

    La compréhension moderne de l'ADN a évolué depuis la découverte de l'acide nucléique jusqu'au développement du modèle à double hélice. Dans les années 1860, Friedrich Miescher, médecin de profession, a été le premier à isoler les produits chimiques riches en phosphate des globules blancs ou des leucocytes. Il a nommé ces produits chimiques (qui seront plus tard connus sous le nom d'ARN et d'ADN) nucléine parce qu'ils ont été isolés des noyaux des cellules.

    Questions de révision

    Si l'ADN d'une espèce particulière était analysé et qu'il contenait 27 % de A, quel serait le pourcentage de C ?

    1. 27 pour cent
    2. 30 pour cent
    3. 23 pour cent
    4. 54 pour cent
    Réponse

    C

    Les expériences menées par Hershey et Chase ont permis de confirmer que l'ADN était le matériel héréditaire sur la base de la découverte que :

    1. des phages radioactifs ont été trouvés dans la pastille
    2. des cellules radioactives ont été trouvées dans le surnageant
    3. du soufre radioactif a été trouvé dans la cellule
    4. du phosphore radioactif a été trouvé dans la cellule
    Réponse

    D

    Réponse gratuite

    Expliquez les expériences de transformation de Griffith. Qu'en a-t-il conclu ?

    Réponse

    Les lymphocytes R vivants ont acquis des informations génétiques à partir des cellules S tuées par la chaleur qui les ont « transformées » en cellules S.

    Pourquoi du soufre et du phosphore radioactifs ont-ils été utilisés pour marquer les bactériophages dans les expériences de Hershey et Chase ?

    Réponse

    Le soufre est un élément présent dans les protéines et le phosphore est un composant des acides nucléiques.

    14.2 : Structure et séquençage de l'ADN

    Les éléments constitutifs de l'ADN sont les nucléotides. Les composants importants du nucléotide sont une base azotée, le désoxyribose (sucre à 5 carbones) et un groupe phosphate. Le nucléotide est nommé en fonction de la base azotée. La base azotée peut être une purine telle que l'adénine (A) et la guanine (G), ou une pyrimidine telle que la cytosine (C) et la thymine (T).

    Questions de révision

    L'ADN à double hélice ne possède pas lequel des éléments suivants ?

    1. configuration antiparallèle
    2. appariement de base complémentaire
    3. rainures majeures et mineures
    4. uracile
    Réponse

    D

    Chez les eucaryotes, quel est l'ADN qui les entoure ?

    1. protéines de liaison monocaténaires
    2. pince coulissante
    3. polymérase
    4. histones
    Réponse

    D

    Réponse gratuite

    Fournissez un bref résumé de la méthode de séquençage de Sanger.

    Réponse

    Le brin d'ADN matrice est mélangé à une ADN polymérase, à une amorce, aux 4 désoxynucléotides et à une concentration limite de 4 didésoxynucléotides. L'ADN polymérase synthétise un brin complémentaire à la matrice. L'incorporation de DDNTP à différents endroits produit des fragments d'ADN qui se terminent à toutes les bases possibles de la matrice. Ces fragments sont séparés par électrophorèse sur gel et visualisés par un détecteur laser pour déterminer la séquence des bases.

    Décrire la structure et l'appariement de bases complémentaires de l'ADN.

    Réponse

    L'ADN possède deux brins orientés de manière antiparallèle. Les liaisons sucre-phosphate forment une colonne vertébrale à l'extérieur et les bases sont appariées à l'intérieur : A avec T et G avec C, comme des échelons sur une échelle en spirale.

    14.3 : Les bases de la réplication de l'ADN

    L'élucidation de la structure de la double hélice a permis de comprendre comment l'ADN se divise et se reproduit. Ce modèle suggère que les deux brins de la double hélice se séparent lors de la réplication, et que chaque brin sert de modèle à partir duquel le nouveau brin complémentaire est copié. Ce qui n'était pas clair, c'est comment la réplication s'est déroulée. Trois modèles ont été suggérés : conservateur, semi-conservateur et dispersif.

    Questions de révision

    Les expériences de Meselson et Stahl ont prouvé que l'ADN se réplique par quel mode ?

    1. conservateur
    2. semi-conservateur
    3. dispersif
    4. rien de ce qui précède
    Réponse

    B

    Si la séquence du brin 5'-3' est AATGCTAC, alors la séquence complémentaire a la séquence suivante :

    1. 3'-AATGCTAC-5'
    2. 3'-CATCGAA-5'
    3. 3'-ATTACGATG-5'
    4. 3'-TAGCATT-5'
    Réponse

    C

    Réponse gratuite

    Comment la communauté scientifique a-t-elle appris que la réplication de l'ADN se fait de manière semi-conservatrice ?

    Réponse

    Les expériences de Meselson avec des E. coli cultivés dans 15 N ont permis de déduire ce résultat.

    14.4 : Réplication de l'ADN chez les procaryotes

    La réplication de l'ADN a été extrêmement bien étudiée chez les procaryotes, principalement en raison de la petite taille du génome et des mutants disponibles. E. coli possède 4,6 millions de paires de bases dans un seul chromosome circulaire et toutes se répliquent en 42 minutes environ, en commençant par une seule origine de réplication et en faisant le tour du cercle dans les deux sens. Cela signifie qu'environ 1000 nucléotides sont ajoutés par seconde. Le processus est assez rapide et se déroule sans trop d'erreurs.

    Questions de révision

    Lequel des composants suivants n'intervient pas lors de la formation de la fourche de réplication ?

    1. protéines de liaison à brin unique
    2. hélicase
    3. origine de la réplication
    4. ligase
    Réponse

    D

    Laquelle des substances suivantes est synthétisée par l'enzyme primase ?

    1. Introduction à l'ADN
    2. amorce à ARN
    3. Fragments d'Okazaki
    4. liaison phosphodiester
    Réponse

    B

    Dans quelle direction se déroule la réplication de l'ADN ?

    1. 5'-3 '
    2. 3 pi à 5 pi
    3. 5'
    4. 3'
    Réponse

    UN

    Réponse gratuite

    La réplication de l'ADN est bidirectionnelle et discontinue ; expliquez votre compréhension de ces concepts.

    Réponse

    À l'origine de la réplication, deux fourches de réplication se forment qui s'étendent dans deux directions. Sur le brin en retard, des fragments d'Okazaki se forment de manière discontinue.

    Que sont les fragments d'Okazaki et comment se forment-ils ?

    Réponse

    De courts fragments d'ADN se forment sur le brin en retard et sont synthétisés dans une direction opposée à la fourche de réplication. Ceux-ci sont synthétisés par DNA pol.

    Si le taux de réplication d'un procaryote donné est de 900 nucléotides par seconde, combien de temps faudrait-il à 1,2 million de génomes à paires de bases pour en faire deux copies ?

    Réponse

    133 secondes ou 22,2 minutes.

    Expliquez les événements qui se produisent au niveau de la fourche de réplication. Si le gène de l'hélicase est muté, quelle partie de la réplication sera affectée ?

    Réponse

    Au niveau de la fourche de réplication, les événements qui se produisent sont l'action de l'hélicase, la liaison de protéines de liaison à brin unique, la synthèse d'amorces et la synthèse de nouveaux brins. S'il existe un gène de l'hélicase muté, la fourchette de réplication ne sera pas étendue.

    Quel est le rôle d'une amorce dans la réplication de l'ADN ? Que se passerait-il si vous oubliiez d'ajouter une amorce dans un tube contenant le mélange réactionnel pour une réaction de séquençage de l'ADN ?

    Réponse

    Primer fournit un groupe 3'-OH pour que l'ADN pol commence à ajouter des nucléotides. Il n'y aurait pas de réaction dans le tube sans amorce, et aucune bande ne serait visible sur l'électrophorèse.

    14.5 : Réplication de l'ADN chez les eucaryotes

    Les génomes eucaryotes sont beaucoup plus complexes et de plus grande taille que les génomes procaryotes. Le génome humain compte trois milliards de paires de bases par ensemble haploïde de chromosomes, et 6 milliards de paires de bases sont répliquées pendant la phase S du cycle cellulaire. Les origines de réplication sur le chromosome eucaryote sont multiples ; les humains peuvent avoir jusqu'à 100 000 origines de réplication

    Questions de révision

    Les extrémités des chromosomes linéaires sont maintenues par

    1. hélicase
    2. primase
    3. Pôle ADN
    4. télomérase
    Réponse

    D

    Réponse gratuite

    Comment les chromosomes linéaires des eucaryotes garantissent-ils que leurs extrémités sont complètement reproduites ?

    Réponse

    La télomérase possède une matrice d'ARN intégrée qui prolonge l'extrémité 3', de sorte que l'amorce est synthétisée et étendue. Ainsi, les extrémités sont protégées.

    14.6 : Réparation de l'ADN

    La réplication de l'ADN est un processus très précis, mais des erreurs peuvent parfois se produire, comme l'insertion d'une base incorrecte par une ADN polymérase. Les erreurs non corrigées peuvent parfois avoir de graves conséquences, comme le cancer. Les mécanismes de réparation corrigent les erreurs. Dans de rares cas, les erreurs ne sont pas corrigées, ce qui entraîne des mutations ; dans d'autres cas, les enzymes de réparation sont elles-mêmes mutées ou défectueuses.

    Questions de révision

    Lors de la relecture, laquelle des enzymes suivantes lit l'ADN ?

    1. primase
    2. topoisomérase
    3. Pôle ADN
    4. hélicase
    Réponse

    C

    Le mécanisme initial de réparation des erreurs nucléotidiques dans l'ADN est ________.

    1. réparation des discordances
    2. Relecture d'ADN polymérase
    3. réparation par excision nucléotidique
    4. dimères de thymine
    Réponse

    B

    Réponse gratuite

    Quelle est la conséquence de la mutation d'une enzyme de réparation des mésappariements ? Comment cela affectera-t-il la fonction d'un gène ?

    Réponse

    Les mutations ne sont pas réparées, comme dans le cas de la xérodermie pigmentaire. La fonction du gène peut être affectée ou elle peut ne pas être exprimée.