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10.E : Biochimie du génome (exercices)

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    10.1 : Utiliser la microbiologie pour découvrir les secrets de la vie

    L'ADN a été découvert et caractérisé bien avant que son rôle dans l'hérédité ne soit compris. Les microbiologistes ont joué un rôle important en démontrant que l'ADN est l'information héréditaire présente dans les cellules. Dans les années 1850 et 1860, Gregor Mendel a expérimenté des pois de jardin reproducteurs authentiques afin de démontrer l'héritabilité de caractères observables spécifiques. En 1869, Friedrich Miescher a isolé et purifié un composé riche en phosphore à partir des noyaux des globules blancs ; il a nommé le composé nucléine.

    Choix multiples

    Frederick Griffith a infecté des souris avec une combinaison de souches de bactéries R mortes et de souches de bactéries S vivantes. Quel en a été le résultat et pourquoi s'est-il produit ?

    1. Les souris vont vivre. La transformation n'était pas requise.
    2. Les souris vont mourir. La transformation du matériel génétique de R en S était nécessaire.
    3. Les souris vont vivre. La transformation du matériel génétique de S en R était nécessaire.
    4. Les souris vont mourir. La transformation n'était pas requise.
    Réponse

    D

    Pourquoi l'algue Acetabularia était-elle un bon modèle à utiliser par Joachim Hämmerling pour identifier la localisation du matériel génétique ?

    1. Il n'y a pas de membrane nucléaire.
    2. Il s'auto-fertilise.
    3. Il s'agit d'une grande cellule asymétrique, unique et facile à voir à l'œil nu.
    4. Il produit une capside protéique.
    Réponse

    C

    Lequel des énoncés suivants décrit le mieux les résultats de l'expérience de Hershey et Chase utilisant des virus bactériens dotés de 35 protéines marquées en S ou de 32 ADN marquées P qui indiquent que la protéine est la molécule responsable de l'hérédité ?

    1. Après infection par les 35 virus marqués au S et centrifugation, seule la pastille serait radioactive.
    2. Après infection par les 35 virus marqués au S et centrifugation, la pastille et le surnageant seraient tous deux radioactifs.
    3. Après infection par les 32 virus marqués P et centrifugation, seule la pastille serait radioactive.
    4. Après infection par les 32 virus marqués P et centrifugation, la pastille et le surnageant seraient tous deux radioactifs.
    Réponse

    UN

    Quelle méthode Morgan et ses collègues ont-ils utilisée pour montrer que les informations héréditaires se trouvaient sur les chromosomes ?

    1. prédictions statistiques des résultats de croisements utilisant de vrais parents reproducteurs
    2. corrélations entre les observations microscopiques du mouvement chromosomique et les caractéristiques de la progéniture
    3. transformation de bactéries non pathogènes en bactéries pathogènes
    4. mutations entraînant des défauts distincts dans les voies enzymatiques métaboliques
    Réponse

    B

    Selon l'hypothèse « un gène, une enzyme » de Beadle et Tatum, laquelle des enzymes suivantes éliminera la transformation du matériel héréditaire des bactéries pathogènes en bactéries non pathogènes ?

    1. enzymes dégradant les glucides
    2. protéinases
    3. ribonucléases
    4. désoxyribonucléases
    Réponse

    D

    Remplir le blanc

    L'élément ____________ est propre aux acides nucléiques par rapport aux autres macromolécules.

    Réponse

    phosphore

    À la fin des années 1800 et au début des années 1900, la macromolécule supposée responsable de l'hérédité était ______________.

    Réponse

    protéine

    Réponse courte

    Pourquoi les bactéries et les virus constituent-ils de bons systèmes modèles pour diverses études génétiques ?

    Pourquoi l'acide nucléique a-t-il été négligé pendant si longtemps en tant que molécule responsable de la transmission de l'information héréditaire ?

    Les bactériophages injectent leur matériel génétique dans les cellules hôtes, tandis que les virus animaux pénètrent complètement dans les cellules hôtes. Pourquoi était-il important d'utiliser un bactériophage dans l'expérience Hershey—Chase plutôt qu'un virus animal ?

    Pensée critique

    Dans la figure présentée, si les noyaux étaient contenus dans les tiges d'Acetabularia, quels types de capsules attendriez-vous des greffons illustrés ?

    Un diagramme montrant A. mediterranea et A. crenulata. La greffe A provient du pied d'A. mediterranea et de la tige supérieure d'A. crenulata. La greffe B provient du pied d'A. crenulata et de la tige supérieure d'A. mediterranea.

    Pourquoi Hershey et Chase sont-ils reconnus pour avoir identifié l'ADN comme étant le vecteur de l'hérédité alors que l'ADN avait été découvert de nombreuses années auparavant ?

    10.2 : Structure et fonction de l'ADN

    Les acides nucléiques sont composés de nucléotides contenant chacun un sucre pentose, un groupe phosphate et une base azotée. Les désoxyribonucléotides contenus dans l'ADN contiennent du désoxyribose sous forme de sucre pentose. L'ADN contient les pyrimidines, la cytosine et la thymine, et les purines, l'adénine et la guanine. Les nucléotides sont liés entre eux par des liaisons phosphodiester entre le groupe phosphate de 5 pouces d'un nucléotide et le groupe hydroxyle 3 d'un autre.

    Choix multiples

    Lequel des éléments suivants ne se trouve pas dans l'ADN ?

    1. thymine
    2. liaisons phosphodiester
    3. appariement de base complémentaire
    4. acides aminés
    Réponse

    D

    Si 30 % des bases d'une molécule d'ADN sont de l'adénine, quel est le pourcentage de thymine ?

    1. 20 %
    2. 25 %
    3. 30 %
    4. 35 %
    Réponse

    C

    Laquelle des affirmations suivantes concernant l'appariement des bases dans l'ADN est incorrecte ?

    1. Les purines forment toujours des paires de bases avec les pyrimidines.
    2. L'adénine se lie à la guanine.
    3. Les paires de bases sont stabilisées par des liaisons hydrogène.
    4. L'appariement des bases se produit à l'intérieur de la double hélice.
    Réponse

    B

    Si un brin d'ADN contient la séquence 5ʹ-ATTCCGGATCGA-3, laquelle des séquences suivantes est la séquence du brin complémentaire d'ADN ?

    1. MOT 5ʹ-TAGCCTAGCT-3′
    2. 5ʹ-ATTCCGGATCGA-3′
    3. 3ʹ-TAACCGGTACGT-5′
    4. 5ʹ-TCGATCCGGAAT-3′
    Réponse

    D

    Lors de la dénaturation de l'ADN, lequel des événements suivants se produit ?

    1. Les liaisons hydrogène entre les bases complémentaires se brisent.
    2. Les liaisons phosphodiester se rompent dans le squelette du sucre et du phosphate.
    3. Les liaisons hydrogène au sein du squelette sucre-phosphate se rompent.
    4. Les liaisons phosphodiester entre les bases complémentaires se rompent.
    Réponse

    UN.

    Remplir le blanc

    L'extrémité d'un brin d'acide nucléique comportant un groupe phosphate libre est appelée ________.

    Réponse

    Fin 5°

    Vrai/Faux

    Les travaux de Rosalind Franklin et de R.G. Gosling ont joué un rôle important dans la démonstration de la nature hélicoïdale de l'ADN.

    Réponse

    Vrai

    La paire de bases A-T possède plus de liaisons hydrogène que la paire de bases C-G.

    Réponse

    Faux

    Réponse courte

    Quel est le rôle des liaisons phosphodiester au sein du squelette sucre-phosphate de l'ADN ?

    Que signifie le terme « antiparallèle » ?

    Pourquoi l'ADN à haute teneur en GC est-il plus difficile à dénaturer que celui à faible teneur en GC ?

    Pensée critique

    On a découvert qu'un certain échantillon d'ADN avait une composition composée de 22 % de thymine. Utilisez les règles de Chargaff pour renseigner les pourcentages pour les trois autres bases azotées.

    Un brin d'ADN contient 22 % de thymine. Les pourcentages pour l'adénine, la guanine et la cytosine sont vides.

    Si l'on considère la structure de la double hélice de l'ADN, en quoi pourrait-on s'attendre à ce qu'elle diffère s'il y avait un appariement de bases entre deux purines ? Entre deux pyrimidines ?

    10.3 : Structure et fonction de l'ARN

    L'acide ribonucléique (ARN) est généralement monocaténaire et contient du ribose comme sucre pentose et de la pyrimidine uracile au lieu de la thymine. Un brin d'ARN peut subir un important appariement de bases intramoléculaires pour prendre une structure tridimensionnelle. Il existe trois principaux types d'ARN, tous impliqués dans la synthèse des protéines. L'ARN messager (ARNm) sert d'intermédiaire entre l'ADN et la synthèse de produits protéiques lors de la traduction.

    Choix multiples

    Lequel des types d'ARN suivants code pour une protéine ?

    1. ARNd
    2. ARNm
    3. ARNr
    4. ARNt
    Réponse

    B

    Un acide nucléique est purifié à partir d'un mélange. Les molécules sont relativement petites, contiennent de l'uracile et la plupart sont liées par covalence à un acide aminé. Lequel des éléments suivants a été purifié ?

    1. ADN
    2. ARNm
    3. ARNr
    4. ARNt
    Réponse

    D

    Lequel des types d'ARN suivants est connu pour ses capacités catalytiques ?

    1. ARNd
    2. ARNm
    3. ARNr
    4. ARNt
    Réponse

    C

    Les ribosomes sont composés d'ARNr et de quel autre composant ?

    1. protéine
    2. polypeptides
    3. ADN
    4. ARNm
    Réponse

    UN

    Lequel des éléments suivants peut utiliser l'ARN comme génome ?

    1. une bactérie
    2. un archéon
    3. un virus
    4. un eucaryote
    Réponse

    C

    Correspond

    Associez la molécule correcte à sa description :

    ___ARNt

    ___ARNr

    ___ARNm

    A. est un composant majeur du ribosome

    B. est une copie de l'information contenue dans un gène

    C. transporte un acide aminé vers le ribosome
    Réponse

    C, A, B

    Vrai/Faux

    Les ribosomes sont composés principalement d'ARN.

    Réponse

    Vrai

    L'ARN bicaténaire se trouve couramment à l'intérieur des cellules.

    Réponse

    Faux

    Réponse courte

    Quelles sont les différences entre les nucléotides d'ADN et les nucléotides d'ARN ?

    Comment les informations stockées dans la séquence de base de l'ADN sont-elles utilisées pour déterminer les propriétés d'une cellule ?

    Comment les paires de bases complémentaires contribuent-elles à l'appariement de bases intramoléculaires au sein d'une molécule d'ARN ?

    Si un ARN antisens possède la séquence 5ʹAUUCGAAUGC3, quelle est la séquence de l'ARNm à laquelle il va se lier ? Assurez-vous d'étiqueter les extrémités 5 et 3 de la molécule que vous dessinez.

    Pourquoi l'ARN double brin (dsRNA) stimule-t-il l'interférence entre l'ARN ?

    Pensée critique

    Identifiez l'emplacement de l'ARNm, de l'ARNr et de l'ARNt sur la figure.

    Un fil long est étiqueté ii. Un petit ovale est fixé au bas de ce fil et un grand dôme au sommet. Ces deux structures sont désignées ensemble par l'étiquette iii. Des rectangles plus petits se trouvent à l'intérieur du grand dôme et sont attachés à de petits segments du long fil. Ces rectangles sont étiquetés i.

    Pourquoi est-il logique que les molécules d'ARNt et d'ARNr soient plus stables que les molécules d'ARNm ?

    10.4 : Structure et fonction des génomes cellulaires

    L'ensemble du contenu génétique d'une cellule est son génome. Les gènes codent pour des protéines, ou des molécules d'ARN stables, chacune remplissant une fonction spécifique dans la cellule. Bien que le génotype que possède une cellule demeure constant, l'expression des gènes dépend des conditions environnementales. Un phénotype est l'ensemble des caractéristiques observables d'une cellule (ou d'un organisme) à un moment donné et résulte du complément de gènes actuellement utilisés.

    Choix multiples

    Lequel des énoncés suivants décrit correctement la structure du génome eucaryote typique ?

    1. diploïde
    2. linéaire
    3. singulier
    4. à double brin
    Réponse

    UN

    Lequel des éléments suivants fait généralement partie du génome procaryote ?

    1. ADN chloroplastique
    2. chromosomes linéaires
    3. plasmides
    4. ADN mitochondrial
    Réponse

    C

    Les cellules de Serratia marcescens produisent un pigment rouge à température ambiante. La couleur rouge des colonies est un exemple de laquelle des suivantes ?

    1. génotype
    2. phénotype
    3. modification de la composition de l'ADN en
    4. adaptation à l'environnement
    Réponse

    B

    Lequel des gènes suivants ne serait probablement pas codé sur un plasmide ?

    1. gènes codant pour des toxines qui endommagent les tissus
    2. gènes codant pour la résistance aux
    3. enzymes codant des gènes pour la glycolyse
    4. gènes codant pour des enzymes pour la dégradation d'un substrat inhabituel
    Réponse

    C

    Les histones sont des protéines liant l'ADN qui sont importantes pour le conditionnement de l'ADN dans laquelle des protéines suivantes ?

    1. virus à ADN bicaténaire et monocaténaire
    2. archées et bactéries
    3. bactéries et eucaryotes
    4. eucaryotes et archées
    Réponse

    D

    Vrai/Faux

    Au sein d'un organisme, les phénotypes peuvent changer alors que les génotypes restent constants.

    Réponse

    Vrai

    L'ADN non codant n'a aucune utilité biologique.

    Réponse

    Faux

    Remplir le blanc

    Les plasmides sont généralement transférés entre les membres d'une communauté bactérienne par transfert de gènes ________.

    Réponse

    horizontaux

    Réponse courte

    Quelles sont les différences entre les structures chromosomiques des procaryotes et des eucaryotes ?

    Comment les procaryotes et les eucaryotes parviennent-ils à insérer leur long ADN à l'intérieur des cellules ? Pourquoi est-ce nécessaire ?

    Quelles sont les fonctions de l'ADN non codant ?

    Dans la chromatine des cellules eucaryotes, quelles régions du chromosome devraient être plus compactes : les régions qui contiennent des gènes copiés activement dans l'ARN ou celles qui contiennent des gènes inactifs ?

    Pensée critique

    Un nouveau type de bactériophage a été isolé et vous êtes chargé de caractériser son génome. La composition de base du bactériophage est A (15 %), C (20 %), T (35 %) et G (30 %). Que pouvez-vous conclure sur le génome du virus ?