LES ACIDES NUCLÉIQUES. - Donner la formule développée d'un nucléotide triphosphate. - Quel est l'état d'ionisation des groupements phosphate à ph 7?

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1 LES CIDES UCLÉIQUES BSES ÉTÉRCYCLIQUES ET UCLÉTIDES 30 Bases hétérocycliques - Ecrire les formules développées des noyaux puriques et pyrimidiques. - Donner les formules des 5 bases nucléiques usuelles : dénine, Guanine, Uracile, Cytosine et Thymine. - Montrer les possibilités de tautomérie lactime-lactame de ces molécules. 31 ucléosides - Mettre en évidence la liaison -glycosidique. Remarquer que la présence de cette liaison implique des formes lactame pour l'uridine, la Cytidine et la Thymidine. - Quelle est la différence entre les ribonucléosides et les désoxyribonucléosides? - Indiquer sur des schémas les interactions lors de l'appariement des bases dans les acides nucléiques. 32 ucléotides - Donner la formule développée d'un nucléotide triphosphate. - Quel est l'état d'ionisation des groupements phosphate à p 7? 33 Structure - Etant donné un fragment d'un brin d'd de structure : G C G T 1 ). Donner la structure du brin complémentaire correspondant. 2 ) Donner la formule développée de l D bicaténaire. 14

2 34 n donne la composition en bases d'un D : Que peut-on en conclure? C = 19% = 25% T = 33% G = 23% 35 Combien de fonctions (alcools) libres contient une molécule d'd? Même question pour une molécule d'r. 36 Une solution contenant un mélange d'm et de GM possède une absorption de 0,652 à 260 mm et de 0,284 à 280 nm. Connaissant les coefficients d'absorption molaire donnés ci-dessous, calculer les concentrations respectives de l'm et du GM dans la solution (épaisseur de la cuve = 1 cm). M : 260 = 15, L.mol -1 cm -1 GM : 260 = 11, L.mol -1 cm -1 M : 280 = 2, L.mol -1 cm -1 GM : 280 = 7, L.mol -1 cm Soient les deux polynucléotides suivants 1 et 2 : C 2 - C 2 - C 2 - C 3 C 2 C 2 X C ) Y trouve-t-on les types de fonctions ou de liaisons indiqués ci-après reliant deux éléments 15-2

3 constitutifs d'un même polynucléotide? - ester phosphate - anhydride d'acide - amide - liaison hydrogène - liaison -osidique 2 ) Identifier les molécules constituant ces polynucléotides. 3 ) Ecrire le nom de la base manquante. 38 L'D du corps humain Calculer la masse en grammes d'une molécule d'd bicaténaire s'étirant de la Terre à la Lune (# km). La double hélice a une masse d'environ g/1 000 paires de nucléotides. Chaque paire de bases s'étend sur environ 0,34 nm. En comparaison, votre corps contient environ 0,5g d'd! 39 L'appariement des bases dans l'd L'D a été isolé de deux espèces de bactéries non identifiées. La proportion d'adénine dans ces échantillons est respectivement de 32% et 17%. Quelle proportion relative de guanine, de thymine et de cytosine pensez-vous trouver dans ces deux échantillons d'd? Quelle hypothèse avez-vous faite? L'une de ces bactéries a été isolée dans une source chaude (64 C). Quel D provient de cette bactérie thermophile? DÉTERMITI DE SÉQUECE DE LYUCLÉTIDES 40 La technique de séquençage de Sanger a été utilisée pour déterminer la séquence d'un brin d'd. L'autoradiographie obtenue est présentée ci-dessous : dd ddt ddc ddg Sens de la migration 1 ) Rappeler le principe de cette méthode 2 ) réciser les positions de l'anode et de la cathode. Justifier. 3 ) Déterminer à partir de ce schéma la séquence du brin d'd 4 ) réciser où se trouve l'extrémité 5' et l'extrémité 3' de la séquence que vous venez d'écrire. 16

4 41 près l'action d'une enzyme de restriction sur un D puis désappariement et séparation des brins, on obtient un polynucléotide. Ce brin traité par la méthode biochimique de Sanger a fourni l'autoradiographie suivante : dd ddt ddc ddg 1 ) Donner brièvement le principe de cette méthode. Lire la séquence. 2 ) Quelle est la séquence de? 3 ) Donner la structure schématique de en indiquant les liaisons entre chaque nucléotide. (e pas expliciter les formules des bases) 4 ) Ecrire la structure schématique de l'd bicaténaire d'origine en y faisant figurer l'orientation 5' 3' et les phosphates. TERMDÉTURTI DE L'D 42 Une solution d'd bicaténaire est chauffée puis refroidie à la température de la pièce en 2 minutes. Quel sera le changement d'absorption à 260 nm durant le refroidissement dans les trois cas cités ci-dessous? - si la solution est chauffée juste au-dessous de T M. - si la solution est chauffée juste au-dessus de T M. - quel type d'd (naturel ou synthétique) pourrait-il donner un profil d'absorption en fonction de la température qui soit parfaitement réversible en solution aqueuse? 43 - Un échantillon inconnu d'acide nucléique est soumis à diverses expériences : 1 ) Une partie de l'échantillon présente un effet hyperchrome important (+ 30%) lorsqu'on le chauffe. Soumis à un refroidissement rapide, il ne présente alors qu'une faible diminution de l'absorbance à 260 nm. 2 ) Une autre partie de l'échantillon est centrifugé en gradient de chlorure de césium. Il forme une bande unique de densité = 1,770 g.cm -3. Si on soumet l'acide nucléique à l'expérience (1) (thermodénaturation puis refroidissement rapide) avant la centrifugation, on obtient une bande de densité = 1,720 g.cm -3 qui ne contient plus que la moitié du matériel initial. Le contenu du tube de centrifugation est alors mélangé et maintenu à une température intermédiaire (qui permet l'hybridation), puis re-centrifugé, la bande obtenue a une densité de 1,770 g.cm -3 et correspond à la totalité du matériel. 17

5 3 ) La même expérience de centrifugation est réalisée sur du matériel incubé dans la soude à p 12,5. La bande à 1,720 g.cm -3 est retrouvée mais la deuxième partie de l'expérience (hybridation + re-centrifugation) est impossible à réaliser. Quel est la structure de l'acide nucléique initial? 44 Les enzymes de restriction sont des endonucléases capables de couper l D double brin en des sites très spécifiques qui sont généralement des palindromes. - Retrouver la séquence palindromique dans cet D : 5 TTGCCGTGTTCCGTGGC 3 3 TCGGCTCTTGGCTTCCG 5 - Indiquer les fragments générés par l enzyme sachant que ces fragments se termineront par des extrémités cohésives avec 4 nucléotides qui dépassent en Dans une recherche récente de paternité, les D provenant d un enfant (I), de sa mère (II) et de son père présumé (III) ont été traités en même temps que celui provenant d un individu (IV) qui n avait aucun lien avec les personnes précédemment citées. L D a été extrait à partir des cellules de la joue prélevées tout simplement avec un coton-tige. près purification, cet D est fragmenté par l utilisation d enzymes de restriction. Du fait de la variabilité génétique, les sites de restriction peuvent subir des mutations qui les modifient. Ces sites de restriction ne sont alors plus reconnus par les enzymes, ce qui fait un site de coupure en moins (ou en plus) pour l D. L D de chaque individu sera découpé par plusieurs enzymes qui vont alors générer toute une série de fragments. Ces fragments sont séparés par électrophorèse sur gel. n va comparer la migration des fragments obtenus par les 4 personnes de notre test. u vu de cette partie du gel présenté, pensezvous que le père présumé puisse être le père de cet enfant? II I III IV.B. : Il ne faut pas oublier que nous possédons chaque chromosome en double, l un venant du père, l autre de la mère. 18