Chapitre 2 : Noyau interphasique. Correction des exercices Lundi 2 septembre

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1 Chapitre 2 : Noyau interphasique Correction des exercices Lundi 2 septembre

2 QCM 1 Question 1 : Parmi les propositions suivantes concernant la chromatine et l étalement moléculaire, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. Le nucléotide est le constituant de base de la chromatine. B. Le détergent utilisé lors de l étalement moléculaire rompt l enveloppe nucléaire. C. Lorsque l on utilise la technique de l étalement moléculaire, on applique une forte force ionique afin de séparer l ADN des histones. D. Un chromosome en G2 est formé à partir de deux fibres de chromatine. E. La fibre nucléosomique correspond à l euchromatine et la fibre de 30nm à l hétérochromatine.

3 QCM 1 Question 1 : BD A. Faux, c est le nucléosome. B. Vrai. C. Faux, au contraire on maintient les liaisons ADNhistones, on applique donc une faible force ionique. D. Vrai, chacune formant une chromatide. E. Faux!!! Il n y a aucune correspondance entre les fibres de 11 et 30nm et euchromatine/hétérochromatine.

4 QCM 2 Question 2 : Parmi les propositions suivantes concernant le nucléole, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. La transcription se déroule à la frontière entre composant fibrillaire dense et composant granulaire. B. La grande sous unité ribosomique contient uniquement l ARNr 5,8S, 28S, 5S. C. La petite sous unité ribosomique se forme grâce à deux types d ARN polymérases uniquement, la I et la II. D. Les ribosomes s assemblent et jouent leur rôle de traduction des protéines dans le noyau. E. Les unités géniques de l ARN 47S représentent l hétérochromatine nucléolaire.

5 QCM 2 Question 2 : C A. Faux, entre centre fibrillaire et composant fibrillaire dense. B. Faux, elle contient aussi des protéines. C. Vrai. D. Faux!!! Pas dans le noyau!! E. Faux, l euchromatine, ce sont les régions de l ADN qui sont transcrites.

6 QCM 3 Question 3 : Parmi les propositions suivantes concernant le nucléole, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. Au début de l interphase, le noyau possède autant de nucléoles que d organisateurs nucléolaires. B. Les gènes des ARNr 47S correspondent aux constrictions secondaires visibles sur 5 chromosomes différents chez l homme. C. Le nucléole correspond à une accumulation transitoire d ADN, d histones, d ARN polymérase et d ARN. D. Le nombre d organisateurs nucléolaires double lors de la mitose. E. On trouve des protéines dans le nucléole.

7 QCM 3 Question 3 : ABCE A. Vrai. B. Vrai. C. Vrai, car c est un site de transcription. D. Faux => lors de la réplication E. Vrai, les histones, l ARN polymérase.

8 QCM 4 Question 4 : Parmi les propositions suivantes concernant le noyau, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. La cellule procaryote ne contient ni noyau, ni ADN. B. L enveloppe nucléaire est une double membrane. C. Dans un cycle cellulaire l ordre des phases est invariable. D. Les cellules en G1 possèdent des chromosomes bien visibles. E. Le noyau contient tout l ADN de la cellule.

9 QCM 4 Question 4 : BC A. Faux, elle contient de l ADN sous forme de nucléoïde. B. Vrai. C. Vrai. D. Faux, les cellules en G1 possèdent un noyau interphasique, les chromosomes ne sont alors pas visibles. E. Faux, la quasi-totalité, il y en a aussi dans les mitochondries.

10 QCM 5 Question 5 : Parmi les propositions suivantes concernant le noyau, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. Tous les classes d acides nucléiques sont synthétisés dans le noyau. B. Les protéines participant à la chromatine sont synthétisées dans le noyau. C. L enveloppe nucléaire comporte un espace intermembranaire. D. Parmi les transports nucléo-cytoplasmiques on trouve l importation d ions. E. Parmi les transports nucléo-cytoplasmiques on trouve l importation d acides nucléiques.

11 QCM 5 Question 5 : ACD A. Vrai. B. Faux, toutes les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme. C. Vrai. D. Vrai. E. Faux, de nucléotides qui formeront les acides nucléiques dans le noyau.

12 QCM 6 Question 6 : Parmi les propositions suivantes concernant la chromatine, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. L hétérochromatine est 10 fois plus condensée que l euchromatine. B. L hétérochromatine forme des boucles entre les zones d euchromatine. C. La chromatine est formée de protéines non histone. D. L euchromatine, au contraire de l hétérochromatine, est dite «active». E. L hétérochromatine se trouve surtout en périphérie du noyau.

13 QCM 6 Question 6 : CDE A. Faux, cette notion de condensation est basée sur l observation, il n y a aucun degré de condensation déterminé. B. Faux, c est l inverse. C. Vrai, mais d histones aussi attention. D. Vrai. E. Vrai.

14 Exercice Dans cet exercice, on cherche à étudier le rôle de Ran et NTF2 dans les transports nucléo- cytoplasmiques, ainsi que leur mode de fonctionnement. On décide d abord de faire des expériences utilisant des homocaryons (cellules possédant plusieurs noyaux suite à une fusion) afin de détecter les mouvements de Ran entre les noyaux. Deux cultures de cellules BHK21 (baby hamster kidney) ont été transfectées séparément, l une avec Pkh3Ran, permettant de détecter Ran à l aide d un motif triple hémagglutinine (HA), l autre avec un plasmide codant la fusion avec la GR-GFP (glucocorticoid receptor and green fluorescent protein).

15 Exercice Dans cet exercice, on cherche à étudier le rôle de Ran et NTF2 dans les transports nucléo- cytoplasmiques, ainsi que leur mode de fonctionnement. On décide d abord de faire des expériences utilisant des homocaryons (cellules possédant plusieurs noyaux suite à une fusion) afin de détecter les mouvements de Ran entre les noyaux. Deux cultures de cellules BHK21 (baby hamster kidney) ont été transfectées séparément, l une avec Pkh3Ran, permettant de détecter Ran à l aide d un motif triple hémagglutinine (HA), l autre avec un plasmide codant la fusion avec la GR-GFP (glucocorticoid receptor and green fluorescent protein).

16 Exercice Les cellules exprimant HA-Ran sont ensuite mélangées avec les cellules exprimant GR-GFP puis fusionnées à l aide de poly-éthylène glycol pour former des homocaryons. Après minutes d incubation en présence de cycloheximide, permettant l inhibition de la synthèse de nouvelles protéines, les cellules sont fixées et l HA-Ran est détecté par immunofluorescence indirecte (figure 1), le second anticorps utilisé est alors couplé au Texas Red (coloration rouge/violette). On sait que le récepteur aux glucocorticoïdes (GR) se déplace entre le cytosol et le noyau, servant ainsi de contrôle positif aux transports nucléo-cytoplasmiques dans cette expérience. Lorsque les deux colorations (GFP et Texas Red) sont présentes au même endroit, on observe du jaune (apparaît en blanc sur ce schéma).

17 Exercice Les cellules exprimant HA-Ran sont ensuite mélangées avec les cellules exprimant GR-GFP puis fusionnées à l aide de poly-éthylène glycol pour former des homocaryons. Après minutes d incubation en présence de cycloheximide, permettant l inhibition de la synthèse de nouvelles protéines, les cellules sont fixées et l HA-Ran est détecté par immunofluorescence indirecte (figure 1), le second anticorps utilisé est alors couplé au Texas Red (coloration rouge/violette). On sait que le récepteur aux glucocorticoïdes (GR) se déplace entre le cytosol et le noyau, servant ainsi de contrôle positif aux transports nucléo-cytoplasmiques dans cette expérience. Lorsque les deux colorations (GFP et Texas Red) sont présentes au même endroit, on observe du jaune (apparaît en blanc sur ce schéma).

18 Exercice

19 Exercice Question 7 : Parmi les propositions suivantes concernant cette première expérience, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. Le résultat 1 est obtenu si HA-Ran se déplace à l intérieur et à l extérieur du noyau. B. Le résultat 2 est obtenu si HA-Ran reste dans le noyau. C. Les cellules observées sont vivantes. D. Ces résultats montrent que Ran peut être exporté et importé dans le noyau. E. Il existe un troisième résultat possible où l on observerait des noyaux rouges et des noyaux jaunes.

20 Exercice Question 7 : ABD Récapitulons : - la GR-GFP (verte) se déplace entre cytosol et noyau puisqu elle sert de témoin, tous les noyaux de l expérience contiennent donc de la GFP, - - si Ran est capable de se déplacer comme la GR-GFP, alors on aurait HA-Ran (rouge) dans tous les noyaux aussi, donc du vert + du rouge = du jaune partout. - - si Ran n est pas capable de se déplacer comme la GR- GFP, alors on aurait d une part : - -les noyaux des cellules HA-Ran: rouge+vert(on a dit qu ily avait du vert partout)=jaune, - - les noyaux des cellules GR-GFP : vert (pas de rouge puisque HA-Ran ne se déplace pas)

21 Exercice On s intéresse maintenant au rôle de NTF2 dans ces transports. Des cellules perméabilisées sont incubées avec du NTF2 recombinant, du Ran et un système de régénération d énergie. Après 30 minutes, les cellules sont fixées et colorées avec des anticorps anti-ran (figure 2a).

22 Exercice

23 Exercice On sait que NTF2 peut se lier aux nucléoporines telles que p62. On décide d utiliser un mutant de NTF2 par mutation ponctuelle (E24K), possédant un résidu de lysine en position 42 au lieu de l acide glutamique. NTF2 (E24K) a la capacité de lier p62 mais pas Ran (figure 2b).

24 Exercice Question 8 : Parmi les propositions suivantes concernant les expériences précédentes, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. La figure 2a montre que l accumulation de Ran dans le noyau est dépendante de la présence d énergie ainsi que sa liaison à NTF2. B. La figure 2a montre qu en l absence de NTF2, Ran ne s accumule plus dans le noyau. C. La figure 2b montre que NTF2 permet l accumulation de Ran dans le noyau en se liant à celui- ci. D. D après vos connaissances, les noyaux colorés par DAPI apparaissent rouges. E. D après vos connaissances, si on avait réalisé une mutation empêchant la liaison de NTF2 avec les nucléoporines et non Ran, le résultat observé serait le même que pour la figure 2b (NTF2 E24K, anti-ran).

25 Exercice Question 8 : BCE A. Faux, la figure 2a ne montre pas que NTF2 doit se LIER à Ran, c est la figure 2b qui le prouve. La figure 2a montre qu il faut NTF2 et de l énergie, mais ne montre pas comment cela fonctionne. B. Vrai. C. Vrai. D. Faux, bleus. E. Vrai.

26 Exercice Pour déterminer si l importation nucléaire de Ran par NTF2 est spécifique, ou s il s agit d une propriété commune à toutes les protéines se liant à Ran et pouvant intéragir avec les nucléoporines, on observe les effets de la transportine et de l importine-β dans l importation de Ran en absence de NTF2 (figure 3a). Pour conclure ce tout petit exercice vraiment trop court pour vous, on se demande si Ran-GTP peut fonctionner seul en tant que substrat pour l importation en utilisant un Ran-GTP mutant : Ran(G19V), qui est insensible à RanGAP (figure 3b).

27 Exercice

28 Exercice Question 9 : Parmi les propositions suivantes concernant les expériences précédentes, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A. La transportine permet l importation de Ran. B. L importine-β permet l importation de Ran. C. La transportine peut avoir un rôle de séquestration de Ran à l intérieur du noyau lorsque NTF2 est présent. D. L importine-βet NTF2 font partie de la famille des karyophérines. E. D après vos connaissances, vous savez que si Ran-GTP est insensible à Ran-GAP, le gradient Ran-GTP/GDP est perturbé, d où une perturbation des transports nucléo-cytoplasmiques.

29 Exercice Question 9 : CE A. Faux, on le voit sur l image «ran (wt) + transportin». B. Faux. C. Vrai, lorsque l on a NTF2 + transportine la coloration est plus vive par rapport à NTF2 seul, cependant on sait que la transportine ne permet pas de faire rentrer Ran seule, l hypothèse d une séquestration de Ran une fois que NTF2 l a fait rentré est D. Faux, pas NTF2 E. Vrai.

30 Exercices supplémentaires Image en sapin de Noel: dans quel sens progresse l enzyme?

31 Exercices supplémentaires Image en sapin de Noel: dans quel sens progresse l enzyme?

32 Exercices supplémentaires L uridine est l'acide nucléique qui remplace la thymidine dans l'arn. L uridine marquée au tritium (radioactif) permet de révéler la présence de cet acide nucléique par autoradiographie. On décide alors d'introduire de l uridine marquée au tritium dans la cellule représentée ci-dessous. MET avant incorporation de l uridine tritiée

33 Exercices supplémentaires Question : Parmi les propositions suivantes, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s)? A.La flèche I peut montrer de l'adn correspondant au chromosome X. B. Après révélation par autoradiographie, l uridine marquée sera visible dans les zones correspondant à la flèche III. C. Le microscope utilisé est un microscope photonique à fluorescence. D. La zone indiquée par la flèche II est inactive d'un point de vue transcriptionnel. E. L'euchromatine est un complexe formé d'adn et de protéine basiques riches en lysine et en arginine.

34 Exercices supplémentaires Question : ABE A. Vrai : il s'agit d'hétérochromatine qui peut être constitutive(centromère, télomère, chromosome X) ou facultative. B. Vrai : la flèche III montre de l'euchromatine, zone accessible aux ARN polymérases et donc active d'un point de vue transcriptionnel, l'uridine y sera donc consommée afin de créer de l'arn. C. Faux : il s'agit de microscopie électronique. D. Faux : il s'agit du nucléole qui est actif d'un point de vue transcriptionnel, en effet c'est dans le nucléole que sont transcrits les ARN ribosomaux. E. Vrai : il s'agit un complexe formé d'adn et de ribosomes qui sont des protéines basiques.

35 Exercices supplémentaires Question : la flèche 1 correspond comme la 2 à une double membrane? 1 cytoplasme 2

36 Exercices supplémentaires Question : la flèche 1 correspond comme la 2 à une double membrane? FAUX!!! La flèche 1 désigne le nucléole et celui-ci n a pas de membrane.