Chapitre 1 - Les génomes procaryote et eucaryote

Documents pareils
Chapitre 7 : Structure de la cellule Le noyau cellulaire

CHAPITRE 3 LA SYNTHESE DES PROTEINES

Dr E. CHEVRET UE Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

VI- Expression du génome

ULBI 101 Biologie Cellulaire L1. Le Système Membranaire Interne

Cellules procaryotes Service histologie Pr.k.mebarek

TD de Biochimie 4 : Coloration.

Production d une protéine recombinante

Les OGM. 5 décembre Nicole Mounier

CATALOGUE DES PRESTATIONS DE LA

Contrôle de l'expression génétique : Les régulations post-transcriptionnelles

LA MITOSE CUEEP - USTL DÉPARTEMENT SCIENCES BAHIJA DELATTRE

I. La levure Saccharomyces cerevisiae: mode de vie

Module 5 La maturation de l ARN et le contrôle post-transcriptionnel chez les eucaryotes

Travaux dirigés de Microbiologie Master I Sciences des Génomes et des Organismes Janvier 2015

UE : GENE Responsable : Enseignant : ECUE 1. Enseignant : ECUE 2. Dr COULIBALY Foungotin Hamidou

Séquence 1. Reproduction conforme de la cellule et réplication de l ADN Variabilité génétique et mutation de l ADN

De la physico-chimie à la radiobiologie: nouveaux acquis (I)

Séquence 4. La nature du vivant. Sommaire. 1. L unité structurale et chimique du vivant. 2. L ADN, support de l information génétique

Vue d ensemble de la vie microbienne

L universalité et la variabilité de l ADN

4 : MÉTHODES D ANALYSE UTILISÉES EN ÉCOLOGIE MICROBIENNE

Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide

Biomarqueurs en Cancérologie

Université d Evry-Val d Essonne Ecole Doctorale des Génomes Aux Organismes. Thèse

Les outils de génétique moléculaire Les techniques liées aux acides nucléiques

Séquence 2. L expression du patrimoine génétique. Sommaire

Contrôle de l'expression génétique :

3: Clonage d un gène dans un plasmide

Introduction à la Génomique Fonctionnelle

Univers Vivant Révision. Notions STE

ATELIER IMAGEJ. Différentes applications vous sont proposées pour apprendre à utiliser quelques fonctions d ImageJ :

Mise en place d une solution automatique de stockage et de visualisation de données de capture des interactions chromatiniennes à l échelle génomique

MABioVis. Bio-informatique et la

Les débuts de la génétique

Génomique Comparative et intégrative

Séquence 6. Mais ces espèces pour autant ne sont pas identiques et parfois d ailleurs ne se ressemblent pas vraiment.

Big data et sciences du Vivant L'exemple du séquençage haut débit

Mise en place d une plateforme de gestion de matériels biologiques : quels avantages pour les chercheurs?

Hépatite chronique B Moyens thérapeutiques

MYRIAD. l ADN isolé n est à présent plus brevetable!

Microscopie Confocale. Principes de base & Applications en Biologie Cellulaire

Université de Montréal. Développement d outils pour l analyse de données de ChIP-seq et l identification des facteurs de transcription

TP N 3 La composition chimique du vivant

Rapport Scientifique Seine-Aval 3

MAB Solut. vos projets. MABLife Génopole Campus 1 5 rue Henri Desbruères Evry Cedex. intervient à chaque étape de

Bases moléculaires des mutations Marc Jeanpierre

Banque Agro-Veto Session 2014 Rapport sur les concours A filière BCPST

Master de Bioinformatique et Biologie des Systèmes Toulouse Responsable : Pr. Gwennaele Fichant

TD DOSAGE DE PROTEINES ET ELECTROPHORESE : PARTIE THÉORIQUE BST1 SVT

CHAPITRE 3 LES TASQ COMME PLATEFORME POUR LA CATALYSE PSEUDO-ENZYMATIQUE

Détection des duplications en tandem au niveau nucléique à l'aide de la théorie des flots

ÉCOLES NORMALES SUPÉRIEURES ÉCOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSÉES CONCOURS D ADMISSION SESSION 2013 FILIÈRE BCPST COMPOSITION DE BIOLOGIE

Large succès de l introduction en bourse de Genomic Vision sur Euronext à Paris qui lève 23,0 M

et des sciences du vivant. Les microtechnologies

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

Vieillissement moléculaire et cellulaire

Création et développement d une base de données sur le VIH

Journée SITG, Genève 15 octobre Nicolas Lachance-Bernard M.ATDR Doctorant, Laboratoire de systèmes d information géographique

Epreuve de biologie... 2 Annexe : Liste des sujets de la session

Analyse d échantillons alimentaires pour la présence d organismes génétiquement modifiés

Depuis des milliers de générations, le ver à soie est l objet d une sélection

Analyse & Medical. Electrovannes miniatures

Introduc)on à Ensembl/ Biomart : Par)e pra)que

Analyse des données de séquençage massif par des méthodes phylogénétiques

Colorimètres et spectrophotomètres UV-Visible

Laboratoire de Photophysique et de Photochimie Supra- et Macromoléculaires (UMR 8531)

Semestre 2 Spécialité «Analyse in silico des complexes macromolécules biologiques-médicaments»

On distingue deux grandes catégories de mémoires : mémoire centrale (appelée également mémoire interne)

A N A L Y S E U R E N L I G N E D A G V D E S B I C A R B O N A T E S D E L A L C A L I N I T E

Module Analyse de Génomes Master 2 module FMBS 326 Immunoinformatique

Les tests génétiques à des fins médicales

APPORT DU DIAGNOSTIC MOLECULAIRE EN PATHOLOGIE INFECTIEUSE. Service de Microbiologie Hôpital Robert-Debré

Physiopathologie : de la Molécule à l'homme

Le but de la radioprotection est d empêcher ou de réduire les LES PRINCIPES DE LA RADIOPROTECTION

Génétique et génomique Pierre Martin

Saadi KHOCHBIN. Directeur de recherche CNRS. médaille d Argent. Institut des sciences biologiques. Institut Albert Bonniot (IAB)

Isolement automatisé d ADN génomique à partir de culots de cellules sanguines à l aide de l appareil Tecan Freedom EVO -HSM Workstation

Pour un principe matérialiste fort. Jean-Paul Baquiast

COUSIN Fabien KERGOURLAY Gilles. 19 octobre de l hôte par les. Master 2 MFA Responsable : UE Incidence des paramètres environnementaux

Plan de Continuité d'activité Concepts et démarche pour passer du besoin à la mise en oeuvre du PCA

Mise en œuvre de la virtualisation à l IGBMC. Guillaume Seith Remy Fritz

SysFera. Benjamin Depardon

Spécialisation 3A AgroSup Dijon IAA Microbiologie Industrielle et Biotechnologie (MIB)

UTILISATION DE LA PLATEFORME WEB D ANALYSE DE DONNÉES GALAXY

Programme consultant expert (PCE)

Montréal, 24 mars David Levine Président et chef de la direction DL Strategic Consulting. DL Consulting Strategies in Healthcare

Photoactivatable Probes for Protein Labeling

PLATE-FORME DE MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE À TRANSMISSION

Le très haut débit sur le territoire du Parc des Monts d'ardèche

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

COURS D ANALYSE DES GENOMES

Information génétique

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SÉRIE SCIENTIFIQUE

Annales de Biologie Cellulaire QCM (niveau SVT 1 er année)

Comité de suivi de la licence et de la licence professionnelle Comité de suivi du cursus master

Plateforme Transgenèse/Zootechnie/Exploration Fonctionnelle IBiSA. «Anexplo» Service Transgenèse. Catalogue des prestations

1 les caractères des êtres humains.

Janvier 2013 AUDIO/VIDEO PLAYER AUDIO VIDEO OEM DIVERS

Transcription:

Partie Biologie IA -- Partie Le IV - La biodiversité et sa dynamique A - Génomique structurale et fonctionnelle Chapitre 1 - Les génomes procaryote et eucaryote

1. L information génétique portée par l ADN 2

L ADN : rappel Une double hélice formée par : - un axe pentose-phosphate = squelette stable indépendant de la séquence - des bases azotées en une séquence spécifique 3

L ADN : rappel Structure condensée : grande capacité de stockage dans un faible volume Bases protégées entre les 2 brins Bases stabilisées par des liaisons H qui évitent la tautomérie Structure stable grâce aux interactions (stacking, liaisons H, ioniques) Accessibilité possible grâce aux sillons Brins orientés : 5 P et 3 OH et antiparallèles 4

Les pneumocoques Bactéries Streptococcus pneumoniae (= pneumocoques) http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/biologypages/a/avery.html colonies rugueuses (rough R) colonies lisses (smooth S) bactéries à capsule 5 bactéries sans capsule

L ADN porte l information génétique Expérience de Griffith (1928) sur les pneumocoques Cytosol de bactéries S webapps.fundp.ac.be Expérience de Avery, Mac Leod et Mac Carthy (1944) + protéase + ARNase + ADNase Ajout dans une culture de bactéries R transformation 6 pas de transformation d après edu.upmc.fr

La transformation bactérienne ADN bactérie This electron micrograph (courtesy of Dr. Alexander Tomasz) shows a DNA molecule entering a pneumococcus. This DNA molecule only a portion of which (scroll down) is shown here is approximately 7 micrometers (µm) in length, long enough to include a dozen genes. The process of transformation follows the uptake of such a molecule by the bacterium. 7

Noyau et information génétique des eucaryotes 8

La transmission de l ADN à l identique Une bactérie E.coli lac - Amp S mise en culture des millions de bactéries E.coli lac - Amp S répliques sur velours toutes les bactéries sont E.coli lac - Amp S sauf 1 colonie devenue Amp R fréquence de variants très faible : 10-6 à 10-8 9

La duplication de l ADN Principe universel 10

Différents types de séquences - génome dénaturé à la chaleur puis refroidi lentement pour renaturer. - mesure de la fraction d ADN non encore renaturée en fonction du temps. ordonnée = % ADN simple brin abscisses = log du produit de la concentration initiale de l ADN en mol.l -1 par le temps écoulé en s : C0t. 100 50 11 http://www.edu.upmc.fr/sdv/masselot_05001/introduction/differentes.html

Les séquences codantes E.coli Levure Arabette Homme taille du génome en 10 6 pb 4,64 12 119 3 400 nombre de gènes 4 288 6 200 25 500 30 000 % de fraction codante 88 % 68 % 29 % 1,4 % 12

La synthèse protéique : mécanisme universel Transcription Traduction 13

Le séquençage : méthode de Sanger Principe : une copie de l ADN à séquencer est réalisée en présence d un di-désoxynucléotide phosphate qui bloque la polymérisation 14 site snv.jussieu

Lecture de la séquence 15 bioinfo.org.cn

Automatisation du séquençage séparation des brins synthétisés par chromatographie lecture de l ADN marqué par fluorescence A T C G 16

Méthode de Maxam et Gilbert (1) Hydrolyse ménagée par des réactifs spécifiques qui coupent à des bases précises. 17 Université de Montréal

Méthode de Maxam et Gilbert (2) le brin d ADN purifié à séquencer marquage au 32 P Tube1 : Traitement au sulfate de diméthyl + pipéridine => cassure du brin d ADN au niveau de G. 3 G dans la séquence => 3 brins écourtés possibles 18 Université de Montréal

Méthode de Maxam et Gilbert (3) Séparation des brins coupés par électrophorèse. 19 Université de Montréal

Les séquences codantes et non codantes 20

2. Organisation moléculaire du génome 21

Chromosome d Escherichia coli Observation au MET du chromosome bactérien étalé après éclatement du colibacille 22 Inserm

Séquences de chromosome bactérien séquences codantes (couleurs selon la fonction) OriC Génome de Hémophilus influenzae 23

Carte des opérons d E. coli Les opérons sont des groupes de gènes transcrits sur le même ARN et contrôlés par le même processus. 24

Les plasmides plasmide vu au MET futura-sciences.com 25

Le noyau des cellules eucaryotes Au microscope photonique Au microscope électronique hétérochromatine euchromatine nucléole acinus pancréatique Composition de la chromatine 30% ADN 5% ARN 30% protéines histones 25% protéines autres 26

Observation de l euchromatine fibre nucléosomique de 30 nm de diamètre nucléofilament de 11 nm de diamètre nucléosome = noyau d histone + ADN enroulé autour 27

Organisation structurale du nucléosome 28 Alberts

Le nucléosome Noyau du nucléosome = 8 histones igbmc.fr ADN 150 pb enroulées + 50 pb linker 29 Alberts les queues interviennent dans le compactage

La chromatine ADN Nucléofilament ADN raccourci d un facteur 7 Fibre nucléosomique = euchromatine nucléofilament raccourci d un facteur 6 Euchromatine = fibre nucléosomique enroulée en solénoïde, de diamètre 30 nm Hétérochromatine = repliement encore plus compact de la fibre nucléosomique. 30

Des boucles liées par un squelette protéique boucle condensée (microconvule) fibre nucléosomique La fibre nucléosomique est liée à une squelette protéique (scaffold) 31

La chromatine est liée sur un support protéique fibre de 30 nm 300 nm hétérochromatine euchromatine 32 Alberts

Bilan raccourcissement d un facteur 7 raccourcissement d un facteur 6 raccourcissement d un facteur 9 raccourcissement d un facteur 4 raccourcissement total d un facteur 1500 33

Les 3 types de séquences 34

L ADN satellite des télomères Organisme Nature des répétitions Longueur du télomère Levure Saccharomyces cerevisae TGGG 400 pb Caenorhabditis elegans TTAGGC 9 000 pb souris Mus musculus TTAGGG 150 000 pb Arabidopsis thaliana TTTAGGG 9 000 pb Homo sapiens TTAGGG 10 000 pb Des séquences répétées très conservées 35

Les télomères, une architecture de stabilité protéines associées protéines TRF Les motifs répétés sont reconnus par des protéines TRF1 qui stabilisent l extrémité des chromosomes 36 journal.frontiersin.org

Les éléments transposables séquence longue = LINE : 1000-6000 pb, riche en AT, 50 000 copies séquence courte = SINE : 300 pb (séquence Alu), 500 000 copies Un élément transposable est encadré par des séquences opposées 37

Principe de la transposition Le transposon est un élément d ADN qui peut se déplacer transposition de type «couper-coller» transposition de type «copier-coller» 38

Principe de la rétro-transposition Traduction 39

Les gènes des ARNr Les gènes des ARNr sont groupés et répétés dans le génome. Ils sont transcrits d un bloc puis séparés. Ils sont localisés dans le nucléole. 40

Les familles multigéniques chromosome 22 chromosome 16 chromosome 11 41

Des gènes morcelés : mise en évidence Micrographie d un appariement entre l ADN et l ARNm du gène d ovalbumine de poule boucle = ADN non codant = intron régions appriées = séquences codantes = exons 42 bio3400.nicerweb.com

Les gènes morcelés des eucaryotes 43

Le génome extra-nucléaire 200 nm Mitochondrie avec marquage de l ADN chromosome de chloroplaste isolé et étalé observé au MET 44 bio3400.nicerweb.com

Le génome chloroplastique ADN long de 70 à 200 kb quelques séquences répétées 50 gènes de protéines + 4 gènes des ARNr (23S, 16S, 4,5S et 5S) en groupes répétés + 30 gènes d ARNt 45

Le génome des mitochondries ADN de taille très variable 13 gènes de protéines + 2 gènes des ARNr + 22 gènes d ARNt 46

Un exemple d hérédité cytoplasmique Transmission de la maladie LHON (neuropathie optique héréditaire de Leber) 47

Un exemple d hérédité cytoplasmique 48