Ch. 15 : Les bases moléculaires de l`hérédité.

Ch. 15 : Les bases moléculaires de l’hérédité.
Examen formatif. Campbell.
15.01
mémoire
e
Qu’est-ce que la transformation implique chez les bactéries ?
a) La création d’un brin d’ADN à partir d’une molécule d’ARN.
b) La création d’un brin d’ARN à partir d’une molécule d’ADN.
c) L’infection de cellules par un virus phage T2 (virus ADN).
d) Le type de réplication semiconservative montré par l’ADN.
e) Le transfert d’ADN d’une bactérie à une autre.
15.02
concept
a
Qu’arrive t-il quand des virus Phage T2 sont mis en culture dans des milieux riches en
phosphore radioactif ?
a) Leur ADN devient radioactif.
b) Leurs protéines deviennent radioactives.
c) Leur Adn se retrouve au milieu dans le tube de la centrifugeuse.
d) Ils ne peuvent plus faire de transcription.
e) Ils transfèrent leur ADN radioactif au chromosomes des bactéries E. coli infectées.
15.03
On peut faire pousser plusieurs espèces de bactéries dans un milieu de culture très simple : du
application sucre et des minéraux. On ne peut faire pousser des virus que sur des hôtes vivants. Pourquoi
e
cette différence entre virus et bactéries ?
a) Les virus ne possèdent pas de ribosomes.
b) Les virus de type ARN ne produisent pas d’ARNm, ils sont des ARNm « sauvages ».
c) Les virus ne peuvent pas se répliquer, se transcrire et se transcrire par eux-même.
Les virus ne possèdent aucun organite et n’ont pas le code pour les former. Ce sont
des parasites absolus.
d) Les bactéries même si elles sont petites sont de vrais cellules ; avec tous leurs
organites et un ADN qui mémorise un paquet d’enzymes permettant d’assembler les
atomes et molécules simples en molécules complexes : sucres, acides aminés, acides
nucléiques et lipides. Les virus ne sont que des acides nucléiques (ADN, ARN) nus
ou protégés par des enveloppes glycoprotéiques simples.
e) Toutes ces réponses.
Note. Ca prend une plante, un animal ou une bactérie vivants pour élever et étudier les virus.
Le virus n’est qu’un ADN ou un ARN libre. Il n’a aucun organite. Ce n’est qu’un message. Ce
n’est pas vivant. On peut cristalliser un virus et le mettre en pilule pour 1000 ans. Le virus a
besoin d’une « vrai cellule avec tous ses organites » pour se reproduire. Un virus informatique
n’est qu’un message et il ne peut exister sans ordinateur.
Note. Certains virus peuvent infecter plusieurs sortes d’hôtes, d’autres ne peuvent utiliser
qu’une seule espèce à la fois. Ainsi le virus de la rage peut être étudié chez le chien ou le porc;
c’est le même virus qui peut nous attaquer. La nouvelle grippe humaine pourrait provenir du
virus de la grippe des canards chinois. Dans le cas du SIDA, ce virus est très spécialisé et ne
s’attaque qu’à l’homme. Ca prend obligatoirement des volontaires humains pour les tests de
médicaments et de comportement du virus. Est-ce que ça vous tenterait de tester un vaccin du
SIDA ? On cherche des volontaires pour les nouvelles fièvres hémorragiques.
15.04
Pourquoi les antibiotiques sont-ils efficaces contre les bactéries et inefficaces contre les virus ?
application
e
a) Plusieurs antibiotiques fonctionnent en bloquant le fonctionnement des organites
cellulaires; notamment les ribosomes. Les virus n’ont aucun organite .
b) Plusieurs antibiotiques bloquent la réplication, la transcription ou la traduction des
bactéries. Les virus ne font pas eux-mêmes ces fonctions.
c) Les virus se reproduisent beaucoup plus vite que les bactéries et deviennent très
rapidement résistants contre les antibiotiques.
d) a et b
e) a, b et c.
Note. La grippe est un virus. Souvent les docteurs donnent des antibiotiques dans le cas de
grosses grippes. Pourquoi ?
Les antibiotiques sont inefficaces contre la grippe; c’est vrai. Par contre certains bactéries ou
champignons peuvent profiter de l’affaiblissement du corps causé par le virus pour l’attaquer.
C’est ainsi qu’une bactérie peut profiter d’une grippe pour attaquer votre gorge ou vos
poumons : laryngites et pneumonies. Contre ces maladies bactériennes « opportunistes », les
antibiotiques sont efficaces. Les gens ne meurent pas directement du SIDA mais de toutes les
maladies bactériennes et fongiques qui en profitent pour se développer. Il n’y a pas de remèdes
directs contre la grippe et le SIDA. Il est mort plus de monde à cause de la grippe espagnole
que tous les morts de la deuxième guerre mondiale.
15.05
mémoire
01 d
02 a
03 c
04 e
Ä partir de la liste d’enzymes suivante :
a) hélicase b) exonucléase c) ligase
15.06
concept
c
Si la cytosine constitue 22 % des nucléotides dans un échantillon d’ADN provenant d’un
organisme, alors l’adénine constitue quel pourcentage des bases.
d) polymérase e) primase
15.05.1 Catalyse la synthèse d’un nouveau brin d’ADN.
15.05.2 Entraîne la séparation des deux brins d’ADN durant la réplication.
15.05.3 Lie de façon covalente les nouveaux nucléotides.
15.05.4 Synthétise de nouveaux segments d’ARN.
a) 22 % b) 44 % c) 28 % d) 56 % e) Ne peut être déterminé. Pas assez d’informations.
Note. Démêlez nucléosides, nucléotides, acides nucléiques, ADN et ARN.
Nucléotide = une base azotée + un sucre + un groupement phosphate.
Nucéoside = une base azotée + un sucre.
L’ADN et l’ARN sont des Acides Nucléiques.
Les acides nucléiques sont constitués par la polymérisation des nucléotides.
15.07
mémoire
d
L’enzyme ADNpolymérase ne peut ajouter des nucléotides qu’à l’extrémité 3’ d’un brin
d’ADN en cours de transformation et jamais dans la direction 5’. Donc un nouveau brin
d’ADN ne peut s’allonger que dans la direction 5 à 3. Le problème d’ajouter des nucléotides
dans la direction 3 à 5 est résolu par ..
a)
b)
c)
d)
e)
L’appariement des bas es.
Les fourches de réplication.
L’enzyme d’ouverture des brins, l’hélicase.
Les fragments d’Okazaki.
Les topoisomérase.
15.08
mémoire
d
15.09
mémoire
c
Tout les atomes suivants sont présents dans l’ADN sauf …
a) O b) N c) C d) S e) P
15.10
mémoire
a
Quelle sorte de liaison chimique unit entre elles les bases azotées de l’ADN ?
15.11
mémoire
c
Quel enzyme catalyse l’élongation d’un brin d’Adn dans la direction 5 à 3 ?
a) Primase
b) ADNligase
c) ADNpolymérase
d) Lipase
e) Hélicase
15.12
mémoire
c
Laquelle de ces descriptions s’applique le mieux à la classe de composés connu comme les
nucléotides ?
Toutes ces informations sur la structure chimique de l’ADN peuvent nous être données par la
cristallographie en rayon X, sauf …
a) Le diamètre de la double hélice.
b) La forme en double hélice de l’ADN.
c) La spécificité de l’appariement des bases azotées (quelle base azotée s’unit à quelle
autre base et pas à une autre).
d) La distance linéaire nécessaire pour un plein tour de la double hélice.
e) La largeur de l’hélice.
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
15.13
mémoire
13.1 c
13.2 b
13.3 d
13.4 b
Hydrogène
Ionique
Covalente
Dipeptide
Phosphate
Une base azotée et un groupe phosphate
Une base azotée et un sucre à 5 carbones.
Une base azotée, un groupe phosphate et un sucre à 5 carbones.
Un sucre à 5 carbone, un groupe phosphate et une purine.
Une purine, une pyrimidine et un hexose.
Histoire de la découverte de l’ADN. Parmi ces scientifiques …
a) Griffith
b) Hershey et Chase
c) Avery, MacLeod et McCarty.
d) Chargaff
e) Messelson et Stahl
… identifier ceux qui ont fait les expériences ou observations suivantes :
15.13.1 Des molécules provenant de cellules S tuées par la chaleur furent prélevées et
purifiées. Ces molécules furent testé pour leur effet de transformation sur des cellules
vivantes R. Les molécules qui transformaient les cellules R étaient de la famille des
acides nucléiques (ADN).
15.13.2 On peut observer au microscope électronique, que l’ADN d’un virus bactériophage
T2 («bactériophage = qui mange les bactéries ») pénètre à l’intérieur bactéries
attaquées mais on observe aussi que le revêtement de protéine enveloppant l’ADN
reste à la surface des bactéries. L’ADN viral obliqe la bactérie à fabriquer de
nouveaux DN viraux et d’autres revêtements de protéines.
15.13.3 Dans chaque échantillon d’ADN qu’on analyse, la quantité d’adénine égale a peuprès la quantité de thymine. De même la quantité de guanine est semblable à la
près la quantité de thymine. De même la quantité de guanine est semblable à la
cytosine.
15.14
Quand un virus bactériophage T2 qui infecte les bactéries fait des copies de lui-même
application (réplication virale) en présence de soufre radioactif, lequel des énoncés suivant en résulte ?
b
a) L’ADN viral est marqué par la radioactivité.
b) Les protéines virales sont marquées par la radioactivité.
c) L’ADN viral se retrouve au milieu du tube de centrifugation.
d) L’ADN viral transfert sa radioactivité à l’ADN bactérien.
e) L’ADN viral et les protéines de la capsule virale deviennent radioactives.
15.15
concept
e
Supposons que l’on rajoute à un milieu de croissance bactérien de la thymine radioactive. Que
va t-il arriver si une cellule bactérienne (une cellule devient deux cellules filles) se réplique
une fois en présence de cette base radioactive ?
a)
b)
c)
d)
e)
Une des cellules filles, mais pas l’autre, aurait un ADN radioactif.
Aucune des 2 cellules ne serait radioactive.
Les 4 bases de chaque ADN deviendraient radioactives.
La thymine radioactive s’apparierait avec la guanine non radiocative.
L’ADN des deux cellules filles serait radioactif.
15.16
concept
a
La désignation 3’ et 5 ‘ réfère à ..
15.17
mémoire
e
Expérience de Messelson et Stahl. Dans une imitation de l’expérience de Messelson et Stahl,
des bactéries sont mises en croissance dans un milieu contenant seulement l’isotope lourd de
l’azote (N15) et sont ensuite transférées dans un milieu contenant seulement l’azote ordinaire
(N14). Si ces bactéries font 2 réplications dans ce nouveau milieu et que leur ADN est ensuite
centrifugé, à lequel de ces résultats devront nous nous attendre ?
a) Les liens chimiques entre les groupes phosphate et les atomes de carbone du
déoxyribose.
b) Les numéros des atomes de carbone et d’azote sur les anneaux des bases purines ou
pyrimidines.
c) Les liens entre les carbones 3 et 5 unissant les deoxyriboses directement entre-eux.
d) Les liens entre purines et déoxyribose (5 OH) et pyrimidines et ribose (3 OH).
e) Les liens covalents qui se forment entre adénine et thymine (3 liens) et guanine et
cytosine (5 liens).
f. aucun de ces résultats.
Note. Isotopes. L’azote a le numéro atomique 7. Sa forma la plus répandue a 7 protons et 7
neutrons : sa masse atomique est donc de 14. On peut toutefois trouver et isoler des atomes
d’azote plus lourds car ayant 7 protons et 8 neutrons, donc une masse atomique individuelle de
15. L’ADN bactérien provenant d’un milieu riche en N15 sera plus lourd et se déplacera plus
bas dans les tubes de centrifugation.
Vous savez, il y a aussi de l’eau « lourde » : D2 O. Cette molécule utilise le deutérium (forme
isotopique de l’hydrogène avec un proton et deux neutrons) au lieu de l’hydrogène standard
(hydrogène ayant un proton et un seul neutron). On prétend que les alchimistes du moyen-âge,
en distillant et redistillant de l’eau de rosée, auraient utilisée l’eau lourde pour confectionner
la mystérieuse pierre philosophale .. mais c’est une autre histoire.
15.18
concept
d
Lequel des énoncés suivants ne s’applique pas au modèle de l’ADN de Watson et Crick ?
15.19
mémoire
a
Il devint apparent à Watson et Crick, après la découverte de leur modèle de l’ADN, que cette
molécule pouvait mémoriser une grande richesse d’informations héréditaires grâce à ..
a)
b)
c)
d)
e)
Les deux brins de l’hélice d’ADN sont antiparallèles.
La distance entre les brins de l’hélice d’Adn est de 20 angströms.
Le squelette de l’hélice consiste dans les unités sucre-phosphate des nucléotides.
Les deux brins de l’hélice sont tenus ensemble par des liens covalents.
Les purines sont attirées par les pyrimidines.
a)
b)
c)
d)
La séquence des bases (AATTTAGCATTAGGG etc.)
Le squelette de sucre et de phosphate.
L’appariement complémentaire des bases (A avec T, G avec C).
La séquence des sucres ribose et déoxyribose (ribose, ribose, déoxyribose, ribose,
etc.).
e) La séquence des acides aminés entourant l’ADN.
Note. Séquence = arrangement en ligne d’une information. Tout est code. La séquence Morse
… --- … veut dire SOS. La séquence binaire 00 00 10 01 veut dire 9 en décimal. La séquence
de lettres GOOD LUCK en code anglais veut dire bonne chance en code français. Nous
verrons dans le chapitre 16 que la séquence GGU de l’ARNm peut servir à mémoriser
l’emplacement de l’acide aminé Glycine (GLY) dans le code donnant la structure primaire
d’une protéine ( p. 321). Le plus grand exploit biologique de la fin du XX siècle aura
probablement été le « séquençage » complet de l’ADN humain; c’est à dire la lecture
complète de l’arrangement en ligne des milliard s de bases azotées de nos chromosomes. On
peut lire des chromosomes 1 jusqu’aux chromosomes sexuels. Plusieurs ont voulu « breveter »
la formule de nos protéines. La justice internationale à tranché en disant que le patrimoine
génétique humain appartient à tout les hommes. De la même façon, un homme qui découvre
une nouvelle étoile ne possède pas cette étoile.
Note. Tout est code. Les codes ont des conventions de lecture. Un code a un début et une fin.
Dans une bande dessinée d’une page, le code de la b ande dessinée américaine commence en
haut à gauche et finit en bas à droite. Les mangas japonaise se lisent de droite à gauche. Un
code a une direction de lecture. Les arabes lisent de droite à gauche, les chinois de haut en bas
et les occidentaux de gauche à droite.
L’ADN et l’ARN sont des codes pour mémoriser la structure primaire des protéines. Les
acides nucléiques ont aussi leur conventions de lecture. L’ARNm se lit de 5 à 3. De la même
façon, le code génétique a des instructions pour dire début (AUG) et fin (UAA). Ceci sera vu
en détail au chapitre suivant.
15.20
mémoire
c
Si du souffre radioactif (35 S)est utilisé dans un milieu de culture bactérien dont les bactéries
sont parasitées par un virus bactériophage, ce souffre radioactif va apparaître plus tard dans ..
a)
b)
c)
d)
e)
ADN viral
ARN bactérien.
Enveloppe virale.
ARN viral
Parois des cellules bactériennes.
15.21
Dans une analyse de la composition en nucléotides de l’ADN pour voir quelles bases sont
application équivalentes en concentration, lequel des énoncés suivant est vrai ?
c
a) A = C
b) A =G et C = T
c) (A + C) = (G + T)
d) (A + T ) = (G + C)
e) b et c
15.22
mémoire
e
L’ADNligase fonctionne dans ..
a)
b)
c)
d)
e)
L’élongation de brin 5 à 3.
L’élongation de brin 3 à 5.
La réparation de l’ADN.
La séparation de l’ADN en 2 brins mono caténaires.
b et c.