fluidite des genes 1

La fluidité du génome:
Préparé par:
BELKINAA Fella
Définition du génome:
Désigne l’ensemble de l’information
héréditaire d’un organisme donc il est
composé d’une ou plusieurs molécule
d’ADN, chacune est organisée sous forme
de chromosome.
Analyse du génome montre qu’il est
composé de séquences répétées.
1-une petite partie correspond à des familles
des gènes.
2-la plus part sont d’autre nature,considérée
dans un moment comme:ADN
poubelle,inutile,non fonctionnel.
La catégorie la plus importante de ces
séquences répétées est constituée des
éléments mobiles ou transposons.
La découverte d’élément
transposable:
Dans les années soixante,les études
génétiques du maïs par Barbara Mc
Clintock et Marcus Rhoades ont
donné des résultats qui bousculent
la théorie de la génétique classique
(les gènes résident toujours au
niveau d’un locus donné sur le
chromosome principale),mais
maintenant on sait que de tels
élément mobiles sont courants dans
la nature.
Définition:
Les éléments génétiques
transposables semblent capable de
se déplacer vers de nouvelles
positions à l’ intérieur du même
chromosome ou même d’un
chromosome à un autre,lors de
réarrangements structuraux
importants.
Sont nommés aussi:éléments de
contrôles,cassettes,gènes
sauteurs,gènes mobiles. Nous avons
choisi le terme collectif d’
d’éléments
génétiques transposables ,car il
est la plus correcte scientifiquement
et qui embrasse toute la gamme des
types possibles.
Élément génétique:
Gène ou un petit nombre de
gènes lié ou encore un fragment
de la taille d’un gène.
Donc:toute entité génétique de
la taille d’un gène est
appelé:élément génétique.
.on ne connaît pas avec certitude
le rôle génétique de ces
éléments.
Chez
les Procaryotes:
1-séquences d’insertion(IS):
-définition:
définition: des fragments d’ADN
capable de se déplacer d’une position
sur un chromosome à une position
distincte sur le même chromosome ou
sur un chromosome diffèrent.
-rôle:
rôle: lorsqu’ils intègrent au milieu d’un
gène,ils:
-interrompent la séquence codante.
-inactivent l’expression de ce gène.
-à couse de:
de: leur taille ou la présence
de signaux de terminaison de la
transcription ou de la traduction et
également peuvent bloquer
l’expression d’autres gènes dans le
même opéron, si ces gènes sont en
aval du promoteur de l’opéron.
-Les éléments IS sont découverts
chez E. Coli et dans l’opéron gal un
groupe de 3 gène codant le
galactose(sucre).
La démonstration physique de
l’insertion d’ADN:
Le phage Lambda s’insère à proximité
de l’opéron galactose et qu’il simple
d’obtenir des particules déficients.
-La mutation par l’insertion est
démontrée avec des partiales:
• Lambda gal+:particules de phage
portant le gène bactérien de
l’utilisation du gal+.
• Lambda gal-:des particules de phage
portant le gène mutant gal-.
Remarque:
-les particules virales ayant toutes
le même volume et leurs
enveloppe externes ayant toutes
la même masse.
Résultat:
particules gal- contient une
molécule d’ADN plus grande. La
mutation gal- à été provoquée
par l’insertion d’ADN.
La visualisation directe de
l’ADN inséré:
ADN dénaturé de lambda dgal de type muté est
hybridé avec l’ADN dénaturé de type sauvage
de lambda dgal.
Le fragment supplémentaire d’ADN peut être
localisé sur microscope électronique.
Certains molécules d’ADN qui forment le
mélange ne sont pas des double brin parentaux
mais des doubles brins hétérologues ,formés
d’un brin mutant et un brin de type sauvage.
Les séquences insérées dans l’ADN muté ne
possèdent pas des séquences
complémentaires dans l’ADN sauvage, qui sont
confirmées par la présence d’une boucle simple
brin.
L’identification des différents
éléments d’insertion:
Les
expériences
d’hybridation montrent
que de nombreuses
mutations par insertion
sont dues à un petit
nombre de séquences
d’insertion.
Expérience;
1.
2.
Isolement des phages
à partir de bactéries
mutantes IS.
On utilise leur ADN
pour synthétisé un
ARN radioactif in vitro.
Observation:
1.
Certains
fragments de cet
ARN s’hybrider
avec l’ADN
mutant.
Résultat:
-Ce fragment d’ARN d’hybride
avec l’ADN prévenant
d’autres mutants IS.
-Ce qui montre le même
fragment d’ADN s’insère en
différent endroits chez des
mutants IS distincts.
D’après les résultats d’hybridation
croisée les mutants d’insertion sont
classés en plusieurs catégories.
L’orientation des éléments
insertion:
1.
2.
Dans certains cas les mêmes
brins issus de 2mutants
insérées en sens opposé
forment un hybride inattendue
l’un avec l’autre.
Sous microscope électronique,
chaque hybride présente une
région double brin et 4 queues
simple brin.
2-les transposons:
Dans les hôpitaux Japonais au 1950
1950,,
la dysenterie bactérienne est
provoquée par bactéries de genre
Spigella qui est montré sensible à
une vaste gamme d’antibiotiques
utilisés pour enrayer la maladie.
Expérience:
Pourtant des bactéries de genre
Spigella à partir de malades
atteints de la dysenterie,se sont
révélées simultanément
résistances à un grand nombre
de ces médicaments
(pénicilline,la streptomycine, le
sulfanilamide,et le
chloramphénicol…).
Ce phénotype de résistances
multiples était transmis sous
forme unique à d’autres
souches sensibles à Spigella et
à d’autres espèces.
La structure physique des
transposons:
Si l’ADN d’un plasmide conférant une
résistance à une substance dénaturé
en simple les brins puis rénaturé
lentement.
Certains brins adoptent une forme
inhabituelle sous microscope
électronique:On observe un anneau
circulaire d’ADN de grand taille
attaché à un structure en forme de
« sucette ».
-le bâton de sucette constitué
d’ADN double brin résultant de
l’appariement de 2 IR(séquences
répétées inversées)dans le
plasmide.
-cette structure
s’appelle:transposon.
-les gènes du transposon sont
portés par la boucle de la
sucette.
Les cas de séquences
répétées inversées:
Grand région IR: IS en sens
inversée.
Courte région IR: IS en même
sens(chacune renferme une
courte répétition inversée).
-le reste du plasmide contient les
gènes codant les fonctions de
transfert de résistance:région
RTF
Remarque:on appelle transposon Tn.
Remarque:on
L’ensemble formé par les séquences IR et
les gènes qu’elle contiennent(sont plus
longs que les IS car ils contiennent en
plus des gènes codant des protéines).
Le déplacement des
transposons:
Un Tn peut déplacer (sauter)
d’une plasmide à un autre ou à
un chromosome bactérien.
Nombreux plasmides de
résistance à des substances
chimiques sont ainsi produits.
-le plasmide formé par la réunion
d’un fragment déterminant une
résistance et une fragment de
transfert de résistance.
Le mécanisme de la
transposition:
:-chez E.coli il est possible de distinguer les
modes de transposition.
a)Réplicatif:Nouvelle copie d’élément
transposable est produite au cours de la
transposition,l’une apparaît dans un nouveau
site et l’autre demeure dans le site initial.
-les chercheurs regroupent 2 types de mutations
qui empêchent la transposition:
1. Récessives
Récessives:: en trans se trouve dans le gène
qui code pour l’enzyme transposase.
transposase.
2. Dominantes
Dominantes:en
:en cis aboutit à la construction
d’un intermédiaire au cours de la
transposition.
e
La structure de Tn3
Tn3:
La transposition de Tn3
Tn3:
La transposition de Tn3
Tn3 utilise une
structure intégrative comme
intermédiaire:co--intégré ou
intermédiaire:co
plasmide intégratif.
b)conservatif:l’élément est excisé du
chromosome ou du plasmide et
intégré dans un nouveau site.
-Tn
Tn10
10 excise du chromosome et
intègre dans l’ADN cible et
provoque la perte de site du
chromosome d’origine.
Les conséquences moléculaires
de la transposition:
Lors de l’intégration dans un
nouveau site cible, les éléments
transposables produisent une
séquence répétée de l’ADN
cible.
Le nombre de Pb diffère de
chaque élément à un autre.
Les réarrangements par
l’intermédiaire d’éléments
transposables:
Les éléments transposables
induisent:
1. Une fréquence élevée de
délétions dans leur
voisinage,qui commencent au
niveau de leurs extrémités.
2. Des inversions considérées
comme des événement de
transposition aberrants.
La formation de délétions par
l’intermédiaire d’un élément
transposable:
Excision imprécise:est
imprécise:est considérée
comme une délétion inversion au
niveau des extrémités internes de
segments de répétitions inverses de
Tn.
Excision précise:la
précise:la perte d’élément
transposable et la restauration du
gène perturbé par l’insertion.
-Remarque
Remarque:: l’excision précise se
produit à des fréquences très faibles
qu’on les compare avec l’excision
imprécise.
Chez les Eucaryotes:
Certains éléments
transposables passent par
l’intermédiaire d’ADN
responsable à les procaryotes et
certains par l’intermédiaire
d’ARN.
Les éléments de contrôles:
De 1938 à 1956
1956,, Plusieurs chercheurs comme
MARCUS RHOADS, Barbara MC CLINTOCK
et OLIVER NELSON ont étudié un épi de maïs.
Et à cause de leurs expériences,Ont peut citer
les caractéristiques d’élément de contrôle.
DS:Dissociation
AC:Activateur
DS: responsable d’une fréquence élevée
cassures chromosomiques à l’endroit ou il
apparaît(démarquent les gènes récessifs).
AC:gène
AC:
gène non lié(instable),cette allèle apparaissait
à une position dans une plante et était localisé
à des endroits différents dans d’autre plantes
de la même lignée.
Lorsque un gène cible
inactive,par l’insertion d’un
élément récepteur DS dans
celui--la et un gène régulateur
celui
AC qui maintient l’instabilité
mutationnelle de
locus,probablement grâce à sa
capacité de« décrocher »
l’élément récepteur de locus
cible et à redonner au locus sa
fonction normale. On appelle le
récepteur et le régulateur:
éléments de contrôle
Remarque:Allèle instable est dit
non autonome,mais par fois un
système ACAC-DS peut produit un
allèle instable autonome ces
allèle qui semblent résulter de
l’insertion d’AC luilui-même dans
le gène cible et à partir de l’AC
insère,il y a une apparition
spontanée de DS(qui peut être
transformé au allèle non
autonome).