PCEM1 2. Biologie Moléculaire - e- ?· Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire…

  • Published on
    17-Feb-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Transcript

http://www.chusa.jussieu.fr/disc/bio_cell

FACULTE DE MEDECINEFACULTE DE MEDECINE

PIERRE & MARIE CURIE PIERRE & MARIE CURIE

PCEM1

CAHIER D'EXERCICESde BIOCHIMIE

2006-2007EDITE PAR LES ENSEIGNANTS DE BIOCHIMIE

2. Biologie

Molculaire

L'tude des acides nucliques

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 2

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

CAHIER D'EXERCICES POUR PCEM1

BIOCHIMIE

I I . B I O L O G I E M O L E C U L A I R E :l ' t u d e d e s a c i d e s n u c l i q u e s

S O M M A I R EPage

1. Structure des acides nucliques . . . . . . . . . . 3

2. Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3. Traduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

4. Rplication et Rparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

5. Altrations du matriel gntique et

Outils de Biologie molculaire . . . . . . . . . 12

6. QCM . . . . . . . . . . 16

7. Annales du concours . . . . . . . . 23

A N N E X E S .

I Code gntique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

II Codes des acides amins . . . . . . . . . . . 28

Image de couverture :Photographie en microscopie lectronique d'une fourche de rplication dficientechez un mutant de levure. Une anomalie lors de la rplication d'ADN serait l'un desmcanismes contribuant l'instabilit gnomique(Science-26 juil 2002 www.sciencemag.org)

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 3

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

1. STRUCTURE DES ACIDES NUCLEIQUES

1.1 Structure de lADN

a. Par convention la squence dune molcule dADN est crite dans le sens 5 (gauche) - 3(droite).

Quels sont les groupements chimiques correspondant ces extrmits ?

b. Un chantillon dADN contient 28,9 moles pour 100 dadnine. Quels sont lespourcentages de thymine, guanine et cytosine ? Quelles caractristiques structuralespermettent de diffrencier ces bases ?

c. Est-ce que la proposition suivante est vraie : si la squence dun doxyribonuclotideest p C p T p G p G p A p C , alors sa squence complmentaire est p G p A p C p C pT p G ?

1.2 Soit le fragment d'ADN suivant:

5'ACTTC3'

3'TGAAG5'

a. Par l'intermdiaire de quels atomes et de quel type de liaison cette structure est-ellestabilise?

b. Comment peut-on dnaturer cette molcule?

c. Quel intrt prsente la possibilit de rassocier des simples brins d'ADN entre eux ?

2.TRANSCRIPTION

2.1 Droulement de la transcription dun gne

a. Quelle est la dfinition dun gne ?

b. Quels sont les composants molculaires ncessaires la transcription ?

c. Comment se fait linitiation de la transcription ?

d. Quel est le sens dincorporation des nuclotides dans lARN en cours de synthse ?

e. Quel est le sens de lecture du brin matrice lors de la transcription ? Comment appelle-t-on ce brin matrice ?

f. Montrer comment un signal hormonal peut rguler lexpression dun gne.

2.2 Citer les 3 vnements indispensables la maturation post-transcriptionnelle destranscrits primaires d'ARN conduisant la formation des ARN messagers chez lesEucaryotes. Vous prciserez le droulement chronologique, les tapes ainsi que le rle dechacune de ces modifications nuclaires.

2.3 Complter les propositions suivantes.

a. La synthse dARN, qui est aussi appele ____________________, est un processushautement slectif.

b. La transcription commence quand une molcule d_________________________ se lie unesquence ____________________ sur la double hlice dADN ;

c. L___________________________ transcrit les gnes dont les ARN seront traduits enprotines, l______________________________ synthtise les grands ARN ribosomiques, etl_____________________________ produit une varit dARN stables trs petits.

d. Laddition dun nuclotide G mthyl lextrmit 5 dun transcrit initial forme la___________________ , qui semble protger de la dgradation lARN en longation, et joue unrle important dans linitiation de la synthse protique.

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 4

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

e. Lextrmit 3 de la plupart des transcrits de la polymrase II est dfinie par unemodification, au cours de laquelle le transcrit en longation est cliv un site spcifique, etune _________________ est ajoute lextrmit 3 coupe par une polymrase distincte.

f. Les modifications des extrmits 5 et 3 dune chane dARN terminent la formation du_____________________ .

g. Les squences codantes dARN de chaque ct de lintron sont runies lune lautreaprs que la squence intronique ait t retire ; Cette raction est connue sous le nomd_____________________________ .

h. Les squences consensus aux deux extrmits dun intron sont appeles_______________________ et _____________________.

2.4 Complter les propositions suivantes.

a. Les protines _______________________ stimulent ou inhibent la transcription de certainsgroupes de gnes spcifiques.

b. Le motif de liaison lADN en ________________________ a t retrouv dans des protinesde liaison lADN chez les eucaryotes et les procaryotes; il contient dans sa structure un ouplusieurs ions mtalliques.

c. Le motif ______________________________ est ainsi appel car deux hlices , provenant dechaque monomre, se rejoignent pour former une bobine enroule.

d. Le motif ____________________________ consiste en une courte hlice relie par uneboucle une deuxime hlice , plus longue.

3. TRADUCTION

3.1 Expression du gne de lapolipoprotine ESquence du gne codant pour lApolipoprotine E humaine(allle Epsilon 4).(Genbank : HUMAPOE4)

1 GGAACTTGAT GCTCAGAGAG GACAAGTCAT TTGCCCAAGG TCACACAGCT GGCAACTGGC AGACGAGATT CACGCCCTGG 80

81 CAATTTGACT CCAGAATCCT AACCTTAACC CAGAAGCACG GCTTCAAGCC CTGGAAACCA CAATACCTGT GGCAGCCAGG 160

161 GGGAGGTGCT GGAATCTCAT TTCACATGTG GGGAGGGGGC TCCTGTGCTC AAGGTCACAA CCAAAGAGGA AGCTGTGATT 240

241 AAAACCCAGG TCCCATTTGC AAAGCCTCGA CTTTTAGCAG GTGCATCATA CTGTTCCCAC CCCTCCCATC CCACTTCTGT 320

321 CCAGCCGCCT AGCCCCACTT TCTTTTTTTT CTTTTTTTGA GACAGTCTCC CTCTTGCTGA GGCTGGAGTG CAGTGGCGAG 400

401 ATCTCGGCTC ACTGTAACCT CCGCCTCCCG GGTTCAAGCG ATTCTCCTGC CTCAGCCTCC CAAGTAGCTA GGATTACAGG 480

481 CGCCCGCCAC CACGCCTGGC TAACTTTTGT ATTTTTAGTA GAGATGGGGT TTCACCATGT TGGCCAGGCT GGTCTCAAAC 560

561 TCCTGACCTT AAGTGATTCG CCCACTGTGG CCTCCCAAAG TGCTGGGATT ACAGGCGTGA GCTACCGCCC CCAGCCCCTC 640

641 CCATCCCACT TCTGTCCAGC CCCCTAGCCC TACTTTCTTT CTGGGATCCA GGAGTCCAGA TCCCCAGCCC CCTCTCCAGA 720

721 TTACATTCAT CCAGGCACAG GAAAGGACAG GGTCAGGAAA GGAGGACTCT GGGCGGCAGC CTCCACATTC CCCTTCCACG 800

801 CTTGGCCCCC AGAATGGAGG AGGGTGTCTG TATTACTGGG CGAGGTGTCC TCCCTTCCTG GGGACTGTGG GGGGTGGTCA 880

881 AAAGACCTCT ATGCCCCACC TCCTTCCTCC CTCTGCCCTG CTGTGCCTGG GGCAGGGGGA GAACAGCCCA CCTCGTGACT 960

961 GGGCTGCCCA GCCCGCCCTA TCCCTGGGGG AGGGGGCGGG ACAGGGGGAG CCCTATAATT GGACAAGTCT GGGATCCTTG 1040

1041 AGTCCTACTC AGCCCCAGCG GAGGTGAAGG ACGTCCTTCC CCAGGAGCCG GTGAGAAGCG CAGTCGGGGG CACGGGGATG 1120

1121 AGCTCAGGGG CCTCTAGAAA GAGCTGGGAC CCTGGGAAGC CCTGGCCTCC AGGTAGTCTC AGGAGAGCTA CTCGGGGTCG 1200

1201 GGCTTGGGGA GAGGAGGAGC GGGGGTGAGG CAAGCAGCAG GGGACTGGAC CTGGGAAGGG CTGGGCAGCA GAGACGACCC 1280

1281 GACCCGCTAG AAGGTGGGGT GGGGAGAGCA GCTGGACTGG GATGTAAGCC ATAGCAGGAC TCCACGAGTT GTCACTATCA 1360

1361 TTATCGAGCA CCTACTGGGT GTCCCCAGTG TCCTCAGATC TCCATAACTG GGGAGCCAGG GGCAGCGACA CGGTAGCTAG 1440

1441 CCGTCGATTG GAGAACTTTA AAATGAGGAC TGAATTAGCT CATAAATGGA ACACGGCGCT TAACTGTGAG GTTGGAGCTT 1520

1521 AGAATGTGAA GGGAGAATGA GGAATGCGAG ACTGGGACTG AGATGGAACC GGCGGTGGGG AGGGGGTGGG GGGATGGAAT 1600

1601 TTGAACCCCG GGAGAGGAAG ATGGAATTTT CTATGGAGGC CGACCTGGGG ATGGGGAGAT AAGAGAAGAC CAGGAGGGAG 1680

1681 TTAAATAGGG AATGGGTTGG GGGCGGCTTG GTAAATGTGC TGGGATTAGG CTGTTGCAGA TAATGCAACA AGGCTTGGAA 1760

1761 GGCTAACCTG GGGTGAGGCC GGGTTGGGGG CGCTGGGGGT GGGAGGAGTC CTCACTGGCG GTTGATTGAC AGTTTCTCCT 1840

1841 TCCCCAGACT GGCCAATCAC AGGCAGGAAG ATGAAGGTTC TGTGGGCTGC GTTGCTGGTC ACATTCCTGG CAGGTATGGG 1920

1921 GGCGGGGCTT GCTCGGTTCC CCCCGCTCCT CCCCCTCTCA TCCTCACCTC AACCTCCTGG CCCCATTCAG ACAGACCCTG 2000

2001 GGCCCCCTCT TCTGAGGCTT CTGTGCTGCT TCCTGGCTCT GAACAGCGAT TTGACGCTCT CTGGGCCTCG GTTTCCCCCA 2080

2081 TCCTTGAGAT AGGAGTTAGA AGTTGTTTTG TTGTTGTTGT TTGTTGTTGT TGTTTTGTTT TTTTGAGATG AAGTCTCGCT 2160

2161 CTGTCGCCCA GGCTGGAGTG CAGTGGCGGG ATCTCGGCTC ACTGCAAGCT CCGCCTCCCA GGTCCACGCC ATTCTCCTGC 2240

2241 CTCAGCCTCC CAAGTAGCTG GGACTACAGG CACATGCCAC CACACCCGAC TAACTTTTTT GTATTTTCAG TAGAGACGGG 2320

2321 GTTTCACCAT GTTGGCCAGG CTGGTCTGGA ACTCCTGACC TCAGGTGATC TGCCCGTTTC GATCTCCCAA AGTGCTGGGA 2400

2401 TTACAGGCGT GAGCCACCGC ACCTGGCTGG GAGTTAGAGG TTTCTAATGC ATTGCAGGCA GATAGTGAAT ACCAGACACG 2480

2481 GGGCAGCTGT GATCTTTATT CTCCATCACC CCCACACAGC CCTGCCTGGG GCACACAAGG ACACTCAATA CATGCTTTTC 2560

2561 CGCTGGGCCG GTGGCTCACC CCTGTAATCC CAGCACTTTG GGAGGCCAAG GTGGGAGGAT CACTTGAGCC CAGGAGTTCA 2640

2641 ACACCAGCCT GGGCAACATA GTGAGACCCT GTCTCTACTA AAAATACAAA AATTAGCCAG GCATGGTGCC ACACACCTGT 2720

2721 GCTCTCAGCT ACTCAGGAGG CTGAGGCAGG AGGATCGCTT GAGCCCAGAA GGTCAAGGTT GCAGTGAACC ATGTTCAGGC 2800

2801 CGCTGCACTC CAGCCTGGGT GACAGAGCAA GACCCTGTTT ATAAATACAT AATGCTTTCC AAGTGATTAA ACCGACTCCC 2880

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 5

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

2881 CCCTCACCCT GCCCACCATG GCTCCAAAGA AGCATTTGTG GAGCACCTTC TGTGTGCCCC TAGGTAGCTA GATGCCTGGA 2960

2961 CGGGGTCAGA AGGACCCTGA CCCGACCTTG AACTTGTTCC ACACAGGATG CCAGGCCAAG GTGGAGCAAG CGGTGGAGAC 3040

3041 AGAGCCGGAG CCCGAGCTGC GCCAGCAGAC CGAGTGGCAG AGCGGCCAGC GCTGGGAACT GGCACTGGGT CGCTTTTGGG 3120

3121 ATTACCTGCG CTGGGTGCAG ACACTGTCTG AGCAGGTGCA GGAGGAGCTG CTCAGCTCCC AGGTCACCCA GGAACTGAGG 3200

3201 TGAGTGTCCC CATCCTGGCC CTTGACCCTC CTGGTGGGCG GCTATACCTC CCCAGGTCCA GGTTTCATTC TGCCCCTGTC 3280

3281 GCTAAGTCTT GGGGGGCCTG GGTCTCTGCT GGTTCTAGCT TCCTCTTCCC ATTTCTGACT CCTGGCTTTA GCTCTCTGGA 3360

3361 ATTCTCTCTC TCAGCTTTGT CTCTCTCTCT TCCCTTCTGA CTCAGTCTCT CACACTCGTC CTGGCTCTGT CTCTGTCCTT 3440

3441 CCCTAGCTCT TTTATATAGA GACAGAGAGA TGGGGTCTCA CTGTGTTGCC CAGGCTGGTC TTGAACTTCT GGGCTCAAGC 3520

3521 GATCCTCCCG CCTCGGCCTC CCAAAGTGCT GGGATTAGAG GCATGAGCAC CTTGCCCGGC CTCCTAGCTC CTTCTTCGTC 3600

3601 TCTGCCTCTG CCCTCTGCAT CTGCTCTCTG CATCTGTCTC TGTCTCCTTC TCTCGGCCTC TGCCCCGTTC CTTCTCTCCC 3680

3681 TCTTGGGTCT CTCTGGCTCA TCCCCATCTC GCCCGCCCCA TCCCAGCCCT TCTCCCCCGC CTCCCCACTG TGCGACACCC 3760

3761 TCCCGCCCTC TCGGCCGCAG GGCGCTGATG GACGAGACCA TGAAGGAGTT GAAGGCCTAC AAATCGGAAC TGGAGGAACA 3840

3841 ACTGACCCCG GTGGCGGAGG AGACGCGGGC ACGGCTGTCC AAGGAGCTGC AGGCGGCGCA GGCCCGGCTG GGCGCGGACA 3920

3921 TGGAGGACGT GCGCGGCCGC CTGGTGCAGT ACCGCGGCGA GGTGCAGGCC ATGCTCGGCC AGAGCACCGA GGAGCTGCGG 4000

4001 GTGCGCCTCG CCTCCCACCT GCGCAAGCTG CGTAAGCGGC TCCTCCGCGA TGCCGATGAC CTGCAGAAGC GCCTGGCAGT 4080

4081 GTACCAGGCC GGGGCCCGCG AGGGCGCCGA GCGCGGCCTC AGCGCCATCC GCGAGCGCCT GGGGCCCCTG GTGGAACAGG 4160

4161 GCCGCGTGCG GGCCGCCACT GTGGGCTCCC TGGCCGGCCA GCCGCTACAG GAGCGGGCCC AGGCCTGGGG CGAGCGGCTG 4240

4241 CGCGCGCGGA TGGAGGAGAT GGGCAGCCGG ACCCGCGACC GCCTGGACGA GGTGAAGGAG CAGGTGGCGG AGGTGCGCGC 4320

4321 CAAGCTGGAG GAGCAGGCCC AGCAGATACG CCTGCAGGCC GAGGCCTTCC AGGCCCGCCT CAAGAGCTGG TTCGAGCCCC 4400

4401 TGGTGGAAGA CATGCAGCGC CAGTGGGCCG GGCTGGTGGA GAAGGTGCAG GCTGCCGTGG GCACCAGCGC CGCCCCTGTG 4480

4481 CCCAGCGACA ATCACTGAAC GCCGAAGCCT GCAGCCATGC GACCCCACGC CACCCCGTGC CTCCTGCCTC CGCGCAGCCT 4560

4561 GCAGCGGGAG ACCCTGTCCC CGCCCCAGCC GTCCTCCTGG GGTGGACCCT AGTTTAATAA AGATTCACCA AGTTTCACGC 4640

4641 ATCTGCTGGC CTCCCCCTGT GATTTCCTCT AAGCCCCAGC CTCAGTTTCT CTTTCTGCCC ACATACTGCC ACACAATTCT 4720

4721 CAGCCCCCTC CTCTCCATCT GTGTCTGTGT GTATCTTTCT CTCTGCCCTT TTTTTTTTTT TAGACGGAGT CTGGCTCTGT 4800

4801 CACCCAGGCT AGAGTGCAGT GGCACGATCT TGGCTCACTG CAACCTCTGC CTCTTGGGTT CAAGCGATTC TGCTGCCTCA 4880

4881 GTAGCTGGGA TTACAGGCTC ACACCACCAC ACCCGGCTAA TTTTTGTATT TTTAGTAGAG ACGAGCTTTC ACCATGTTGG 4960

4961 CCAGGCAGGT CTCAAACTCC TGACCAAGTG ATCCACCCGC CGGCCTCCCA AAGTGCTGAG ATTACAGGCC TGAGCCACCA 5040

5041 TGCCCGGCCT CTGCCCCTCT TTCTTTTTTA GGGGGCAGGG AAAGGTCTCA CCCTGTCACC CGCCATCACA GCTCACTGCA 5120

5121 GCCTCCACCT CCTGGACTCA AGTGATAAGT GATCCTCCCG CCTCAGCCTT TCCAGTAGCT GAGACTACAG GCGCATACCA 5200

5201 CTAGGATTAA TTTGGGGGGG GGTGGTGTGT GTGGAGATGG GGTCTGGCTT TGTTGGCCAG GCTGATGTGG AATTCCTGGG 5280

5281 CTCAAGCGAT ACTCCCACCT TGGCCTCCTG AGTAGCTGAG ACTACTGGCT AGCACCACCA CACCCAGCTT TTTATTATTA 5360

5361 TTTGTAGAGA CAAGGTCTCA ATATGTTGCC CAGGCTAGTC TCAAACCCCT GGCTCAAGAG ATCCTCCGCC ATCGGCCTCC 5440

5441 CAAAGTGCTG GGATTCCAGG CATGGGCTCC GAGCGGCCTG CCCAACTTAA TAATATTGTT CCTAGAGTTG CACTC 5515

La squence ci-jointe est celle du gne de l'apolipoprotine E humaine, allle e4. Le derniernuclotide de chaque ligne est numrot sur la droite (n de position).

3.1.1 Certaines parties de cette squences ont t soulignes d'un trait simple; examinezavec soin le dbut et la fin des squences qui sont situes entre ces squencessoulignes : quoi correspondent les squences soulignes ?

3.1.2 Quelles sont les fonctions (rles) des protines qui se fixent en premier sur cegne dans la rgion allant du nuclotide 975 au nuclotide 1046 ?

3.1.3 Quel est le rle du triplet de nuclotides en 1871-1873 ?

3.1.4 Quelle est la traduction de la squence 1847-1913 de ce gne ?

3.1.5 Le nuclotide en position 1913 est un G qui fait partie de la squence traduite :quel est sa position dans le cadre de lecture : N1, N2 ou N3 ?

3.1.6 Le nuclotide en position 3007 est un G qui fait partie de la squence traduite :quel est sa position dans le cadre de lecture : N1, N2 ou N3 ?

3.1.7 Il existe dans le domaine de l'apolipoprotine E cod par l'exon 4 du gne deuxArginines qui peuvent tre mutes en Cystines par une simple substitution d'unnuclotide : quelle est ces endroits (souligns deux fois), la squence du brinsens du gne mut ?

3.1.8 Quelle sera la longueur aprs transcription et maturation (comprenant l'additionde 1000 AMP du ct 3'-OH) de l'ARN messager de l'apolipoprotine E ?

3.1.9 Quel est le rle du codon (soulign deux fois) TGA en 4496 ?

3.1.10 Quels sont les numros des nuclotides de la bote de polyadnylation ?

3.1.11 La scrtion de la protine hors des cellules ncessite l'hydrolyse d'un peptide de18 acides amins du ct N-terminal. Quel est le rle de ce peptide ?

3.1.12 De combien d'acides amins se compose l'apolipoprotine E mature ?

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 6

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

3.2 Soit le schma ci-contre reprsentant un ARNt (avec son anticodon).

a. Quel est le nom de l'acide amin transport par cet ARNt ?

b. Quel est le nom du nuclotide situ l'extrmit 3' de cet ARNt ?

c. Par quel type de liaison l'acide amin sera-t-il li cet ARNt ?

3.3 Combien de liaisons phosphates riches en nergie sont consommesdans la synthse d'une protine de 75 rsidus dacide amin ?

Justifiez votre rponse.

3.4.

3.4.1 Soit une squence de bases prsente sur un brin dADN (brin 1)

....-G-A-C-T-T-A-C-A-C-G-C-G-A-T-T-T-T-A-T-A-T-A-G-C-....

a. Recopiez cette squence et crivez la squence du brin dADN complmentaire (brin 2)

b. Sachant que lARNm issu de la transcription de ce fragment dADN code le dbut duneprotine :

- dterminez quel est le brin matrice (justifiez votre rponse) et crivez la squence delARNm.

- orientez toutes les squences des acides nucliques ;

- crivez la squence du polypeptide traduit partir de cet ARNm.

c. A la suite dune mutation, la 10me base (G) du brin 1 reprsent ci-dessus, a tremplace par une adnine.

Dans un autre mutant, cette mme base G a t remplace par une cytosine.Chez un troisime mutant, la mme base G a t remplace par une thymine.Enfin, chez un quatrime mutant, ce mme nuclotide G a t perdu.

Ecrivez pour chaque cas les modifications introduites dans les squences.

Quadvient-il de la protine dans chaque cas ?

3.4.2 Le code gntique est redondant ou dgnr.

Expliquez.

3.4.3 On estime que lensemble des molcules dADN prsentes dans le noyau dunecellule humaine (avant la phase de rplication) reprsente 6 x 109 paires denuclotides. Quelle longueur totale dADN cela reprsente-t-il ? Justifiez vos calculsen prsentant votre raisonnement.

3.4.4 Quels sont les diffrents types dARN matures prsents dans une celluleeucaryote ? Prcisez en 2 lignes maximum (pour chaque type) leur fonctionrespective.

3.5 PROBLEME SUR LA SEQUENCE, LA TRANSCRIPTION ET LA TRADUCTION DU GENE SPO II G.

Cet exercice est organis autour de lexploitation dune squence nuclotidique. On sepropose danalyser cette squence en vue dtudier successivement :

- le sens de transcription,

- le cadre de lecture

- lenchanement des acides amins

- une proprit biologique de la protine,

- les nuclotides modifis chez quelques mutants.

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 7

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

La squence dADN reprsente ci-dessous est celle dun fragment de 120 paires de basesentirement contenu dans la partie traduite du gne spo II G de la bactrie Bacillussubtilis.

5P1 11 21 31

G A A A A A A C T G A A A T T A C G G T T G A C G C A C C T C T G G T A T A A G

41 51 61 71

C T G C T G A T G A A A C T T G G G C T G A A A A G T G A T G A A G T C T A T T

81 91 101 111

A C A T A G G C G G G A G T G A A G C C C T G C C G C C T C C A T T A T C T A A

3 OH

3.5.1 Le sens de transcription

a. Sachant que la squence donne est celle du brin sens, indiquer par une flche sur lasquence ci-dessous le sens de progression de la transcription. Justifier.

G A A A A A A C T G A A A T T A C G G T...............G C C C T G C C G C C T C C A T T A T C T A A

1 11 101 111

3.5.2 Le cadre de lecture

a. Thoriquement linformation gntique porte par lARNm peut tre traduite de troisfaons diffrentes. Pourquoi ?

b. Donner dans le tableau I ci-dessous les diffrentes squences prises par les troiscodons stop au niveau des trois brins dacide nuclique.

TABLEAU I

5 P 3 OH Squences des codons non-sens

1er type 2me type 3me type

ARNm

brin dADN sens

brin dADN transcrit

c. Avec des barres verticales, dfinir les trois cadres de lecture potentiels de la squencetudie. Dans chaque cas encadrer les codons stop.

1er CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31

G A A A A A A C T G A A A T T A C G G T T G A C G C A C C T C T G G T A T A A G41 51 61 71

C T G C T G A T G A A A C T T G G G C T G A A A A G T G A T G A A G T C T A T T81 91 101 111

A C A T A G G C G G G A G T G A A G C C C T G C C G C C T C C A T T A T C T A A

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 8

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

2me CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31

G A A A A A A C T G A A A T T A C G G T T G A C G C A C C T C T G G T A T A A G41 51 61 71

C T G C T G A T G A A A C T T G G G C T G A A A A G T G A T G A A G T C T A T T81 91 101 111

A C A T A G G C G G G A G T G A A G C C C T G C C G C C T C C A T T A T C T A A

3me CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31

G A A A A A A C T G A A A T T A C G G T T G A C G C A C C T C T G G T A T A A G41 51 61 71

C T G C T G A T G A A A C T T G G G C T G A A A A G T G A T G A A G T C T A T T81 91 101 111

A C A T A G G C G G G A G T G A A G C C C T G C C G C C T C C A T T A T C T A A

d. Quel est le cadre de lecture effectivement utilis pour la synthse de la protine ?

e. Si au cours dune exprience prliminaire on tablit la squence dun seul brin dunfragment dADN que lon sait tre interne un gne, il est possible, au moins en thorie dedterminer le sens de la transcription. Comment ?

3.5.3 Lenchanement des acides amins

Identifier sur la squence ci-dessous lextrmit qui code pour la rgion N-terminale dufragment protique. Justifier.

1 11 111

GAAAAAACTG AAAT ................................CCTC CATTATCTAA

3.5.4 Une proprit biologique de la protine

Le tableau II prsente la composition en acides amins du fragment protique analys.

TABLEAU II

Acide amin Ala Arg Asp Glu Gly His Ile Leu Lys Met Pro Ser Thr Trp Tyr Val

Nombre 1 1 1 2 3 1 1 10 6 1 3 3 1 1 3 1

La protine code par le gne spo II G interagit avec lADN. Ce fait est-il compatible avec lacomposition en acides amins du fragment analys ? Pourquoi ?

3.5.5 Les nuclotides modifis chez quelques mutants.

Cette protine peut-tre purifie partir de la souche sauvage et de 3 mutants affects dansle gne spo II G. Elle est soumise une lectrophorse en conditions non dnaturantes;dans ces conditions la migration seffectue selon la charge lectrique.

a. Quel nuclotide doit-on trouver en position 71 chez les mutants pour obtenir les profilsdlectrophorse prsents dans la figure I ?

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 9

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

FIGURE I

Sauvage Mutant 1 Mutant 2 Mutant 3

+

- +

Nuclotide G

n71

3.6 SOIT UNE SEQUENCE CODANTE DE 18 NUCLEOTIDES.

ADN

DOUBLE

. . . CAT ATA . . .

-BRIN . . . GAA . . .

ARNm . . . GUC . . .

ANTICODON

des ARNt

CAG

ACIDE

AMINE

lys trp

a. Dterminer le sens de transcription. Justifier.

b. Orienter lARNm, les deux brins de la molcule dADN et complter le tableau.

c. Orienter la chane polypeptidique en prcisant les extrmits NH-2 et COOH-terminales.

3.7 TRADUCTION3.7.1 Complter directement surle schma ci-contre (Figure 1) leslgendes qui doivent indiquer :

- les sous-units ribosomales et le

principal type dARN ribosomal

(A R N r ) dont elles sontconstitues

- les sites de fixation peptidique

(site P) et acide amin (site A)du ribosome

- les molcules dARN messager

(ARNm ) et dARN de transfert(ARNt)

- les extrmits N-terminale et C-t e r m i n a l e de la chanepeptidique en cours de synthse

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 10

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

3.7.2 Ajouter directement sur le schma ci-dessous (Figure 2)- le rsidu 7-mthylguanosine

t r i p h o s p h a t e ( Gppp) lemplacement correct.

- la squence nuclotidique du

premier codon de lARN messager.

- la squence nuclotidique delextrmit 3 de lARN messager.

Dduire des informations dont vous disposez sur la squence dARN messager :

- la squence des huit premiers acides amins du peptide.

- la squence du gne codant ces huit premiers acides amins.

3.7.3 - Citer quatre tapes ncessaires lincorporation du quatrime acide amin partir decet acide amin libre.

Indiquer pour chacune des quatre tapes, si elle est directement couple lhydrolyse de

liaison(s) riche(s) en nergie, en prcisant le cas chant, le nombre de liaison(s) riche(s)en nergie hydrolyses.

- Citer le nom de lenzyme et le numro des tapes qui permettent dassurer la spcificit

du quatrime acide amin incorpor.

3.7.4 - Dans quel(s) compartiment(s) de la cellule a lieu la synthse de cette chane peptidique?- Dans quel(s) compartiment(s) de la cellule a eu lieu la synthse du ribosome et quel est

son devenir immdiat une fois que la synthse de la chane peptidique sera acheve ?

- Dans quel(s) compartiment(s) de la cellule a eu lieu la synthse de lARN messager et

quel est son devenir immdiat une fois que la synthse de la chane peptidique sera

acheve ?

3.7.5 Le tableau suivant illustre trois mutations diffrentes des codons 6 et 7 telles quellesapparaissent dans la squence nuclotidique de lARN messager.

Citer pour chacune des mutation X, Y et Z :- le type de mutation :

- ses consquences ventuelles sur le cadre de lecture :

- ses consquences ventuelles sur le peptide synthtis :

Position du codon 1 2 3 4 5 6 7 8

ARNm Normal --- GCU GUU GCU AAU AUC UUU GGU

ARNm avec Mutation X

Suppression de 3 nuclotides

--- GCU GUU GCU AAU AU U GGU

ARNm avec Mutation Y

Remplacement de 2 nuclotides

--- GCU GUU GCU AAU AUC UAG GGU

ARNm avec Mutation Z

Remplacement d1 nuclotide

--- GCU GUU GCU AAU AUC UUC GGU

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 11

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

4. REPLICATION ET REPARATION

4.1 On incube des extraits solubles de colibacilles contenant de lADN avec un mlange de dATP,dTTP, dGTP et dCTP marqus tous avec du 32P sur le phosphore . Aprs une priodedincubation, le mlange est trait lacide trichloractique qui prcipite lADN et laisse ensolution les petites molcules.

a. Si un des quatre prcurseurs manque, on ne trouve pas de radioactivit dans le prcipit.Commenter.

b. Aurait-on trouv de la radioactivit si ctait le phosphore ou qui avait t marqu ?

c. Dans la chane synthtise de manire continue suivante, o est lerreur ? Comment cetteerreur sera-t-elle corrige ?

Matrice

(3) C - G - T - A - C - A - A - A- C - C - T - G - G - T - T - ...... (5)

Nosynthtis

(5) G - C - A - T - G - T - T- T- G - G - A - A - ...... (3)

d. Cette chane, sous linfluence des UV, peut prsenter dautres altrations. Lesquelles ?Comment seront-elles rpares ?

4.2 Quel problme se pose lors de la rplication de lextrmit des chromosomes ?

Quelle activit enzymatique spcifique permet dy rpondre ?

4.3 Complter les propositions suivantes.

a. Lenzyme responsable de la synthse dADN dans la rplication comme dans la rparationest l___________________.

b. Lors de la rplication, la rgion active du chromosome est une structure en forme dYappel une ______________________.

c. Lenzyme qui scelle les brches dans lhlice lors de la synthse et de la rparation delADN sappelle : l_____________________ .

d. Lors de la rplication de lADN, le brin fils synthtis en continu sappelle :___________, etle brin synthtis de manire discontinue est appel_______________ .

e. Si lADN polymrase positionne un nuclotide incorrect lextrmit 3, un domainecatalytique distinct possdant une activit_________________ enlve la base mal apparie.

f. Linitiation de la synthse dADN sur le brin rplication discontinue requiert depetites_________________ fabriques par une enzyme appele__________________, qui a poursubstrat des _______________________ .

g. La sparation de 2 brins dADN au niveau de la fourche de rplication est catalyse parl__________________, qui se dplace unidirectionnellemment le long de lADN grce lnergiefournie par lhydrolyse dATP ;

h. Les________________, qui participent au relchement de lADN, se lient lADN simple brinde sorte que ses bases restent disponibles pour servir de matrice.

k. Les fourches de rplication se forment au niveau de squences particulires de lADNappeles__________________

l. Les________________peuvent tre considres comme des nuclases rversibles quicrent des cassures transitoires, soit monocatnaires (type I), soit bicatnaires (type II).

4.4 Complter les propositions suivantes.

a. La plupart des modifications spontanes de lADN sont rapidement limines par unprocessus de correction appel la _____________________ ; il est exceptionnel que lesmcanismes de maintenance chouent, et permettent une modification de squencepermanente, qui est appele une ______________________.

b. Deux modifications spontanes courantes de lADN sont : la ____________________ quirsulte dune rupture des liaisons N-glycosidiques de ladnine ou de la guanine audsoxyribose, et la _____________________ qui transforme la cytosine en uracile.

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 12

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

c. Le processus de rparation des fragments d lADN implique trois tapes : les enzymesappeles __________________ reconnaissent et excisent la portion modifie du brin dADN, les__________________ resynthtisent la rgion excise, et l______________________ comblelespace laiss.

d. La simple excision de base implique 3 enzymes : ______________________

5. ALTERATIONS DU MATERIEL GENETIQUE ET

OUTILS DE BIOLOGIE MOLECULAIRE

5.1 Complter la squence palindromique :

A G A T ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ?

5.2 Squenage d'un ADN par la technique de Sanger:

a. Expliquez en quelques lignes le principe de la technique.

b. Soit reprsent ci-dessous sur la ligne, un segment d'ADN monobrin. Son squenage esteffectu par la technique de Sanger, avec une amorce XY. En examinant le schmareprsentant une partie de l'autoradiogramme du gel de migration, crire :

la squence nuclotidique lue directement sur ce schma du film.

la squence relle du segment d'ADN monobrin correspondant.

A G C T

5.3 Diagnostic d'une maladie gntique

5.3.1- Au cours de lexploration dunefamille atteinte dhypercalcmiehypocalciurique familiale, desmutations inactivatrices durcepteur sensible au calcium,(responsables dune augmentation duniveau de calcmie partir duquel lascrtion de PTH et la rabsorption ducalcium par le tubule rnal sontinhibes) ont t mises en vidence parla technique de squenage deSanger chez un sujet atteint de lamaladie.

a. En comparant les gels desquence ci-contre dun sujetnormal et dun patient atteint,dites o est situe la mutation ?

b. De quel type est-elle ?

c. Quel est le mode probable de transmission de cette maladie ?

sens demigration

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 13

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

5.3.2 Pour rechercher la mutation chez les apparents du sujet tudi, une tude par PCR-RFLP a t pratique.

a. Quel est le principe de cette mthode et son intrt par rapport au southernblot ?

b. Avec la squence mute apparat un site supplmentaire de digestion par lenzyme derestriction BslI qui coupe le palindrome (imparfait) suivant :

5 CCnnnnn/nnGG 3

n= nuclotide indtermin

"/"= site de coupure.

Lamplification par PCR delexon concern du gne durcepteur du calcium, conduit lobtention dun fragment de 504paires de bases. Ce fragment estsoumis ensuite une digestionpar BslI qui gnre diffrentstypes de fragments (cf. schma).

Sur larbre gnalogique ci-contreest reprsent le rsultat de lamigration sur gel dagarose de ceproduit de PCR, non digr puisdigr par BslI, issu del ampl i f icat ion de l ADNgnomique des individus A, B, Cet D.

Lesquels de ces sujetsprsentent la mutation ?

5.4 Vous voulez tudier un fragment d'ADN de 536 paires de base correspondant la rgionrgulatrice situe en amont (5') du gne de votre protine favorite. Cette squence est lasuivante :

Brin sens :5' GATTCAGGAGATTCACAC - - 500 nuclotides - - TCGGTACAGCTATACAGG 3'Brin antisens:3' CTAAGTCCTCTAAGTGTG - - 500 nuclotides - - AGCCATGTCGATATGTCC 5'

5.4.1 Parmi les 8 amorces suivantes quelles sont les 2 amorces ( dsigner par leurslettres) qui permettront l'amplification par PCR de ce fragment ?

a) 5' GATTCAGGAGATTCACAC 3'

b) 5' CTAAGTCCTCTAAGTGTG 3'

c) 5' CACACTTAGAGGACTTAG 3'

d) 5' TCGGTACAGCTATACAGG 3'

e) 5' AGCCATGTCGATATGTCC 3'

f) 5' GTGTGAATCTCCTGAATC 3'

g) 5' CCTGTATAGCTGTACCGA 3'

h) 5' GGACATATCGACATGGCT 3'

Fragment dADN amplifi de 504 pb:

87 pb 104 pb313 pb

Squence normale :

Bsl I Bsl I

87 pb 104 pb133 pb 180 pbBsl I Bsl I Bsl I

Squence mute :

615 bp

492 bp

369 bp

246 bp

123 bp

A

B C

D

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 14

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

5.4.2 Dcrire brivement mais prcisment les diffrents ingrdients requis et le principede base de cette mthode de PCR.

5.4.3 Quelle exprience simple vous permettra de savoir si l'amplification spcifique devotre fragment a russi.

5.5 Les ARN extraits du cytosol de diffrents tissus sont analyss par la technique dite du"Northern" en utilisant comme sonde un oligonuclotide correspondant une partie dupremier exon du gne de la calcitonine (hormone hypocalcmiante).

Thyrode Cerveau Foie Rein Muscle Rate

a. Interprtez cette image en indiquant les diffrentes hypothses possibles.

b. Lorsque la mme exprience est ralise sur des ARN nuclaires de thyrode ou decerveau, on observe surtout des bandes trs faibles et diffuses, de plus haut poidsmolculaire qu'en partant d'ARN cytosolique. A quoi correspondent-elles ?

5.6 Soit un gne codant une protine humaine synthtise exclusivement par le foie.

5.6.1 On souhaite amplifier par PCR un exon de ce gne.Peut-on utiliser indiffremment lADN extrait de cellules sanguines, de la peau, du foieou dautres tissus pour cette tude ?

5.6.2 Quappelle-t-on ADNc ?Peut-on utiliser les ADNc obtenus partir de cellules sanguines ou de cellules

hpatiques pour raliser la mme PCR? Justifiez votre rponse.

5.6.3 Mmes questions pour lamplification dune squence appartenant au promoteur de cegne.

5.7

Ci-dessous est reprsent un gne de mnage (dont lexpression est, par dfinition, ubiquitaire)qui code une enzyme humaine E.

5.7.1. Combien dintrons comporte ce gne?

5.7.2. Si la taille de chaque intron est de 10 kpb, et celle du promoteur de 100 pb, quelle est,sans compter dautres squences rgulatrices ventuelles, la taille du gne ?

5.7.3. Si tous les exons sont conservs au cours de lpissage, quelle sera, sans compter lacoiffe et la queue poly A, la taille du transcrit primaire et la taille de lARN messager ?

5.7.4. En adoptant la mme reprsentation que celle du gne de lenzyme E, reprsentez lastructure du transcrit primaire, celle de lARNm et celle dun ARNm qui rsulteraitdun pissage alternatif de votre choix ?

Pour chacune des trois molcules, positionnez sil y lieu, la coiffe et la queue polyA, enabrg.

Sens demigration

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 15

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

5.7.5. a) Quel est le nom de la molcule complte qui constitue la coiffe ?

b) Quel est le nom de chacune des molcules simples qui composent la coiffe ?

c) Citez deux fonctions de la coiffe

d) Que signifie polyA ?

5.7.6. Les codons dinitiation et de terminaison de la traduction sont indiqus sur le schmadu gne. Entourez-les.

5.7.7. Quelle est la taille totale des squences codantes du gne qui code lenzyme E ?

5.7.8. Quel est le nombre dacides amins de lenzyme E ?

5.7.9. Compte tenu des lments dont vous disposez sur le schma, quelle est la squencedacides amins en N- et en C-terminal de la protine ?

5.7.10. Une paire damorces correspondant aux deux squences nuclotidiques indiques surle schma, est utilise pour raliser une amplification par PCR, dADN complmentaire

(ADNc).

a) Pouvez-vous utiliser lADNc de nimporte quel tissu de lorganisme ?

Justifiez en une phrase votre rponse

Quelle est la taille attendue du fragment amplifi ?

b) Pour raliser la PCR, quels sont les ractifs que vous devez ajouter au milieu qui contientdj lADNc amplifier et les amorces ?

c) Combien de tempratures diffrentes utiliserez-vous pour chaque cycle de PCR ?

5.7.11. Vous analysez la squence de lextrmit 3 dupremier exon par mthode enzymatique. Vous disposez

pour cela de lADN complmentaire et dune amorcesimple brin ATg gCA

a) Indiquez le nom complet et le nom abrg (entreparenthses), du nuclotide spcifique qui a t utilispour raliser la raction de squenage dont le produit a

t dpos dans chacun des 4 puits du gel

dlectrophorse reprsent ci-dessous (voir b)

b) Reprsentez lemplacement attendu des bandes sur legel dlectrophorse (en noircissant les cases

correspondantes)

5.8. Un gne de 10 kilobases (kb) a subi une mutation au niveau dun seul nuclotide :remplacement dune cytosine par une guanine. On cherche identifier la mutation ensoumettant le gne normal et le gne mut laction dune srie dendonuclases derestriction (tudies indpendamment). Aprs lectrophorse en gel dagarose, onobtient les rsultats suivants exprims en kb

(prcision de la mthode + 0,05 kb)

Enzyme utilise Spcificit Gne normal Gne mut

EcoR I GAATTC 7,4 + 2,6 7,4 + 2,6

Bgl II AGATCT 10 10

Pst I CTGCAG 6 + 4 10

Sac I GAGCTC 10 6 + 4

a- Quelles sont vos conclusions en ce qui concerne leffet de chaque enzyme surchaque gne ?

b- A la lumire de ces conclusions, reconstituez une squence de 9 nuclotides enprcisant le sige de la mutation.

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 16

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

6. QCM

1. Structure des acides nucliques

1 Un nuclotide, compris dans la structure dun

acide ribonuclique a tous les caractres suivantssauf un, indiquer lequel :

a. Il contient toujours des atomes de carbone,dhydrogne, doxygne, de phosphore et dazoteb. Il contient trois fonctions acides dont deuxestrifiesc. Il contient une liaison N-osidiqued. Il contient une base azote, purine ou

pyrimidine e. Il contient un ose six carbones (hexose)

2 Dans la structure dun ADN normal, toutes lesstructures ci-contre existent, sauf une,indiquer laquelle :

a. d.b. e.

c

3 Dans la structure du fragment d'ADN reprsentpar la squence A C T C , il y a toutes lesliaisons, fonctions, molcules simples ougroupes d'atomes suivants, sauf un, indiquerlequel :

a. Quatre liaisons N-osidiques

b. Quatre -D-ribosesc. Un noyau purined. Trois fonctions amine primaire librese. Deux cytidines

4 Dans l'ADN, indiquez le ou les couple(s) detrinuclotide(s) complmentaire(s) en tenantcompte des conventions d'criture des

squences (c'est--dire de 5' vers 3') a. AAC et GTT b. AAC et TTG c. CAT et GTA d. CAT et ATG e. CTA et GAT

5 Dans l'ADN, quelles sont les propositionsjustes

a. Les bases G et C sont apparies par deuxliaisons hydrognes. b. Les bases pyrimidiques sont apparies entreelles.

c. Le dsoxyribose correspond une molculede ribose dans laquelle le OH en position 3' estremplac par un H.

d. Dans une molcule d'ADN, le caractrepolyanionique est d lionisation du rsiduphosphate.

e. Les deux chanes d'une molcule d'ADN sontanti-parallles.

6 Toutes les affirmations concernant lastructure de lADN, ci-dessous sont vraies

sauf une, indiquer laquelle :a. Les molcules dADN sont formes de 2chanes anti-parallles.b. Les bases azotes lies 2 2 par des liaisonshydrognes sont tournes vers lextrieur c. Les bases azotes sont parallles entre elles,leurs noyaux empils comme des assiettes.d. Les dsoxyriboses et les phosphates se

trouvent lextrieur de la molcule dADN. e. Chaque nuclosome est constitu dunfragment dADN et dhistones.

7 La base azote reprsente ci-dessous

a. est une base purique b. est la thymine

c. sapparie une base pyrimidique dans ladouble hlice dADN d. forme 3 liaisons hydrogne avec la base

complmentaire laquelle elle sapparie dans ladouble hlice dADN e. peut tre mthyle dans lADN gnomique

8 Le nuclotide compos reprsent ci-dessous

a. est ladnosine triphosphate b. contient du dsoxyribose c. possde 2 liaisons riches en nergie d. possde 2 liaisons phosphoester e. sert de prcurseur la synthse dARN

O-

P

O

O-

O P O

O-

O

P

O

O-

O CH2

O

OH OH

N

N

N

N

NH2

Cahier d'Exercices de Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 17

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

2. Transcription

1 Un pissage alternatif partir du site donneur de lintron 2 dans un gne 7 exons peut aboutir tous lesmessagers suivants, sauf un, indiquer lequel:

2 Parmi les propositions suivantesconcernant la squence de tous les ARNmessagers, lesquelles sont exactes

a. elle dbute par un codon AUGb. elle se termine par un signal de

polyadnylationc. elle est forme exclusivement d'une squencecodant une protine

d. elle possde son extrmit 5' une co iffeforme d'un nuclotide mthylguanosinee. elle contient toujours un codon stop

3 Parmi les propositions suivantes sur latranscription certaines sont exactes,lesquelles?

a. la transcription ne concerne que la productiondes ARN messagersb. la transcription des ARN de transfert estralise par l'ARN polymrase IIIc. la transcription utilise toujours les 2 brins dugne comme matrice, ce qui permet la productionde 2 molcules d'ARN messager diffrentesd. la transcription ncessite l'ouverture de

l'hlice d'ADNe. seuls les exons sont transcrits

4 La transcription a. lARN polymrase II synthtise les ARNprcurseurs des ARN messagersb. linitiation de la transcription par lARNpolymrase II ncessite lassemblage dun

complexe de facteurs gnraux de transcription surle site promoteur du gnec. linitiation de la transcription par lARNpolymrase II nest pas influence par ltat decondensation de la chromatined. les squences dADN rgulatrices peuvent trespares du promoteur par plusieurs milliers depaires de nuclotides

e. les facteurs de transcription peuvent se lier auxsquences dADN rgulatrices par lintermdiairede liaisons hydrogne

5 LARN messager chez les eucaryotesa.possde une squence complmentaire du brincodant de lADN gnomique

b. ne comporte pas les introns c. peut comporter une partie seulement des exons d. est toujours entirement traduit

e. possde une longue rptition polyadnylique

6 Le facteur TFIIDa. est un facteur de transcription.b. est ncessaire lactivit de transcription de

lARN polymrase II.c. se lie une squence dADN dans le promoteurdes gnes.d. se lie une squence dADN qui peut trelocalise plusieurs milliers de paires denuclotides du site dinitiation de la transcription.e. est un lment cis-rgulateur.

7 Les ARN messagers (ARNm)

a. sont toujours synthtiss dans le sens 5 3

b. sont toujours traduits dans le sens 5 3

c. comportent toujours tous les exons du gned. ont toujours une coiffe 7-mthylguanosine

triphosphate en 5e. ont toujours au moins un codon AUG

8 La transcription d'un gne codant une protinea. a lieu sur les ribosomes.b. met en jeu l'ARN polymrase II.c. utilise des dsoxyribonuclotidestriphosphates.

d. a lieu sur les deux brins.e. fait intervenir la fixation de facteurstranscriptionnels sur le promoteur.

9 Parmi les propositions concernant les ARNmessagers des eucaryotes

a. Leur biosynthse est sous le contrle defacteurs TFIIb. Ils sont cods par des gnes dont le promoteurest situ l'intrieur de la rgion transcrite.

c. L'excision des introns se fait dans lecytoplasme aprs fixation du pr-ARNm sur leribosome.d. Au cours de l'excision-pissage se cre uneliaison 2'-5' phosphodiester.e. La squence poly A n'est pas traduite .

10 Toutes les affirmations concernant latranscription ci-dessous sont vraies sauf une,

laquelle a. Le brin sens est le brin sur lequel la boteTATA est du ct 3 de la bote CAATb. LARN polymrase I synthtise les ARNribosomiques 28S, 18S et 5,8Sc. LARN polymrase II synthtise les ARNmessagers

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 18

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

d. Les squences cis-rgulatrices sont reconnuespar des facteurs protiques transrgulateursayant des effets sur la vitesse de transcription

e. Lexcision-pissage est une tape de lamaturation des transcrits primaires o les exonssont coups de la structure primaire et les intronslis les uns la suite des autres

11 Le transcrit primaire du gne de la lipoprotine-lipase comprend toutes les squences oustructures suivantes, sauf une, indiquer laquelle

a. Bote TATA. b. Site donneur de lintron 1. c. Codon de la Mthionine. d. A du branchement. e. Bote AAUAAA de polyadnylation.

12 Le promoteur du gne de lapolipoprotine A-IIcontient toutes les squences suivantes, sauf

une, indiquer laquelle a. TGACTCA o vient se fixer un facteur trans-

rgulateur de la famille AP-1 b. ATG o vient se fixer le tARN de la mthionine c. GGCCC o vient se fixer la protine Sp1 d. TATA o vient se fixer la TATA binding protein e. CATCCAT o vient se fixer la CAAT binding

protein

13 Au cours de la transcription, toutes les espceschimiques suivantes ont un rle jouer sauf une,

indiquer laquelle : a. RNA polymrase II b. ribonuclotides c. dsoxy- thymidine triphosphate (dTTP) d. protine liant la bote TATA (TBP) e. guanosine triphosphate

14 Les proprits suivantes sont toutes en accord

avec la dfinition des exons et des introns chezles Eucaryotes, sauf une, indiquer laquelle : a. lexon est une squence de nuclotides b. lintron est compris entre 5GT (site donneur) et

AG 3 (site receveur) c. la queue poly A ne fait partie daucun exon d. les introns sont transforms en lassos, puis

dtruits par la ribonuclase

e. un exon est toujours situ entre deux introns

15 La fin de la transcription est le rsultat de tous

les vnements suivants sauf un, indiquerlequel : a. lARN polymrase (RNA polymerase) a

synthtis un ARN contenant la squenceAAUAAA b. lARN polymrase (RNA polymerase) s'est

dissocie de lADN c. lARN polymrase (RNA polymerase) a lu la

squence TTATTT sur le brin antisens du gnetranscrit

d. lARN polymrase (RNA polymrase) a reconnuun codon de terminaison

e. lARN polymrase (RNA polymerase) nesynthtise plus de liaisons et le transcrit primaireest coup son extrmit 3OH terminale

16 LARN messager mature a pass par toutes lestapes suivantes aprs la transcription, sauf une,

indiquer laquelle :

a. Le premier nuclotide de lexon 3 a thydrolys de sa liaison avec le site donneur delintron 2

b. Il a travers la membrane nuclaire c. Son extrmit 3-OH a t allonge de plus de

1000 nuclotides d. Son extrmit 5-phosphate a t complte

dun nuclotide e. Sa squence codante est devenue unique et

continue

3. Traduction

1 Au cours du cycle dinitiation de la traduction,toutes les liaisons suivantes sont essentiellespour dterminer le cadre de lecture exact, saufune, indiquer laquelle :

a. Fixation dun Met-ARNtMet dans le sitepeptidique b. Liaison du luracile du codon AUG avec le

deuxime nuclotide de lanticodon c. Liaison de la guanine du codon AUG avec le

troisime nuclotide de lanticodon d. Prsence des trois nuclotides suivants (en 3

du codon AUG) dans le site acide amin duribosome

e. Liaison du fragment 5-non-codant de lARNmavec les ARNr et protines du ribosome

2 La lysyl-tRNA synthtase reconnat spcifi-quement tous les ligands suivants, sauf un,indiquer lequel : a. ARNt dont la boucle centrale porte lanticodon

UUU b. ATP c. ion Mg

++

d. Lysine e. ARNt dont la boucle centrale porte lanticodon

AAA

3 La tryptophanyl-tRNA synthtase possde toutes lesproprits suivantes sauf une, indiquer laquelle : a. elle possde un site de liaison spcifique du

tryptophane b. elle reoit de lnergie lors de lhydrolyse de

lATP c. elle transfre spcifiquement le tryptophane sur

le peptide au cours de la traduction d. elle active le tryptophane en le liant un ARNt e. elle nest active quen prsence dun ARN

comprenant deux squences 5CCA 3, deuxendroits diffrents de sa structure primaire

4 Toutes les liaisons suivantes sont hydrolyses ourompues au cours de llongation dune protine,

chaque acide amin incorpor, sauf une,indiquer laquelle : a. Liaison ester lextrmit 3-OH de lARNt du

site peptidique b. Liaison anhydride dacides entre les phosphates

du GTP li au ribosome et au facteur eEF2 lors dela translocation du messager c. Liaisons hydrogne entre lanticodon de lARNt

devenu libre du site peptidique et le codon delacide amin incorpor ltape prcdente d. Liaison anhydride dacides entre les phosphates

du GTP fix sur le facteur eEF1

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 19

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

e. Liaison amide entre lextrmit COOH-terminaledu peptide en cours de synthse et la fonctionamine de lacide amin incorpor

5 Au cours de llongation, du dbut dune protine,un ribosome se trouve successivement dans lesdeux tats ci-dessous :

a. site P : ARNt~Val-COOH;site A : ARNt~Leu-Phe-Leu-Ala-Met-NH2

b. site P : ARNt non charg ;site A : ARNt~Val- Met -Ala- Leu-Phe-Leu -NH2

c. site P : ARNt~Val- NH2;site A : ARNt~Leu-Phe-Leu-Ala-Met -COOH

d. site P : ARNt non charg; site A : ARNt~Val-Leu-Phe-Leu-Ala-Met-NH2

e. site P : ARNt~Val-Leu-Phe-Leu-Ala-Met- NH2; site A : ARNt non charg

6 Au cours de la traduction de l'extrmit 5'-terminale d'un messager dans un polyribosomeli, une ribonucloprotine du cytoplasme(Signal Recognition Particle = SRP) provoque

tous les effets suivants, sauf un, indiquer lequel a. Transport et fixation du ribosome sur la

ribophorine b. Arrt de l'longation de la protine traduite c. Liaison spcifique de cette ribonucloprotine

avec un rcepteur du rticulum endoplasmique. d. Synthse d'un chanon d'acides amins

hydrophobes l'extrmit NH2-terminale de la

protine traduite. e. Liaison spcifique de cette ribonucloprotine

avec les acides amins hydrophobes de l'extrmitNH2-terminale de la protine traduite.

7 L'incorporation d'un acide amin libre comme laleucine, dans la structure primaire d'uneprotine en cours d'longation requiert

l'hydrolyse des liaisons riches en nergiesuivantes, sauf une, indiquer laquelle :a. ATP AMP + pyrophosphate

b. peptidyl-tARN tARN + peptide transfr sur la

leucinec. GTP-eEF1 GDP-eEF1

d. GTP GDP + phosphate

e. ATP ADP + phosphate

8 Le mthionyl-ARNta. est ncessaire linitiation de la traductionb. comprend lARNt dont lanticodon est 5 CAU 3c. est synthtis par une raction enzymatiquecouple lhydrolyse de 4 liaisons riches en

nergie

d. est synthtise par une aminoacyl-ARNtsynthtase spcifique de la mthioninee. comporte une liaison ester riche en nergie

ncessaire la formation dune liaison peptidiqueentre la mthionine et un autre acide amin

9 Les ARN de transfert (ARNt)a. reprsentent le type dARN le plus

abondant de la celluleb. sont au nombre de 20c. chacun dentre eux se lie un seul

acide amin

d. chacun dentre eux se lie un seulcodon

e. se lient aux acides amins parlintermdiaire dune liaison riche en nergie

10 Quel est (ou quels sont) le(s)triplet(s) nuclotidique(s) du (ou des)anti-codon(s) du (ou des) ARNt Glus'appariant avec les codons de l'acide

glutamique GAA et GAG?

a. CUU

b. CUCc. UUCd. TTCe. CTC

11 Indiquez la ou les propositions exactes a. La fixation du complexe acide amin ARNtsur l'ARN messager se fait par l'acide amin. b. Il existe trois triplets diffrents codant la fin de

la synthse d'une chane peptidique. c.Le codon initiateur de la traduction codetoujours pour la mthionine. d.Chez les eucaryotes, la transcription et latraduction ont lieu dans le mme compartimentcellulaire. e. La transcription d'un gne se fait dans le sens5' -------> 3'.

12 Parmi les codons suivants quels sont les 2 quicorrespondent au codon d'initiation de latraduction d'une part et l'un des codons determinaison de chane protique d'autre part?

a. AUCb. AUGc. UAGd. GAU

e. UAC

13 La squence nuclotidique de l'anticodon d'unARNt est 5' -CCU - 3' quelle est dans lasquence suivante d'un ARN messager le tripletnuclotidique qui pourra s'apparier l'anticodon ?

a. b. c. d. e.

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 20

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

14 Synthse protique : a.La synthse protique dbute par l'aa Nterminal et se termine par l'aa C terminal

b.Les acides amins sont activs par uneliaison ester aux molcules d'ARN tc.La terminaison d'une synthse protiquerequiert la liaison d'un t RNA terminateurs uncodon stop du mRNA d. On trouve de la thymine dans la majorit destRNAe. La mobilisation du peptidyl-tRNA du site A au

site P sur le ribosome est rendue possible parl'hydrolyse de L'ATP

15 Toutes les affirmations concernant la traductionci-dessous sont vraies sauf une, laquelle

a. LARN messager mature est toujours traduitdans sa totalitb. UGA est un codon de terminaison de latraductionc. Le code gntique est fond sur des mots de 3lettres les codons

d. Le codon de lARN m AUG estcomplmentaire de lanticodon CAU de lARNte. Le bilan nergtique de la traduction est fonctiondu nombre dacides amins incorpors dans laprotine.

16. Toutes les affirmations concernant latraduction ci-dessous sont vraies sauf une,laquelle

a. Le signal peptide est un peptide dadressagesitu lextrmit NH2-terminale des protines excrterb. Lacylation du peptide nosynthtis est unemodification post transcriptionnelle du peptide

c. Le ribosome catalyse le transfert du peptidesitu sur lARNt du site P sur la fonction amine delacide amin de lARNt du site A. Il utiliselnergie de la liaison riche en nergie entre lepeptide et lARNt du site P

d. Le complexe ribosomique qui se dissocie delARN messager, ncessite un cofacteur eRFlorsque le site A se trouve en regard dun codonnon sense. La squence 5 non traduite de lARN messagerest reconnue par des cofacteurs eIF4

4. Rplication et rparation

1 Quelles sont les activits de lADN-polymrase aucours de la rplication d'un fragment dechromosome ?

a. elle ajoute un nuclotide en liant son phosphate la fonction alcool en 3' d'un brin d'ADN qu'ellesynthtise

b. elle synthtise une liaison ester entrel'extrmit 3'-OH d'un brin d'ADN et l'extrmit 5'-phosphate d'un autre brin d'ADN

c. elle ajoute un nuclotide en liant sa fonctionalcool en 3' au phosphate 5' terminal d'un brind'ADN qu'elle synthtise

d. elle hydrolyse l'ARN des amorces du brin"avanc" en commenant par leur ct 5'

e. elle ajoute un nuclotide en liant le phosphate la fonction alcool en 3' d'une amorce d'ARN crepar la DNA-primase

2 La synthse du brin retard par l'ADN polymrasese distingue de celle du brin rapide par toutes lesdiffrences suivantes, sauf une, indiquer

laquelle :a. elle consomme moins de dsoxyribo-nuclosides triphosphatesb. elle fait intervenir beaucoup plus souvent lesenzymes ADN-primase et ADN-ligasec. elle engendre la production des fragmentsd'Okazakid. elle fait appel des amorces plus nombreuses

e elle se fait contre-sens du dplacement del'enzyme sur l'ADN

3 Au cours de la rplication de lADN,lincorporation dun dsoxyribonuclotide

a. est catalyse par une ADN polymraseb. consomme lnergie fournie par lhydrolyse dedeux liaisons riches en nergie

c. peut avoir lieu lextrmit 3-OH ou 5-OH dunbrin amorce dADNd. peut avoir lieu lextrmit 3-OH ou 5-OH dunbrin amorce dARN synthtis par une primasee. peut avoir lieu lextrmit 3-OH dun brinamorce dARN synthtis par une tlomrase

4 Les ARN polymrases et les ADN polymrasesont en commun les caractristiques suivantes

a. catalysent laddition dunits nuclotidiques dansle sens 5 3

b. catalysent la formation de l iaisons phosphodiester c. ncessitent une chane polynuclotidiquematriced. ncessitent une chane polynuclotidiqueamorce

e. possdent une activit exonuclasique 3 5

5 Les principes et mcanismes gnraux de larplication

a. Il est ncessaire d'ouvrir la molcule d'ADNen un point prcis pour procder

enzymatiquement sa rplication in vivo.b La synthse d'un brin nouveau d'ADNncessite toujours la fabrication pralable d'uneamorce d'ARN.c. Il existe au niveau d'une fourche derplication, deux molcules d'ADN polymrases fonctionnement simultan mais diffrent, l'uneallongeant un brin d'ADN dans le sens 5' --->3' et

l'autre allongeant l'autre brin dans le sens 3'--->5'.d. Le brin dit "prcoce" est celui synthsediscontinue et le brin dit "tardif" est celui synthse continue.e. Dans une boucle de rplication, les deuxfourches progressent en direction oppose, lamme vitesse.

6 Quelle est l'activit enzymatique, retrouve chezla plupart des ADN polymrases, qui leurpermet d'assurer une trs grande fidlit de larplication?

a. Activit d'exonuclase 3' ----> 5'b. Activit d'exonuclase 5' ----> 3'c. Activit de polymrased. Activit d'endonuclasee. Activit de synthse d'amorce

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 21

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

7 La rplication de l'ADN des eucaryotesa. u t i l i se des dsoxyr ibonuc lo t idestriphosphates.

b. fait intervenir de l'ARN.c. dbute en un seul site.d. met en jeu des ADN polymrasesbidirectionnelles.e. est semi-conservative.

8 Au cours de la rplicationa. la croissance de la chane se fait toujoursdans le sens 5' ----->3'

b. les deux brins de l'ADN se sparent grce des protines.c. les prcurseurs sont lesdsoxyribonuclotides pour un brin et lesribonuclotides pour l'autre.d. il y a un pissage de l' ADN noform.e.la synthse est continue pour un brin d'ADN etdiscontinue pour l'autre.

9 On rencontre des acides nucliques hybrides(brins de ribonuclotides et de dsoxyribo-nuclotides lis de faon antiparallle etcomplmentaire) dans toutes les circonstancessuivantes sauf une, indiquer laquelle : a. entre l'amorce et le brin avanc de DNA au

cours de la rplication

b. au cours des ractions catalyses par latlomrase

c. entre un lment cis-rgulateur et un facteurtrans-rgulateur

d. entre l'amorce et le brin retard de DNA aucours de la rplication

e. dans le site catalytique d'une RNA polymrase

10 Toutes ces affirmations concernant la rplicationsont vraies sauf une, laquelle : a Les 2 brins de lADN parental servent chacun de

modle pour la synthse dun nouveau brin aucours de la rplication

b. Lhlicase sert stabiliser les brins spars c. Les ADN Polymrases ont une activit

exonuclasique d. Le Mg++ est essentiel pour lactivit des ADN

polymrases e. LADN Polymrase est associe la primase

et LADN Polymrase est la principale enzyme de

rplication en synthtisant sur le brin direct aussi

bien que sur le brin retard

5. Altration du matriel gntique et outils

de biologie molculaire

1 Dans la squence suivante du gne dune protine

CAGGCCG AGGCCA AAGTAA ATCTCA

correspondant lextrmit 3 de lexon 3, qui setraduit par Gln Ala Glu Ala Lys, indiquer quelletransition G A (nuclotides souligns) est

susceptible dentraner un empchement delexcision pissage de lintron 3 de cetteprotine :

a. CAAGCCGAGGCCAAAGTAAATCTCA

b. CAGGCCGAGGCCAAAATAAATCTCA

c. CAGACCGAGGCCAAAGTAAATCTCA

d. CAGGCCGAGACCAAAGTAAATCTCA

e. CAGGCCGAAGCCAAAGTAAATCTCA

2 Toutes les lsions molculaires suivantes peuventse traduire par un caractre ou une maladie chezlenfant qui les reoit dans son patrimoine

gntique, sauf une, indiquer laquelle :a. transition G A dans un codon de terminaison

b. insertion dun C dans le codon CCC duneprolinec. dltion de la bote TATAd. transversion dans le codon dun acide

aspartiquee. dltion du site receveur du dernier intron

3 Parmi les propositions suivantes concernant lesquenage de l'ADN par la mthode de Sanger,lesquelles sont exactes?

a. les ractions parallles de squenage nediffrent entre elles que par la nature dudidoxynuclotideb. l'ADN squencer doit tre sous formedouble brin

c. les ractions de squence sont des ractionsde polycondensation de l'ADNd. chacune des 4 ractions parallles desquence se fait en prsence d'un seulnuclotidee. la rgion squence est dtermine par lamatrice d'ADN et non l'amorce

4 Classer dans lordre les tapes de la mthode du Southern blot 1 - Electrophorse2 - Hybridation3 - Transfert sur membrane4 - Digestion de lADN par une enzyme de restriction5 - Autoradiographie

a. 4 3 1 2 5b. 1 4 3 5 2

c. 4 1 3 2 5d. 2 5 3 4 1e. 1 4 5 3 2

5 LADN complmentairea. lADN complmentaire est synthtis partranscriptase inverse partir dARN messager

b. les banques dADN complmentaire sontidentiques quel que soit le tissu humain (foie,poumon, cur, rein) partir duquel elles sontprparesc. les banques dADN complmentaire prpares partir de diffrents tissus humains (foie, poumon,cur, rein) ont en commun les squencescorrespondant aux gnes domestiques

d. la squence en acides amins dune protinepeut tre dtermine partir dune squencedADN complmentaire

e. la squence dun intron peut tre dtermine partir dune squence ADN complmentaire

6 Parmi les enzymes suivantes, laquelle oulesquelles sont utilises dans la technique deRT-PCR

a. ligaseb. ADN polymrase thermostablec. transcriptase inversed. ARN polymrasee. hlicase

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 22

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

7 Les didsoxyribonuclosides triphosphatesa. possdent trois liaisons riches en nergie

b. ne possdent pas de groupement OH en 3c. peuvent tre incorpors par lADN polymrase lextrmit 3-OH dun brin dADNd. empchent lextension du brin dADN danslequel ils sont incorporse. peuvent tre utiliss dans les techniques desquenage de lADN

8 La transcriptase inverse

a. est une ADN polymrase ARN dpendante . b. est une enzyme qui permet l'entre d'unrtrovirus dans la cellule hte.

c. est utilise pour la synthse in vitro d'ADNc. d. a t isole partir d'un virus ARN. e. est une enzyme qui permet la synthsed'ADN partir d'ARN.

9 Parmi les propositions concernant la techniquede Southern,

a.fait obligatoirement intervenir une ADNpolymrase b.permet l'analyse des ARN messagersexprims dans un tissu ou une cellule c .on peut uti l iser comme sonde unoligonuclotide de synthse

d. On peut utiliser comme sonde un fragmentd'ADNc.

e. permet de dtecter des mutations

10 Parmi les propositions concernant la PCRa. permet l'amplification de fragments d'ADN desquence compltement inconnueb. ncessite des amorces ARN.

c. deux amorces diffrentes sont ncessairesd. fait intervenir une ADN-ligasee. l'longation par la Taq-polymrase se fait 72C

11. Un ADNc est:a. une squence fabrique in vitro pour desbesoins exprimentaux.b. une squence ne contenant aucune

information autre que celle qui est prsente dansun ARN messager maturec. une squence contenant l'ensemble desexons et des introns.d. une squence dont on peut dduire unesquence polypeptidique.

e. une squence naturellement prsente dans legnome humain.

12 Les enzymes de restrictiona. interviennent dans la rplication.b. ont une fonction chez les bactries d'o on lesextrait.c. reconnaissent le plus souvent despalindromes.d. coupent l'ADN simple brin.

e. peuvent couper un ADN circulaire.

13 L'autoradiographie d'un gel de polyacrylamideralise pour dterminer la squence d'un

fragment d'ADN selon la mthode de Sanger estreprsente ci-contre. Chaque indication figurantsur le schma en haut du gel: G, A, T, Ccorrespond l'incubation en prsence d'un des 4didoxynuclotides triphosphate. Quelle est lasquence de 5' vers 3' du fragment d'ADN matrice?

a. 5'-TA CCTAGA CATTGG TACCC-3'

b. 5'-GG GTACCA ATGTCT AGGTA-3'

c. 5'-AT GGATCT GTAACC ATGGG-3'

d. 5'-CC CATGGT TACAGA TCCAT-3'

e. 5'-TA CCTACA CATTGG TACCC-3'

14 La tlomrasea. synthtise une squence rpte dADNb. utilise une matrice dADNc. utilise comme amorce lextrmit 3-OH dun brindADNd. utilise une matrice dARNe. utilise comme amorce lextrmit 3-OH dun brindARN

15 La dltion dun codon entier dans lADNgnomique a. est une mutation ponctuelle b. peut entraner une modification de la squence

peptidique c. peut modifier le cadre de lecture d. peut affecter lexcision-pissage dun intron e. peut introduire un codon stop

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 23

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

7. Annales

QCM 2005

1. La figure suivante reprsente un fragment dacide

nuclique de quatre nuclotides.

Ce fragment se situe dans une des deux squences que

voici :5-AAGCGGCTATAGCCGCTT-35-UUCGCCUAUAGCGCGAA-3

Quels sont dans cette squence les cinq nuclotidessuivants en allant du ct 3 ? Indiquer ces cinqnuclotides parmi les propositions suivantes :

a. CGCTT

b. ATCGCc. CGCTAd. GCTATe. GCGAA

2. Une mutation non-sens (CAG TAG) du gne delapolipoprotine C-I (apoC-I) engendre unemodification du site spcifique (CAG/CTG) delenzyme de restriction Pvu II.

Parmi les techniques suivantes, toutes permettent defaire le diagnostic de la prsence ou de labsence decette mutation chez un sujet, sauf une, indiquerlaquelle

a. extraction dARN + RT-PCR + digestion par Pvu II+ lectrophorse avec BETb. extraction dADN + PCR + digestion par Pvu II +lectrophorse avec BET

c. extraction dADN + PCR + lectrophorse +hybridation avec une sonde ASOd. extraction dARN + digestion par Pvu II +lectrophorse avec BETe. extraction dADN + digestion par Pvu II + Southernblot avec sonde du gne apoC-I

ASO = allele specific oligonucleotide ; BET = bromure

dthidium ; PCR = polymerase chain reaction ; RT =reverse transcription ;

3. Un polymorphisme du gne de lapolipoprotine C-II(apoC-II) a t mis en vidence sur lADN des sujetsaprs digestion par lenzyme de restriction Taq I,puis lectrophorse et Southern blot rvl par unesonde cDNA de lapoC-II.

Le sujet n 6 vu sur le film de lautoradiographie atous les caractres suivants sauf un, indiquerlequel :

a. il est le fils des sujets n 1 et 3b. il a un autre site de restriction Taq I, 300 pb plusloinc. il a un site de restriction Taq I de plus que lessujets n 2 et 4d. il est homozygote pour le fragment de restriction leplus court (3,5 Kb)

e. il est homozygote pour le fragment de restriction leplus long (3,8 Kb)

4. Le promoteur du gne de lapolipoprotine A-II(apoA-II) contient toutes les squences suivantes,sauf une, indiquer laquelle

a. TGACTCA (lment cis-rgulateur TRE)b. TATA (bote TATA)

c. CCAT (bote CAT ou CAAT)d. GGCCC (bote GC)e. ATG (codon dinitiation)

5. Au cours de la transcription du gne dune protineextracellulaire, la RNA polymerase II agit en fonctionde lorientation indique des molcules suivantes,sauf une, indiquer laquelle :

a. elle transcrit chaque intron en commenant parson site donneur

b. elle parcourt le brin antisens du gne de 3 vers 5c. elle achve la synthse du transcrit primaire parson extrmit 5-phosphated. elle transcrit la squence qui codera pour lesacides amins du signal-peptide avant celle quicodera pour le reste de la protinee. elle commence la transcription en sparant lesdeux brins de lADN du gne partir de lextrmit 5de lexon 1

6. Selon les gnes, des combinaisons de structure

peuvent tre obtenues par pissage alternatifaboutissant des transcrits diffrents. Toutes lescombinaisons dexons suivantes sont possibles,sauf une, indiquer laquelle :

a. lexon 5 peut tre suivi de lexon 7b. il peut y avoir plusieurs exons avec un codon determinaison, dont un seul sera piss la suite delavant-dernier exon du mme gne

c. lexon 4 peut tre suivi de lexon 3

C

CH2

CH

CH

N

HN

CO

C

CC

C

O

H H

H H

O

O

O

PO-

NH2

O H

C

CH2

C

CH

N

HC

C

CC

C

O

H H

H H

O

O

O

PO-

C

N

NH2

N N

HO

CH2

C

CC

C

O

H H

H H

O

O

O

PO-

C

C

CH

NH

N

C

NH2N

C

O

H

N

O

C

CH2

CH

N

HN

C

O

O

C

CC

C

O

H H

H H

O

O

O

PO-

HO

C

CH3

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 24

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

d. plusieurs promoteurs peuvent initier latranscription du mme gne par plusieurs exons 1,chacun tant piss ensuite avec le mme exon 2

e. le mme lasso peut contenir lintron 3, lexon 4 etlintron 4

7. La prolyl-tRNA synthtase est spcifique de toutesles actions suivantes, sauf une, indiquer laquelle :

a. elle hydrolyse deux liaisons riches en nergieb. elle condense la proline sur lAMP par une liaisonanhydride dacidec. elle reconnat la proline, acide amind. elle reconnat un tRNA dont lanticodon est GGG

e. elle produit un acide pyrophosphorique

8. A diffrentes tapes de la traduction du fragment demessager suivant, les sites acide amin et peptidedun ribosome sont occups de toutes les faonssuivantes, sauf une, indiquer laquelle :

CUG ACU CCU GAG GAG AAG UCU

a. site P : tRNAPro~Pro-Thr-Leu-site A : tRNAGlu~Glu

b. site P : tRNAGlu~Glusite A : tRNAGlu~Glu-Pro-Thr-Leu-

c. site P : tRNAGlu~Glu-Pro-Thr-Leu-site A : rien

d. site P : tRNAGlu~Glu-Pro-Thr-Leu-site A : tRNAGlu~Glu

e. site P : tRNAGlu~Glu-Glu-Pro-Thr-Leu-site A : tRNALys~Lys

9. Lors de la progression dune fourche de rplication,les mcanismes suivants accompagnent la synthsedu DNA, sauf un, indiquer lequel :

a. La DNA primase synthtise des amorces dARNsur le brin retardb. La DNA polymrase d hydrolyse les nuclotides

msapparis en 3 des brins nouveauxc. La DNA ligase associe les fragments dOkazakisur le brin retardd. Lhlicase (topoisomrase) droule la doublehlice en avant de la polymrasee. La DNA polymrase d ajoute des nuclotides lextrmit 5 des fragments dOkazaki

10. La rparation par excision de base permet decorriger toutes les lsions du DNA suivantes, saufune, indiquer laquelle :

a. hydrolyse dune liaison N-osidique (site sansbase)b. dimre de thymines (cyclobutylique)c. 5-bromouracile (analogue structural de luracile)d. dsamination dune adnine (hypoxanthine)

e. mthylation dune cytosine (5-mthylcytosine)

1 1 . Une structure Holliday peut se produire parcroisement des brins de deux DNA homologuesprovenant des molcules suivantes, sauf une,indiquer laquelle :

a. deux gnes homologues, sur des chromosomesdiffrents

b. deux chromosomes apparis au cours de lamiosec. deux DNA fils aprs la rplicationd. deux gnes dupliqus lun la suite de lautre (entandem)e. deux chromosomes au cours de la rparationhomologue

EXERCICE 20059 questions choix multiples (Cocher les cases vraies pour chaque QCM)

Soit lADN complmentaire double brin (ADNc) qui a t synthtis partir de lARN messager de lapolipoprotine A-II(apoA-II). La squence du brin sens de cet ADNc est :

1 AGGCACAGAC ACCAAGGACA GAGACGCTGG CTAGGCCGCC41 CTCCCCACTG TTACCAACAT GAAGCTGCTC GCAGCAACTG81 TGCTACTCCT CACCATCTGC AGCCTTGAAG GAGCTTTGGT121 TCGGAGACAG GCAAAGGAGC CATGTGTGGA GAGCCTGGTT161 TCTCAGTACT TCCAGACCGT GACTGACTAT GGCAAGGACC201 TGATGGAGAA GGTCAAGAGC CCAGAGCTTC AGGCCGAGGC241 CAAGTCTTAC TTTGAAAAGT CAAAGGAGCA GCTGACACCC281 CTGATCAAGA AGGCTGGAAC GGAACTGGTT AACTTCTTGA321 GCTATTTCGT GGAACTTGGA ACACAGCCTG CCACCCAGTG361 AAGTGTCCAG ACCATTGTCT TCCAACCCCA GCTGGCCTCT401 AGAACACCCA CTGGCCAGTC CTAGAGCTCC TGTCCCTACC441 CACTCTTTGC TACAATAAAT GCTGAATGAA TCC

Pour faciliter les comptes, la squence a t divise en groupes de 10 lettres et le numro du premiernuclotide de chaque ligne a t mentionn.

12. Parmi les constituants suivants, quels sont ceuxqui ont t utiliss pour la synthse de cet ADNc :

a. une ARN polymraseb. une transcriptase rverse

c. une ADN ligased. les ribonuclosides triphosphates : ATP, UTP,GTP, CTPe. les dsoxyribonuclosides triphosphates : dATP,dTTP, dGTP, dCTP

13. Cet ADNc:a. comporte la squence du promoteur du gne delapoA-IIb. reproduit la squence de lARNm de lapoA-II

(hors mis la coiffe et la queue polyA)c. reproduit la squence de tous les exons du gnede lapoA-IId. reproduit en partie la squence du brin sens dugne de lapoA-II

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 25

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

e. reproduit en partie la squence du brin anti-sensdu gne de lapoA-II

1 4 . Les deux squences de 3 nuclotides encaractres gras comprennent :

a. un site dinitiation de la transcription du gne delapoA-IIb. un signal de fin de traduction de la protine apoA-IIc. un site dpissage du transcrit primaire de lapoA-IId. un signal de polyadnylation du transcrit primairede lapoA-II

e. un lment cis-rgulateur dexpression du gnede lapoA-II

15. Sachant que le gne de lapoA-II comporte 4exons et que le 1

er exon nest pas traduit, cet

ADNc :a. a la mme longueur que le gne de lapoA-IIb. a la mme longueur que la squence du gne de

lapoA-II situe entre les sites dinitiation et determinaison de la transcriptionc. a la mme longueur que le transcrit primaire delapoA-IId. a la mme longueur que la squence codante dugne de lapoA-IIe. a la mme longueur que lARNm de lapoA-II(hors mis la coiffe et la queue polyA)

16. Vous souhaitez partir de ce cDNA, synthtiserpar raction de polymrisation en chane (PCR), lefragment situ entre les deux squences encaractres gras. Parmi les constituants suivants,quels sont ceux que vous utiliserez pour cettesynthse :

a. loligonuclotide : 5-ATGAAGCTGCTCGCAGC-3b. loligonuclotide : 5-CAGCCTGCCACCCAGTGA-3c. loligonuclotide : 5-TCACTGGGTGGCAGGCTG-3d. les didsoxyribonuclosides triphosphates :ddATP, ddTTP, ddGTP, ddCTP

e. une ADN polymrase

17. La temprature de fusion du produit de PCR ainsi

obtenu :a. est identique celle dun fragment de mmetaille, constitu uniquement de dsoxythymidylate(polydT)b. est suprieure celle dun fragment de mmetaille, constitu uniquement de dsoxythymidylate(polydT)c. est suprieure celle dun fragment de mme

taille, constitu uniquement de dsoxyadnylate(polydA)d. est suprieure celle dun fragment de mmetaille, constitu uniquement de dsoxyguanylate(polydG)

e. est suprieure celle dun fragment de mmetaille, constitu uniquement de dsoxycytidylate(polydC)

18. Le produit de PCR ainsi obtenu, est soumis une

digestion par lenzyme de restriction HypCH4 Vpour laquelle il nexiste quun site de restrictiondans lADNc de lapoA-II (situ aux nuclotides 98-101), puis une lectrophorse en gel dagarose.Sachant que lenzyme HypCH4 V hydrolyse lADNde la faon suivante :

5TG CA33AC GT5

vous observerez llectrophorse :

a. deux fragments de 41 pb et 262 pbb. deux fragments de 99 pb et 342 pbc. quatre fragments de 41 pb, 99 pb, 262 pb et 342pb.d. trois fragments de 99 pb, 342 pb et 473 pb.e. trois fragments de 41 pb, 303 pb et 473 pb.

19. Une dltion des deux nuclotides numrots100-101 dans la squence dADNc sera

accompagne :a. dun dcalage du cadre de lectureb. de la synthse dune protine tronque (pluscourte que la protine normale)c. dun dfaut dpissage du transcrit primaired. dun changement du 14

me acide amin de

lapoA-II (le 1er

tant la mthionine)e. de la disparition du site de restriction de lenzyme

de restriction HypCH4 V dans lADNc

20. La squence dADNc dun sujet homozygote pourla dltion des nuclotides numrots 100-101 estsoumise comme dans la question 4 uneamplification du fragment situ entre les deuxsquences en caractres gras, puis une digestionpar lenzyme de restriction HypCH4 V.

Vous observerez llectrophorse en geldagarose :

a. trois fragments de 41 pb, 262 pb et 303 pbb. un fragment de 301 pbc. un fragment de 473 pbd. deux fragments de 41 pb et 262 pbe. deux fragments de 99 pb et 342 pb

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 26

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

QCM 2006

1.La figure suivante reprsente un fragment dacidenuclique de quatre nuclotides (nt).

Parmi les squences suivantes laquelle reprsenteune molcule qui ne s'hybride pas parfaitementavec le fragment de 4 nt ci-dessus reprsent :

a. AGTCTCAGCb.TCAGACTAGc. AGTCAGACTd.GACTGAGTCe. ACTCAGACT

2. Les acides ribonucliques (RNA) suivants necontiennent pas d'exons, sauf un, indiquer lequel :

a. ribonucloprotine snRNP U1b. acide ribonuclique de transfert de la

phnylalaninec. acide ribonuclique ribosomique 5 Sd. acide ribonuclique messager de l'apolipoprotineA-IIe. acide ribonuclique 7S de la SRP

3. Au cours de l'lectrophorse des acides

dsoxyribonucliques (DNA) le champ lectriquefait migrer les fragments de DNA pour les spareren bandes rendues visibles lorsqu'on illumine legel d'agarose avec une lumire ultra-violette.Toutes les consquences suivantes de cettemanipulation sont vraies, sauf une, indiquerlaquelle :

a un DNA de 150 paires de bases (pb) riche en A=T

migre la mme vitesse qu'un DNA de 150 pb riche

en G C

b tous les acides nucliques migrent vers l'anode

c un colorant bleu anionique de 1300 daltons demasse molculaire migre plus vite que tous lesfragments d'acides nucliques

d les fragments de DNA sont spars en fonction deleurs diffrentes charges lectriques

e les DNA sont rendus fluorescents par un ractif quis'intercale entre les bases hybrides de la doublehlice

4. Au cours de la raction de squenage quiprcde l'lectrophorse, la DNA-polymrase(enzyme de squenage) a toutes les activits

suivantes sauf une, indiquer laquelle :a la DNA-polymrase synthtise un brin de

DNA antiparallle et complmentaire du brin donton veut la squence

b la DNA-polymrase incorpore undidsoxyribonuclotide du ct 5'-phosphate dubrin qu'elle synthtise

c la DNA-polymrase n'incorpore qu'un seul

didsoxyribonuclotided la DNA-polymrase arrte sa synthse tout

moment quelle que soit la longueur du fragmentsynthtis

e le radical fluorescent est incorpor avec ledernier nuclotide et sa couleur varie en fonctionde la base azote de ce dernier nuclotide

5. Pour dmarrer la transcription d'un gnedans une cellule du foie, tous les facteurssuivants doivent absolument tre prsents,sauf un, indiquer lequel

a. l'ion Magnsiumb. la TATA binding protein (protine se liant la

bote TATA)c. le facteur cardiaque transrgulateur GATA-4

d. RAP 30, sous-unit du facteur TFII Fe. la RNA-polymrase II

6.L'induction de la synthse d'une enzyme estle rsultat de toutes les rgulations suivantessauf une, indiquer laquelle :

a. les lments cis-activateurs sont transcritsplus rapidement

b. la quantit de RNA messager dans le

cytoplasme sera plus grandec. le complexe d'initiation de la transcription est

li au mdiateur qui est lui-mme en relationimmdiate avec un ou des facteurs trans-activateurs

d. la consommation de nuclosidestriphosphates est augmente

e. le nombre de molcules du transcrit primaire

synthtises par minute est augment

7. Pendant la transcription, toutes lespropositions suivantes seront vraies saufune, indiquer laquelle :

a. le brin "antisens" du gne est hybrid avecles derniers nuclotides incorpors dans letranscrit primaire

b. la RNA-polymrase parcourt et lit le brin"sens" du gne de 5' vers 3'

c. des liaisons hydrognes sont faites entre lesbases azotes du RNA et celles du DNA

d. la double hlice du gne est reconstitueaprs le passage de la RNA-polymrase

e. la liaison entre les phosphates a et b dechaque nucloside triphosphate est hydrolyse

8. Au cours de la transcription, toutes lessquences suivantes seront recopies dansle transcrit primaire sauf une, indiquerlaquelle :

a. codon de terminaisonb. site receveur de l'intron 1c. bote de polyadnylation

d. botes GC et CATe. codons des acides amins du peptide-signal

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 27

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

9. Le lasso est un produit du mcanisme dexcision-pissage : il comprend les structures ousquences suivantes, sauf une, indiquer laquelle :

a. parfois un exon entier par suite d'un pissagealternatif

b. hybridation entre le site donneur et le site receveurc. en 3'OH terminal, AG prcd d'une squence

riche en U et en Cd. une adnosine lie 3 phosphates par ses

carbones 2', 3' et 5'e. GU suivi d'une squence riche en A et en G

10. La maturation du transcrit primaire (hnRNA) enRNA messager cytoplasmique implique toutes lestapes suivantes, sauf une, indiquer laquelle :

a. l'addition d'une 7-mthyl guanosine diphosphatedu ct 5'-phosphate

b. la synthse d'une squence compose

uniquement d'AMP polycondenssc. des ractions enzymatiques qui peuvent modifier

le sens du message de quelques gnesd. l'hydrolyse de la liaison ester entre le site donneur

d'un intron et l'extrmit 5'-phosphate de l'exoncorrespondant

e. la traverse de la membrane nuclaire

11. La squence du RNA messager qui sera traduitepar le peptide-signal rpond toutes lespropositions suivantes sauf une, indiquerlaquelle :

a. est riche en codons dont le 2me nuclotide estun U

b. est suivie du codon d'initiation

c. code pour les acides amins NH2-terminaux de la

protine en cours de traduction

d. est situe aprs la squence 5' non-traduitee. est longue d'environ 45 60 nuclotides

12. La prolyl-tRNA synthtase a toutes les propritsspcifiques suivantes, sauf une, indiquer laquelle :

a. elle hydrolyse un ATP en librant unpyrophosphate

b. elle reconnat les codons ne comprenant que descytosines monophosphates

c. elle reconnat des tRNA dont les deux derniersnuclotides de l'anticodon sont des GMP

d. elle reconnat le seul acide amin fonction aminesecondaire

e. -elle cre une liaison ester "riche en nergie" surle tRNAPro

13. Au cours de linitiation dune traduction, lesliaisons suivantes doivent tre tablies entre lesfacteurs en prsence, sauf une, indiquer laquelle :

a. grande et petite sous-particules du ribosomeb. mthionine et tRNAMetc. tRNAMet et site acide amin de la petite sous-

particule du ribosomed. codon de la mthionine et anticodon de la

mthioninee. protine eIF2 et GTP

14. Un fragment de messager contient lasquence suivante. Parmi les acides aminssuivants, indiquer celui qui ne peut pas tre

traduit partir de cette squence, quel quesoit le cadre de lecture :

AAGUCUUACUUUGAAAAGUCAAAGGAGCAGCUGACACC

CCUA

a. Acide aspartiqueb. Throninec. Tyrosined. Mthioninee. Arginine

15. Les molcules ou radicaux suivants sont

ajouts la structure des protines maturesaprs la traduction sauf un, indiquer lequel :

a. noyau flavine (issu de la vitamine B2)b. radical phosphoryl (sur une srine, une

thronine ou une tyrosine)c. radical mthyl (sur une cytosine)d. ion Zince. radical mthyl (sur une histidine)

16. La fourche de rplication comprend desenzymes pour toutes les ractionsenzymatiques suivantes, sauf une, indiquerlaquelle :

a. Hydrolyse du ribonuclotide 5' initial d'unRNA

b. Hydrolyse d'un brin de DNA pourdsenrouler ou surenrouler une double hlice

c. Condensation du phosphate d'unribonuclotide sur la fonction 3' alcool libre d'unbrin de DNA

d. Hydrolyse de la liaison anhydride entre lepremier et les deux autres phosphates d'undsoxyribonucloside triphosphate

e. Condensation du phosphate dudsoxyribonuclotide 5' initial d'un brin de DNA

avec le dsoxyribonuclotide 3' terminal d'unautre brin de DNA

17. Toutes les propositions suivantessappliquent la rplication du DNA, saufune, indiquer laquelle:

a. est catalyse par des DNA polymrasesb. le brin direct de la rplication est le mme

que le brin sens de la transcriptionc. cote la cellule 2 liaisons riches en nergie

par nuclotide incorpord. rsulte de la polycondensation de

dsoxyribonuclotides lextrmit 3 duneamorce

e. se produit pendant la phase S du cyclecellulaire

18. La rparation du DNA peut se faire aprssuppression des structures anormales partous les mcanismes suivants sauf un,indiquer lequel :

a. excision des deux brins msapparis surplus de dix nuclotides

b. excision d'une base par la DNA glycosylasec. excision d'un seul brin de DNA sur plusieurs

dizaines de nuclotidesd. change d'un brin de DNA avec le gne

homologue de l'autre chromosomee. hydrolyse du dsoxyribonuclotide 3'-OH

terminal par la DNA-polymrase

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 28

Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

19. Toutes les dltions suivantes peuvent setraduire par un caractre nouveau ou une maladiechez lenfant qui les reoit dans son patrimoine

gntique, sauf une, indiquer laquelle :a. dltion du site receveur du dernier intronb. dltion de 2136 nt entre l'intron 8 et l'intron 9

d'une protine

c. dltion de trois nuclotides dans la partie 3' non-

traduite du messager

d. dltion de la bote TATAe. dltion de la premire lettre dans le codon dun

acide glutamique

20. Tous les vnements gntiques suivantsvont accrotre la divergence de deux gneshomologues suivants sauf un, indiquer

lequel :a. une conversion de gne entre les deux

homologuesb. une tranversion dans un codon de

tryptophanec. une dltion de trois nuclotidesd. une mutation crant un codon Stope. une substitution silencieuse

ANNEXE I .

CODE GENETIQUE1er

Nuclotide

2me

Nuclotide

U C A G

3me

Nuclotide

U

Phe Ser Tyr Cys

Leu Stop Stop

Stop Trp

U

C

A

G

C

Pro His Arg

Gln

U

C

A

G

A

Ileu Thr Asn Ser

Lys Arg

Met

U

C

A

G

G

Val Ala Asp Gly

Glu

U

C

A

G

ANNEXE II.

- Codes des acides amins

A : ala F : phe K : lys P : pro T : thr

C : cys G : gly L : leu Q : gln V : val

D : asp H : his M : met R : arg W : trp

E : glu I : ile N : asn S : ser Y : tyr

Recommended

View more >