Cahier d'Exercices en Biochimie - Faculté de médecine Saint-Antoine

FACULTE DE MEDECINESAINT-ANTOINEEDITÉ PAR LE DÉPARTEMENT DE BIOCHIMIE, BIOLOGIE CELLULAIRE ET MOLÉCULAIRE

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 2CAHIER D'EXERCICES POUR PCEM1BIOCHIMIEI I . B I O L O G I E M O L E C U L A I R E :l ' é t u d e d e s a c i d e s n u c l é i q u e sS O M M A I R EPage1. Acide désoxyribonucléique :Structure, duplication et réparation . . … … … . . . 32. Acide ribonucléique :Structure et transcription . . . . … … … . . . . . . . . . . . 53. Traduction . . . . . . . . . . . . . . . . . … … . . . . . . . . . . . . . . . . 64. Régulation de l’expression génétique . … … … … . . 135. Outils de Biologie moléculaire . . . . . . … … … . . . . . . 146. QCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . … … . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17A N N E X E S .I • Code génétique . . . . . . . . . . . . . . . . … … … . . . . . 23II • Annales du concours . . . . . . . . . … … … . . . . . . 24Image de couverture :Photographie en microscopie électronique d'une fourche de réplication déficientechez un mutant de levure. Une anomalie lors de la réplication d'ADN serait l'un desmécanismes contribuant à l'instabilité génomique (Science-26 juil 2002 :www.sciencemag.org)Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 31. ACIDE DÉSOXYRIBONUCLÉIQUE : STRUCTURE, DUPLICATION ETREPARATION1.1 Soit la substance suivante:NH 2Dire :• son nom• avec quelle base peut-elle s’apparier dans unemolécule d’ADN double brin ?NNNHN1.2 Structure de l’ADNa. Par convention la séquence d’une molécule d’ADN est écrite dans le sens 5’ (gauche) - 3’(droite).Quels sont les groupements chimiques correspondants à ces extrémités ?b. Un échantillon d’ADN contient 28,9 moles pour 100 d’adénine. Quels sont lespourcentages de thymine, guanine et cytosine ?c. Est-ce que la proposition suivante est vraie : « si la séquence d’un déoxyribonucléotideest p C p T p G p G p A p C , alors sa séquence complémentaire est p G p A p C p C p Tp G » ?1.3 Combien y a-t-il de fonction alcool libre dans une molécule d’ADN double brin?1.4 Soit le fragment d'ADN suivant:5' ACTTC 3'a. Ecrire sa formule semi-développée.3' TGAAG 5'b. Par l'intermédiaire de quels atomes et de quel type de liaison cette structure est-ellestabilisée?c. Comment peut-on dénaturer cette molécule?d. Quel intérêt présente, d'un point de vue expérimental, la possibilité de renaturer dessimples brins d'ADN?1.5 Décrire l'intervention des différentes protéines qui permettent à l'ADN polymérase derecopier efficacement un ADN.1.6 On incube des extraits solubles de colibacilles contenant de l’ADN avec un mélange dedATP, dTTP, dGTP et dCTP marqués tous avec du 32 P sur le phosphore . Après unepériode d’incubation, le mélange est traité à l’acide trichloracétique qui précipite l’ADN etlaisse en solution les petites molécules.a. Si un des quatre précurseurs manque, on ne trouve pas de radioactivité dans le précipité.Commenter.b. Aurait-on trouvé de la radioactivité si c’était le phosphore β ou γ qui avait été marqué ?c. Dans la chaîne synthétisée de manière continue suivante, où est l’erreur ? Comment cetteerreur sera-t-elle corrigée ?Matrice(3’) C - G - T - A - C - A - A - A- C - C - T - G - G - T - T - ...... (5’)Néosynthètisé(5’) G - C - A - T - G - T - T- T- G - G - A - A - ...... (3’)d. Cette chaîne, sous l’influence des UV, peut présenter d’autres altérations. Lesquelles ?Comment seront-elles réparées.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 41.7 Comment explique-t-on que les deux brins d’ADN qui sont antiparallèles puissent êtrerépliqués alors que les ADN-polymérases ne peuvent agir que dans le sens 5’→3’?• Quel est le rôle de l’activité 3’ → 5’ exonucléasique de l’ADN polymérase d’E.Coli?• Quelle est la fonction de l’activité 5’ → 3’ exonucléasique de l’ADN polymérase I dans leprocessus global de réplication ?1.8 Lors de la réplication de l’ADN chez les Eucaryotes :a. Décrire les évènements permettant la synthèse de l’ADN à partir de la chromatineparentale.b. Pourquoi n'y a-t-il que très peu d'erreurs de copie lors de la réplication de l'ADN?c. La réplication étant semi-conservative, comment se distingue le brin parental du brinnéoformé ?d. Comment les erreurs de copie maintenues à l’issue de la réplication peuvent-elles êtreéliminées ?1.9 Quelles sont les caractéristiques principales de la télomérase?1.10 Compléter les propositions suivantes.a. L’enzyme responsable de la synthèse d’ADN dans la réplication comme dans la réparationest l’___________________.b. Lors de la réplication, la région active du chromosome est une structure en forme d’Yappelé une ______________________.c. L’enzyme qui scelle les brèches dans l’hélice lors de la synthèse et de la réparation del’ADN s’appelle : l’_____________________ .d. Lors de la réplication de l’ADN, le brin fils synthétisé en continu s’appelle :___________, etle brin synthétisé de manière discontinue est appelé_______________ .e. Si l’ADN polymérase positionne un nucléotide incorrect à l’extrémité 3’, un domainecatalytique distinct possédant une activité_________________ enlève la base mal appariée.f. L’initiation de la synthèse d’ADN sur le brin à réplication discontinue requiert depetites_________________ fabriquées par une enzyme appelée__________________, qui a poursubstrat des _______________________ .g. La séparation de 2 brins d’ADN au niveau de la fourche de réplication est catalysée parl’__________________, qui se déplace unidirectionnellement le long de l’ADN grâce à l’énergiefournie par l’hydrolyse d’ATP ;h. Les________________, qui participent au relâchement de l’ADN, se lient à l’ADN simple brinde sorte que ses bases restent disponibles pour servir de matrice.k. Chez les bactéries et les levures, comme chez plusieurs virus infectant les celluleseucaryotes, on a montré que les fourches de réplication se forment au niveau de séquencesparticulières de l’ADN appelées__________________l. Les________________peuvent être considérées comme des « nucléases réversibles » quicréent des cassures transitoires, soit monocaténaires (type I), soit bicaténaire (type II).1.11 Le fragment d’ADN présenté sur la figure est double brin à chaque extrémité mais simplebrin en son milieu. la polarité du brin supérieur est indiquée.5’_____________________________3’_________PHO_________a. Le groupement phosphate (P) du brin inférieur est-il à l’extrémité 5’ ou 3’ du fragmentauquel il est lié ?b. Comment les processus de réparation de l’ADN dans la cellule combleraient-ils le trou ?c. Combien de fragments composeraient le brin du bas si l’espace était comblé dans un tubeà essai ne contenant que des désoxyribonucléosides triphosphate et une ADN polymérase ?Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 51.12 Compléter les propositions suivantes.a. La plupart des modifications spontanées de l’ADN sont rapidement éliminées par unprocessus de correction appelé la _____________________ ; il est exceptionnel que lesmécanismes de maintenance échouent, et permettent une modification de séquencepermanente, qui est appelée une ______________________.b. Deux modifications spontanées courantes de l’ADN sont : la ____________________ quirésulte d’une rupture des liaisons N-glycosidiques de l’adénine ou de la guanine audésoxyribose, et la _____________________ qui transforme la cytosine en uracile.c. L’un des processus de réparation de l’ADN implique trois étapes : les enzymes appelées__________________ reconnaissent et excisent la portion modifiée du brin d’ADN, les__________________ resynthétisent la région excisée, et l’______________________ comblel’espace laissé.1.13 Compléter les propositions suivantes.a. Chaque molécule d’ADN est emballée dans un __________________ , et on dit quel’information génétique totale des chromosomes d’un organisme en constitue le ____________.b. Chaque région de l’hélice d’ADN produisant une molécule d’ARN fonctionnelle constitueun __________________ .c. Dans les gènes des eucaryotes supérieurs, de courts segment d’ADN codant, (c’est-à-diredont les séquences transcrites sont retrouvées dans les messagers cytosoliques), appelés_______________, sont habituellement séparés par des longues portions d’ADN non codant,appelées______________ .d. Les cinq types d’histones se regroupent en deux grandes classes : leshistones________________ et les histones________________ .e. La structure des chromosomes eucaryotes est dominée par une particule nucléoprotéiquele __________________, qui joue un rôle majeur dans l’emballage et l’organisation de toutl’ADN du noyau.f. Deux copies chacune de H2A, H2B, H3 et H4 forment un _____________________ autourduquel l’hélice d’ADN à double brin s’enroule deux fois.2. ACIDE RIBONUCLÉIQUE : STRUCTURE ET TRANSCRIPTION2.1 Décrire les 3 évènements indispensables à la maturation post-transcriptionnelle destranscrits primaires d'ARN conduisant à la formation des ARN messagers chez lesEucaryotes.2.2 Chez les eucaryotes, il est possible de séparer la plupart des ARN messagers du reste desARN par passage à travers une colonne contenant une matrice inerte sur laquelle sont fixésdes oligonucléotides de séquence monotone poly U ou poly T. Expliquer pourquoi.2.3 Soit le schéma ci-contre représentant un ARNt (avec son anticodon).a. Quel est le nom de l'acide aminé transporté par cet ARNt ?b. Quel est le nom du nucléotide situé à l'extrémité 3' de cet ARNt ?c. Par quel type de liaison l'acide aminé sera-t-il lié à cet ARNt ?3’U A C5’2.4 Les ARN de transfert de la cystéine et de l'alanine se distinguent par leur anticodonmais également par d'autres caractéristiques .a. Lesquelles?b. Comment ces différences interviennent-elles dans la rigueur du processus de charge desacides aminés sur l'ARN de transfert?c. Donner toutes les séquences de bases possible pour les anticodons des ARN detransfert de ces 2 acides aminés. Pourquoi le nombre réel des ARN de transfert est-ilinférieur à celui que vous venez de déterminer?Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 62.5 Compléter les propositions suivantes.a. La synthèse d’ARN, qui est aussi appelée ____________________, est un processushautement sélectif.b. La transcription commence quand une molécule d’_________________________ se lie à uneséquence ____________________ sur la double hélice d’ADN ;c. L’___________________________ transcrit les gènes dont les ARN seront traduits enprotéines, l’______________________________ synthétise les grands ARN ribosomiques, etl’_____________________________ produit une variété d’ARN stables très petits.d. L’addition d’un nucléotide G méthylé à l’extrémité 5’ d’un transcrit initial forme la___________________ , qui semble protéger de la dégradation l’ARN en élongation, et joue unrôle important dans l’initiation de la synthèse protéique.e. L’extrémité 3’ de la plupart des transcrits de la polymérase II est définie par unemodification, au cours de laquelle le transcrit en élongation est clivé à un site spécifique, etune _________________ est ajoutée à l’extrémité 3’ coupée par une polymérase distincte.f. Les modifications des extrémités 5’ et 3’ d’une chaîne d’ARN terminent la formation du_____________________ .g. Les séquences codantes d’ARN de chaque côté de l’intron sont réunies l’une à l’autreaprès que la séquence intronique ait été retirée ; Cette réaction est connue sous le nomd’_____________________________ .h. Les séquences conservées aux deux extrémités d’un intron sont appelées_______________________ (ou site donneur) et _____________________ (ou site accepteur).i. Le grand complexe ribonucléoprotéique, à nombreux composants, réalisant l’épissage dutranscrit primaire est le ______________________________________ .j. L’association des ARNr et des protéines ribosomiques a lieu dans le noyau, dans unegrande structure distincte, le ______________________ .3. TRADUCTION3.1 Quelle est la séquence du polypeptide formé lorsque du poly (UUAC) est ajouté à unsystème acellulaire de synthèse protéique ?3.2 Soit la séquence d'un brin d'ADN : 5' GACCTTAGG 3'a. Ecrire la séquence du brin complémentaire.b. Donner les séquences peptidiques obtenues à l'issue de la traduction de cette séquenced'ADN double brin dans les 6 cadres de lecture théoriquement possible.3.3 Les séquences des acides aminés d'une protéine de levure et d'une protéine humaineeffectuant la même fonction ont été trouvées identiques à 60%. Cependant, les séquencesdes ADN correspondants sont identiques à 45% seulement.Expliquez ces différents degrés d'identité.3.4 Un déficit enzymatique est dû à une mutation dans la chaîne peptidique d'un enzyme :Ala176 changée en Thr176. A l'aide du code génétique, écrire la séquence des 3nucléotides impliqués dans l'ADN. Ne donner que le brin d'ADN codant (brin sens), et nonle brin d'ADN transcrit (brin antisens):a. chez un sujet normal (4 possibilités)b. chez le sujet porteur de la mutation (4 possibilités)Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 73.5 Un chimiste des protéines dit à un généticien moléculaire qu'il a trouvé une nouvellehémoglobine mutée où l'aspartate remplace la lysine. Le généticien moléculaire est surpriset renvoie son ami au plus vite dans son laboratoire.a. Pourquoi le généticien moléculaire a-t-il des doutes sur cette substitution d'acide aminé ?b. Quelles sont les substitutions d'acides aminés qui auraient semblé plus acceptables augénéticien moléculaire ?3.6 Combien de liaisons phosphates riches en énergie sont consommées dans la synthèsed'une protéine de 75 résidus d’acide aminé ?Commenter votre réponse.3.7 .3.7.1 Soit une séquence de bases présente sur un brin d’ADN (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 séquence et écrivez la séquence du brin d’ADN complémentaire (brin 2)b. Sachant que l’ARNm issu de la transcription de ce fragment d’ADN code le début d’uneprotéine :- déterminez quel est le brin matrice (justifiez votre réponse) et écrivez la séquencede l’ARNm.- orientez toutes les séquences des acides nucléiques ;- écrivez la séquence du polypeptide traduit à partir de cet ARNm.c. A la suite d’une mutation, la 10 ème base (G) du brin 1 représenté ci-dessus, a étéremplacée par une adénine.Dans un autre mutant, cette même base G a été remplacée par une cytosine.Chez un troisième mutant, la même base G a été remplacée par une thymine.Enfin, chez un quatrième mutant, ce même nucléotide G a été perdu.Ecrivez pour chaque cas les modifications introduites dans les séquences.Qu’advient-il de la protéine dans chaque cas ?3.7.2. Le code génétique est dit redondant ou dégénéré.Comment s’exprime cette dégénérescence et quelle remarque peut-on faire à sonsujet ?3.7.3. On estime que l’ensemble des molécules d’ADN présentes dans le noyau d’une cellulehumaine (avant la phase de réplication) représente 6.10 9 paires de nucléotides.Quelle longueur totale d’ADN cela représente-t-il ? Justifiez vos calculs enprésentant votre raisonnement.3.7.4 Quels sont les différents types d’ARN matures présents dans une celluleeucaryote ? Précisez en 2 lignes maximum (pour chaque type) leur fonctionrespective.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 83.8 PROBLÈME SUR LA SÉQUENCE, LA TRANSCRIPTION ET LA TRADUCTION DU GÈNE SPO II G.Cet exercice est organisé autour de l’exploitation d’une séquence nucléotidique. On sepropose d’analyser cette séquence en vue d’étudier successivement :I. le sens de transcriptionII. le cadre de lectureIII. l’enchaînement des acides aminésIV. une propriété biologique de la protéineV. les nucléotides modifiés chez quelques mutants.La séquence d’ADN représentée ci-dessous est celle d’un fragment de 120 paires de basesentièrement contenu dans la partie traduite du gène spo II G de la bactérie Bacillussubtilis.5’P1 11 21 31G A A A A A A C T GA 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 71C T G C T G A T G AA 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 111A C A T A G G C G GG 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 A3’ OHLe poids moléculaire de la protéine codée par le gène spo II G est 26400d.Quel pourcentage de la protéine représente la partie codée par ce fragment d’ADN ?I. Le sens de transcriptiona. Sachant que la séquence donnée est celle du brin sens, indiquer par une flèche sur laséquence 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 A1 11 101 111II. Le cadre de lecturea. Théoriquement l’information génétique portée par l’ARN m peut être traduite de troisfaçons différentes. Pourquoi ?b. Donner dans le tableau I ci-dessous les différentes séquences prises par les troiscodons stop au niveau des trois brins d’acide nucléique.TABLEAU I5’ P ➜ 3’ OH Séquences des codons non-sensARNmbrin d’ADN sensbrin d’ADN transcrit1er type 2ème type 3ème typeFaculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 9c. Avec des barres verticales, définir les trois cadres de lecture potentiels de la séquenceétudiée. Dans chaque cas encadrer les codons stop.1er CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31G 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 71C 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 111A C A T A G G C G GG 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 A2ème CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31G 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 71C 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 111A C A T A G G C G GG 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 A3ème CADRE DE LECTURE POTENTIEL1 11 21 31G 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 71C 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 111A C A T A G G C G GG 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 Ad. Quel est la cadre de lecture effectivement utilisé pour la synthèse de la protéine ?e. Si au cours d’une expérience préliminaire on établit la séquence d’un seul brin d’unfragment d’ADN que l’on sait être interne à un gène, il est possible, au moins en théorie dedéterminer le sens de la transcription. Comment ?III. L’enchaînement des acides aminésa. Identifier sur la séquence ci-dessous l’extrémité qui code pour la région N-terminale dufragment protéique. Justifier.1 11 111GAAAAAACTG AAAT ................................CCTC CATTATCTAAb. Donner dans le tableau II la composition en acides aminés du fragment protéiqueanalysé.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 10TABLEAU IIAcide aminé Nombre Acide aminé Nombreala Alanine leu Leucinearg Arginine lys Lysineasn Asparagine met Méthionineasp Acide Aspartique phe Phénylalaninecys Cystéine pro Prolinegln Glutamine ser Sérineglu Acide Glutamique thr Thréoninegly Glycocolle trp Tryptophanehis Histidine tyr Tyrosineile Isoleucine val ValineIV. Une propriété biologique de la protéineLa protéine codée par le gène spo II G interagit avec l’ADN. Ce fait est-il compatible avec lacomposition en acides aminés du fragment analyse ? Pourquoi ?V. Les nucléotides modifiés chez quelques mutants.Cette protéine peut-être purifiée à partir de la souche sauvage et de 3 mutants affectés dansle gène spo II G. Elle est soumise à une électrophorèse en conditions non dénaturantes;dans ces conditions la migration s’effectue selon la charge électrique.a. Quel nucléotide doit-on trouver en position 71 chez les mutants pour obtenir les profilsd’électrophorèse présentés dans le figure I ?FIGURE I+Sauvage Mutant 1 Mutant 2 Mutant 3-Nucléotiden°71GFaculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 11VI. En résumé :Le tableau III concerne 18 des 120 nucléotides de la séquenceTABLEAU IIIADN . . . CAT ATA . . .DOUBLE-BRIN . . . GAA . . .ARNm . . . GUC . . .ANTICODONCAGdes ARNtACIDEAMINElystrpa. Déterminer le sens de transcription. Justifier.b. Orienter l’ARNm, les deux brins de la molécule d’ADN et compléter le tableau III.c. Schématiser par un trait la chaîne polypeptidique en l’orientant et en donnant laposition relative des acides aminés déterminés.3.9 Soit la séquence d’un brin d’un fragment d’ADN isolé à partir d’E.Coli :5’-GTAGCCTACCCATAGG-3’a. On suppose qu’un ARNm est transcrit à partir de cet ADN, en utilisant comme brinmatrice le brin complémentaire. Quelle sera la séquence de cet ARNm ?b. Quel peptide obtiendrait-on si la traduction commençait précisément à l’extrémité 5’ decet ARNm. ? (On admettra ici qu’aucun codon de départ n’est nécessaire, comme cela seprésente in vitro dans certaines conditions expérimentales). Quel ARNt se liera au ribosomeaprès le départ de l’ARNt Ala ? Quelles sont, s’il y en a, les liaisons rompues lorsque legroupement amine de l’alanine s’engage dans une liaison peptidique, et qu’arrive-t-il àl’ARNt Ala ?c. Combien de peptides différents cet ARNm code-t-il ? Obtiendrait-on les mêmes peptidessi, pour la transcription, c’était l’autre brin de l’ADN qui servait de matrice ?d. Cette portion d’ADN est transcrite comme indiqué en (a), mais vous ne savez pas quelleest la phase de lecture utilisée ; cet ADN peut-il provenir du début d’un gène ?3.10 Après qu’elle a été synthétisée, on enlève quelques acides aminés à l’extrémité C-terminale de la béta-lactamase de B. lichenformis. On peut déduire la séquence C-terminale de cette enzyme en la comparant à celle d’un mutant pour lequel la phase delecture a été décalée à la suite de l’insertion ou de la délétion d’un nucléotide ; Ondonne ci-dessous les séquences en acides aminés, du résidu 263 à l’extrémité C-terminale, de l’enzyme sauvage purifiée et du mutant frameshift (décalage de la phasede lecture) :sauvage : N M N G Kmutant : N M I W Q I C V M K Da. Quel évènement mutationnel a donné naissance au mutant frameshift ?b. En déduire le nombre d’acides aminés et si possible la séquence C-terminale de l’enzymesauvage.3.11 Compléter les propositions suivantes.a. _____________________________ copie une portion d’ADN en ARN lors d’un processus appelé_____________________________ .b. La synthèse d’ARN débute à un _____________________________ dans l’ADN et finit à un________________________________ .Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 12c. Les séquences nucléotidiques conservées que l’on trouve dans tous les exemples derégions régulatrices de l’ADN d'un type donné sont appelées ______________________________ .d. Dans une molécule d’ARNt, l’_____________________ est destiné à s’apparier à uneséquence complémentaire de trois nucléotides, le _______________, situé sur une moléculed’ARNm.e. Des enzymes appelées ________________________________________ couplent chaque acideaminé à une molécule d’ARNt appropriée pour créer une moléculed’__________________________ .f. Un ___________________ comporte deux sites de liaison pour des molécules d’ARNt : le siteP ou ________________________ lie la molécule d’ARNt associée à la chaîne polypeptidique enélongation, et le site A ou ____________________ lie une nouvelle molécule d’ARNt chargéed’un acide aminé.g. La formation des liaisons peptidiques est catalysées par la _____________________________.h. Des protéines appelées facteurs de libération se lient aux codons _______________ au siteA du ribosome, entraînant l’hydrolyse par la peptidyltransférase de la liaison entre lepolypeptide naissant et la molécule d’ARNt.i. Une séquence d’ARN peut être traduite dans chacun des trois ___________________________spécifiant une chaîne polypeptidique complément différente.j. L’initiation du processus de synthèse protéique est complexe, impliquant des protéinesappelées ______________________________ qui sont liées à la _________________ sous-unitéribosomale.k. Dans toutes les cellules, une molécule particulière d’__________________________,reconnaissant le codon________________ AUG, et chargée de l’acide aminé __________________, fournit le premier acide aminé de toute chaîne polypeptidique.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 134. RÉGULATION DE L’EXPRESSION GÉNÉTIQUE4.1 Soit le répresseur de l’opéron lactose chez E.Coli.Précisez : • la nature chimique de ce répresseur.• le segment d’ADN sur lequel il se fixe.• comment le répresseur reconnait-il ce segment d’ADN.4.2 L'opéron lactose d'E.Coli est soumis à une régulation par deux protéines.a. Lesquelles?b. Quelles sont les expériences à réaliser pour mettre en évidence cette doublerégulation?c. L'apparition de mutants constitutifs d'E.Coli pour la synthèse de ß-galactosidase peutrésulter de mutations sur quelles parties de l'opéron?4.3 Définition des facteurs cis et trans dans la régulation de la transcription chez lesEucaryotes.4.4 On étudie l'expression du gène de la globine (constituant de l'hémoglobine) dans descellules de souche sanguine et de cerveau.On utilise pour cela une analyse par Southern de fragments d'ADN génomique obtenuesaprès coupures par 2 enzymes de restriction, MspI et HpaII, dont le site de coupure est laséquence palindromique CCGG. Lorsque la première base de cette séquence est méthylée,seul MspI conserve sa capacité de reconnaissance.L'hybridation, réalisée au moyen d'une sonde marquée d'ADNc du gène de la globine, révèleun fragment de 1,45 kb dans 3 conditions:- ADN souche sanguine + MspI- ADN souche sanguine + HpaII- ADN cerveau + MspIL'action de HpaII sur l'ADN de cerveau met en évidence un fragment plus grand.a. Quelles différences de méthylation sont ainsi mises en évidence ?b. Quelle hypothèse peut-on émettre quant au rôle de la méthylation dans la régulation del'expression du gène de la globine ?4.5 Compléter les propositions suivantes.a. Les protéines _______________________ allument ou éteignent certains groupes de gènesspécifiques.b. Le motif de liaison à l’ADN en ________________________ a été retrouvé dans des protéinesde liaison à l’ADN chez les eucaryotes et les procaryotes; il contient dans sa structure un ouplusieurs ions métalliques.c. Le motif ______________________________ est ainsi appelé car deux hélices α, provenant dechaque monomère, se rejoignent pour former une bobine enroulée.d. Le motif ____________________________ consiste en une courte hélice α reliée par uneboucle à une deuxième hélice α, plus longue.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 145. OUTILS DE BIOLOGIE MOLÉCULAIRE5.1 Compléter la séquence palindromique :A G A T ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?5.2 Etablir une séquence d'acide nucléique sur laquelle une endonucléase de restriction seraactive.Si cette séquence était présente dans l'ADN d'une bactérie, serait-elle systématiquementcoupée par l'endonucléase correspondante?5.3 Parmi les séquences suivantes, quelles sont celles qui seront pas coupées par uneendonucléase de restriction et pourquoi :a. G A A T T Cb. G T A T A Cc. G T A A T Cd. C A A T T G5.4 Qu'est-ce qu'un ADN recombiné ? Comment l'obtient-on ? Que peut-on en faire ?5.5 Dans les techniques du génie génétique:a. Quelles sont les principales caractéristiques de la sonde utilisée dans une réactiond'hybridation?b. Quelles sont les principales étapes de la constitution d'une banque d'ADNc?5.6 Qu'est-ce que le polymorphisme de taille ?5.7 Si vous souhaitez isoler un clone contenant un élément cis-régulateur, choisiriez-vous unebanque génomique ou une banque cDNA ?Justifiez votre réponse.Comment pouvez-vous préparer la banque que vous avez choisi d'utiliser ?5.8 Séquençage d'un ADN par la technique de Sanger:a. Expliquez en quelques lignes le principe de la technique.b. Soit représenté ci-dessous sur la ligne, un segment d'ADN monobrin. Son séquençage esteffectué par la technique de Sanger, avec une amorce XY. En examinant le schémareprésentant une partie de l'autoradiogramme du gel de migration, écrire :• la séquence nucléotidique lue directement sur ce schéma du film.• la séquence réelle du segment d'ADN monobrin correspondant.A G C T3''sens demigration5''Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 155.9 Diagnostic d'une maladie génétique5.9.1 Au cours de l’exploration d’une famille atteinted’hypercalcémie hypocalciurique familiale, desmutations inactivatrices du récepteur sensible aucalcium, (responsables d’une augmentation du niveaude calcémie à partir duquel la sécrétion de PTH et laréabsorption du calcium par le tubule rénal sontinhibées) ont été mises en évidence par la technique deséquençage de Sanger chez un sujet atteint de lamaladie.A C G Ta. Où est située la mutation sur le gel de séquenceci-contre ?b. De quel type est-elle ?c. Quel est le mode probable de transmission decette maladie ?5.9.2 Pour rechercher la mutation chez les apparentés du sujet étudié, une étude par PCR-RFLP a été pratiquée.a. Quel est le principe de cette méthode et son intérêt par rapport au southernblot ?b. Avec la séquence mutée apparait un site supplémentaire de digestion par l’enzyme derestriction BslI qui coupe le palindrome (imparfait) suivant :5’ CCnnnnn/nnGG 3’n= nucléotide indéterminéFragment d’ADN amplifié de 504 pb:"/"= site de coupure.Séquence normale :L’amplification par PCR del’exon concerné du gène durécepteur du calcium, conduit àl’obtention d’un fragment de 504paires de bases. Ce fragment estsoumis ensuite à une digestionpar BslI qui génère différentstypes de fragments (cf. schéma).Séquence mutée :Bsl IBsl I87 pb 313 pb104 pbBsl IBsl IBsl I87 pb 133 pb 180 pb104 pbSur l’arbre généalogique ci-contreest représenté le résultat de lamigration sur gel d’agarose de ceproduit de PCR, non digéré puisdigéré par BslI, issu del’amplification de l’ADNgénomique des individus A, B, Cet D.Lesquels de ces sujetsprésentent la mutation ?615 bp492 bp369 bpABCD246 bp123 bpFaculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 165.10 Vous voulez étudier un fragment d'ADN de 536 paires de base correspondant à la régionrégulatrice située en amont (5') du gène de votre protéine favorite. Cette séquence est lasuivante :Brin sens :5' GATTCAGGAGATTCACAC - - 500 nucléotides - - TCGGTACAGCTATACAGG 3'Brin antisens:3' CTAAGTCCTCTAAGTGTG - - 500 nucléotides - - AGCCATGTCGATATGTCC 5'5.10.1 Parmi les 8 amorces suivantes quelle sont les 2 amorces (à désigner 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 3'5.10.2 Décrire brièvement mais précisément les différents ingrédients requis et le principede base de cette méthode de PCR.5.10.3 Quelle expérience simple vous permettra de savoir si l'amplification spécifique devotre fragment a réussi.5.11 Les ARN extraits du cytosol de différents tissus sont analysés par la technique dite du"Northern" en utilisant comme sonde un oligonucléotide correspondant à une partie dupremier exon du gène de la calcitonine (hormone hypocalcémiante).Thyroïde Cerveau Foie Rein Muscle RateSens demigrationa. Interprétez cette image en indiquant les différentes hypothèses possibles.b. Lorsque la même expérience est réalisée sur des ARN nucléaires de thyroïde ou decerveau, on observe surtout des bandes très faibles et diffuses, de plus haut poidsmoléculaire qu'en partant d'ARN cytosolique. A quoi correspondent-elles ?5.12 Compléter les propositions suivantes :a. Les simples brins complémentaires d’ADN reforment toujours des doubles hélices grâce àun processus appelé ________________________b. Dans la technique connue sous le nom de __________________, les molécules d’ARNintactes sont séparées sur gel d’électrophorèse selon leur taille, transférées sur une feuillede nitrocellulose (ou de nylon) puis hybridées avec une sonde radioactive.c. Dans la technique connue sous le nom de ________________________, les fragments derestriction d’ADN sont séparés sur gel d’électrophorèse selon leur taille, transférés sur unefeuille de nitrocellulose ou de Nylon) puis hybridés avec une sonde radioactived. Les différences de taille des fragments de restriction d’ADN sont connus sous le nom de__________________ .Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 175.13 Compléter les propositions suivantes :6. QCMa. Le ________________________ consiste à insérer un fragment d’ADN contenant un gèned’intérêt dans l’ADN génomique purifié d’un élément génétique autoréplicatif, généralementun virus ou un plasmide.b. Les ________________________ utilisés pour le clonage de gènes sont des petites moléculescirculaires d’ADN double brin dérivant de plasmides plus grands existant naturellementdans les bactéries.c. On dit qu’un plasmide contenant un fragment d’ADN génomique isolé constitue un____________________________ ; une vaste collection de tels plasmides constitue une____________________________d. Un clone contenant une copie d’ADN de l’ARNm est appelé _______________________, etune collection entière de clones dérivant d’une préparation d’ARNm est appelée_________________________.e. La technique appelée _______________ permet d’amplifier un milliard de fois l’ADN d’unerégion sélectionnée du génome, pourvu que, pour une partie au moins, sa séquencenucléotidique soit déjà connue .6.1 Structure et biosynthèse des acidesnucléiques1 La composition chimique des acides nucléiquesV o F o a. Les éléments de base (oumonomères) des acides nucléiques sontappelés les "nucléosides".V o F o b. Un monomère d'acide nucléique (ADNou ARN)est constitué d'un acideorganique à 5 C, d'une base organiquecyclique et d'une molécule minérale:l'acide phosphorique.V o F o c. Le désoxyribose correspond à unemolécule de ribose dans laquelle le OH enposition 3' est remplacée par un H.V o F o d. Il existe deux types de basesorganiques: les bases puriques à deuxhétérocycles et les bases pyrimidiques quien ont un seul.V o F o e. Les ADN et les ARN diffèrentseulement du point de vue chimique par lanature des bases organiques de leursmonomères.2 Indiquez la ou les propositions exactesconcernant les acides nucléiquesV o F o a. Dans l'ADN double brin, le nombre desbases puriques est le même que lenombre des bases pyrimidiques.V o F o b. Dans la double hélice de l'ADN, il n'y aque deux types d'appariement.V o F o c. Les cytosines des doublets CG del'ADN sont souvent méthylées sur lecarbone 5.V o F o d. L'ADN contient de l'uracile.V o F o e. Les bases pyrimidiques sont lesmêmes dans l'ADN et dans l'ARN.3 Dans l'ADN, indiquez le ou les couple(s) detrinucléotide(s) complémentaire(s) en tenantcompte des conventions d'écriture desséquences (c'est-à-dire de 5' vers 3')V o F o a. AAC et GTTV o F o b. AAC et TTGV o F oV o F oV o F oc. CAT et GTAd. CAT et ATGe. CTA et GAT4 Dans l'ADNV o F o a. Les bases G et C sont appariées pardeux liaisons hydrogènes.V o F o b. Les bases pyrimidiques sont appariéesentre elles.V o F o c. Chez les eucaryotes , l'ADN possèdeplusieurs origines de réplication.V o F o d. Dans une molécule d'ADN, le caractèrepolyanionique est dû à l'acidité du résiduphosphate dans chaque liaisonphosphodiester.V o F o e. Les deux chaînes d'une molécule d'ADNsont anti-parallèles.5 Indiquer si les assertions suivantes sont vraies oufaussesV o F o a - Dire que la réplication est semiconservatricesignifie que les brins d’ADNparentaux servent de matrice pour lasynthèse de nouveaux brins d’ADN, etqu’ainsi les molécules d’ADN filles secomposent d’un brin parental et d’un brinnéosynthétisé.V o F o b - quand on les lit dans le même sens (5’vers 3’), la séquence nucléotidique du brind’ADN néosynthètisé est la même que celledu brin matrice parental.V o F o c - Une synthèse d’ADN dans le sens 5’-3’suppose que la croissance se fasse parl’addition de dNTP à un groupe 3’-OH libreavec libération de résidus pyrophosphateinorganiques.V o F o d. La synthèse de l’ADN s’effectue dans lesens 5’-3’ sur la chaîne précoce, et dans lesens 3’-5’ sur la chaîne tardive.V o F o e - La perte de l’activité exonucléasique 3’-5’ de l’ADN polymérase d’E. coli doit ralentirle taux de synthèse de l’ADN sans toutefoisaffecter sa fidélité.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 186 Indiquer si les assertions suivantes sont vraiesou fausses.V o F o a - Chaque chromosome contient uneseule longue molécule d’ADNV o F o b - Un télomère permet à un chromosomed’être répliqué précisément, de sortequ’aucun nucléotide de l’extrémité duchromosome ne soit perdu, solutionnantainsi le problème de la réplication desextrémités.V o F o c - Dans les gènes des eucaryotessupérieurs, les introns sont généralementplus grands et plus nombreux que lesexons.V o F o d - Les histones sont des protéinesrelativement petites comportant une trèsforte proportion d’acide aminés chargéspositivement ; cette charge positive aideles histones à se lier étroitement à l’ADN,indépendamment de sa séquencenucléotidique.V o F o e. Un nucléosome consiste en unemolécule d’ADN enroulée sur deux toursautour d’un octamère d’histones,complexe de huit histonesnucléosomiques.7 Un exonV o F o a. est retrouvé sous forme de séquenced'ARN dans l'ARN messager.V o F o b. est une séquence d'ADNobligatoirement codante.V o F o c. est une séquence d'ADN présente endehors des gènes.V o F o d. est un domaine protéique particulier del'enveloppe de certains virus.V o F o e. code pour un nombre entier d'acidesaminés.8 Un intron est:V o F o a. une séquence intra-génique.V o F o b. une séquence inter-génique.V o F o c. une séquence de l'ADN non transcrite.V o F o d. une séquence présente dans unADNc.V o F o e. une séquence de l'ADN transcrite maisnon traduite.9 Les ARN de transfertV o F o a. possèdent certaines bases modifiéesaprès leur synthèse.V o F o b. ont leurs trois derniers nucléotidesdifférents selon les ARNt.V o F o c. sont synthétisés par l'ARN polyméraseIII.V o F o d. possèdent une structure secondairecaractéristique.V o F o e. sont synthétisés à partir de leurextrémité 5'.6.2 Réplication et réparation de l’ADN10 Les principes et mécanismes généraux de laréplicationV o F o a. Il est nécessaire d'ouvrir la moléculed'ADN en un point précis pour procéderenzymatiquement à sa réplication in vivo.V o F o b La synthèse d'un brin nouveau d'ADNnécessite toujours la fabrication préalabled'une amorce d'ARN.V o F o c. Il existe au niveau d'une fourche deréplication, deux molécules d'ADNpolymérases à fonctionnement simultanémais différent, l'une allongeant un brind'ADN dans le sens 5' --->3' et l'autreallongeant l'autre brin dans le sens 3'--->5'.V o F o d. Le brin dit "précoce" est celui à synthèsediscontinue et le brin dit "tardif" est celui àsynthèse continue.V o F o e. Dans un œil de réplication, les deuxfourches progressent en direction opposée,à la même vitesse.11 L'enzymologie de la réplicationV o F o a. La primase est une catégorie d'ARNpolymérase spécialisée dans la synthèsedes amorces d'ARN sur le brin à synthèsediscontinue.V o F o b. La destruction des amorces d'ARN surle brin retardé est effectuée par l'enzymenommée ligase.V o F o c. On appelle "ADN hélicase" la protéineséparant les deux brins appariés de lamolécule d'ADN à répliquer, au niveau de lapointe de chaque fourche.V o F o d. Les enzymes de relaxation, fonctionnanten amont des fourches, suppriment lescontraintes mécaniques induites par laprogression de la réplication le long del'ADN.V o F o e. Les protéines dites de "stabilisation" sefixent sur les deux double hélicesrécemment synthétisées pour les protégerde l'action des nucléases.12 Quelle est l'activité enzymatique, retrouvée chez laplupart des ADN polymérases, qui leur permetd'assurer une très grande fidélité de la réplication?V o F o a. Activité d'exonucléase 3' ----> 5'V o F o b. Activité d'exonucléase 5' ----> 3'V o F o c. Activité de polyméraseV o F o d. Activité d'endonucléaseV o F o e. Activité de synthèse d'amorce13 La réplication de l'ADN des eucaryotesV o F o a. utilise des désoxyribonucléotidestriphosphates.V o F o b. fait intervenir de l'ARN.V o F o c. débute en un seul site.V o F o d. met en jeu des ADN polymérasesbidirectionnelles.V o F o e. est semi-conservative.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 1914 Au cours de la réplicationV o F o a. la croissance de la chaîne se faittoujours dans le sens 5' ----->3'V o F o b. les deux brins de l'ADN se séparentgrâce à des protéines.V o F o c. les précurseurs sont lesdésoxyribonucléotides pour un brin et lesribonucléotides pour l'autre.V o F o d. il y a un épissage de l' ADN néoformé.V o F o e. la synthèse est continue pour un brind'ADN et discontinue pour l'autre.6.3 La transcription et sa régulation15 L'ARN messager matureV o F o a. résulte de la transcription d'un seulbrin.V o F o b. contient des intronsV o F o c. ne contient pas de codon stop.V o F o d. est uniquement constitué d'uneséquence codante.V o F o e. est toujours la copie conformecontinue de la totalité d'un gène.16 La transcription d'un gène codant une protéineV o F o a. a lieu sur les ribosomes.V o F o b. met en jeu l'ARN polymérase II.V o F o c. utilise des désoxynucléotidestriphosphates.V o F o d. a lieu sur les deux brins.V o F o e. fait intervenir la fixation de facteurstranscriptionnels sur le promoteur.17 Indiquez la ou les propositions exactesV o F o a. En général, la méthylation des gènesaugmente la transcription.V o F o b. Les facteurs transactivateurs activentla réplication.V o F o c. Un enhancer active la transcription encis.V o F o d. La boîte TATA fait partie du promoteurde certains gènes.V o F o e. L'état condensé de la chromatine estnécessaire pour la transcription.18 Dans la transcription d' un gène en ARNmessagerV o F o a. Les deux brins d'ADN sont transcritssimultanément.V o F o b. La séquence poly A est synthétiséepar une poly A polymérase.V o F o c. Le transcrit est complémentaire du brinnon codant du gèneV o F o d. L'initiation débute toujours au niveaud'un ATG.V o F o e. L'initiation débute en aval dupromoteur.19 L'ARN messager mature des eucaryotessupérieursV o F o a. possède à son extrémité 5' une structurecap.V o F o b. est un élément du polysome.V o F o c. est porteur de la "région promoteur"V o F o d. est toujours terminé par une queue polyA.V o F o e. est le produit de la transcription par latranscriptase réverse.20 Dans la transcription d'un gène par l'ARNpolymérase IIV o F o a. On appelle "région promotrice"l'ensemble des séquences d'ADN situéesimmédiatement en amont du site d'initiationde la transcription et contrôlant latranscription.V o F o b. Un même gène peut donner deuxprotéines différentes selon le tissu où il esttranscrit.V o F o c. les séquences stimulatrices ou"enhancers" peuvent agir en trans.V o F o d. les séquences stimulatrices ou"enhancers" peuvent être situées dans unintron.V o F o e. les séquences stimulatrices ou"enhancers" peuvent être situées àplusieurs centaines de paires de bases en5' d'un gène.21 Les facteurs transactivateursV o F o a. sont des protéines .V o F o b. sont différents et spécifiques pourchaque gène.V o F o c. se fixent à des séquences spécifiquesde l'ADN.V o F o d. sont impliqués dans l'activation de latranscription.V o F o e. sont des séquences d'ADN.22 Les promoteursV o F o a. sont situés en 3' des gènes.V o F o b. activent la transcription en "trans".V o F o c. ont une expression tissu spécifique pourcertains d'entre eux.V o F o d. un gène donné peut posséder plusieurspromoteurs.V o F o e. Il existe toujours au moins un promoteurpar gène.23 L'ARN messager cytoplasmique chez leseucaryotesV o F o a. est formé d'une succession d'introns etd'exonsV o F o b. résulte d'un phénomène d'épissage.V o F o c. se termine par une séquence 5' poly A.V o F o d. porte de nombreuses bases modifiées.V o F o e. est en plus court que le transcritnucléaire.Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 21V o F o c. commence, en général, chez lesprocaryotes avant que la transcription nesoit terminée.V o F o d. commence par l'extrémité N terminale.V o F o e. consomme de l'ATP et du GTP.33 On appelle cadre de lectureV o F o a. une ou plusieurs des trois phasespossibles d'enchaînement des bases lues3 par 3.V o F o b. le flux d'information du noyau vers lecytoplasme.V o F o c. L'arrangement des polysomes pendantla traduction.V o F o d. l'ordre dans lequel les codons sont lusau moment de la traduction.V o F o e. l'ordre dans lequel les acides aminéssont enchaînés pendant la synthèseprotéique.34 La séquence nucléotidique de l'anticodon d'unARNt est 5' -CCU - 3' quelle est dans la séquencesuivante d'un ARN messager le tripletnucléotidique qui pourra s'apparier àl'anticodon?V o F o a.V o F o b.V o F o c.V o F o d.V o F o e.35 Répondre par vrai ou fauxV o F o a. Chez un rétrovirus une copie d'ADNcomplémentaire de son ADN génomiqueest synthétisée par une enzyme appeléeDNA polyméraseV o F o b. Les RNA polymérases synthétisentl'ARN de 5' vers 3' en reliant chaquenouveau ribonucléotide en face dunucléotide correspondant à la fonction 3'OH du ribose terminalV o F o c. La réplication de l'ADN est unmécanisme qui conserve les brins d'ADNparentaux dans les molécules fillesV o F o d. L'association des bases par pairespermet à l'ARN complémentaire d'unemolécule d'ADN de former un hybrideDNA-RNA à structure double héliceV o F o e. Les signaux de début de transcriptionde mêmes séquences sont trouvés sur lesgènes des procaryotes et des eucaryotes36 Synthèse protéique :V o F o a. La synthèse protéique débute par l'aaN terminal et se termine par l'aa CterminalV o F o b. Les acides aminés sont activés parune liaison ester aux molécules d'ARN tV o F o c.La terminaison d'une synthèseprotéique requiert la liaison d'un t RNAterminateurs à un codon stop du mRNAV o F o d. On trouve de la T dans la majorité destRNAV o F o e. La mobilisation du peptidyl-tRNA du siteA au site P sur le ribosome est renduepossible par l'hydrolyse de L'ATP37 Expression des gènes :V o F o a. Les motifs doigt de Zn des facteurstranscriptionnels possèdent des cystéinesliées au Zn par des liaisons decoordination.V o F o b. Les complexes hormones stéroïdesrécepteurse lient à des séquencesspécifiques de l'ADN et activent latranscription des groupes de gènesrépondant aux stéroïdesV o F o c. Les leucines zippers sont des domainesstructuraux d'activateurs transcriptionnelsse liant à l'ADNV o F o d. Les récepteurs des hormones stéroïdessont des éléments cis-régulateurs.V o F o e. Les zones riches en cytosine méthyléesactivent l'expression des gènes6.5 Outils de biologie moléculaire38 La transcriptase inverseV o F o a. est une ADN polymérase ARNdépendante .V o F o b. est une enzyme qui permet l'entrée d'unrétrovirus dans la cellule hôte.V o F o c. est utilisée pour la synthèse in vitrod'ADNc.V o F o d. a été isolée à partir d'un virus à ARN.V o F o e. est une enzyme qui permet la synthèsed'ADN à partir d'ARN.39 Parmi les propositions concernant la technique deSouthern,V o F o a. fait obligatoirement intervenir une ADNpolyméraseV o F o b. permet l'analyse des ARN messagersexprimés dans un tissu ou une celluleV o F o c. on peut utiliser comme sonde unoligonucléotide de synthèseV o F o d. On peut utiliser comme sonde unfragment d'ADN simple brin de séquenceinconnue.V o F o e. permet de détecter des mutations40 Parmi les propositions concernant la PCRV o F o a. permet l'amplification de fragmentsd'ADN de séquence complètementinconnueV o F o b. nécessite des amorces ARN.V o F o c. deux amorces différentes sontnécessairesFaculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 22V o F o d. fait intervenir une ADN-ligaseV o F o e. l'élongation par la Taq-polymérase sefait à 72°C.41 La méthode d'amplification génique in vitro(méthode PCR) possède toutes lescaractéristiques suivantes sauf une laquelle?V o F o a. Elle utilise des cycles successifsd'amplificationV o F o b. Deux amorces oligonucléotidiques desynthèse situées de part et d'autre de laséquence à amplifier sont nécessaires.V o F o c. Chaque cycle comporte les étapessuivantes : dénaturation de l'ADN,hybridation des amorces, copie par l'ADNpolymérase.V o F o d. L'ADN polymérase utilisée est la Taqpolymérase, enzyme stable à 90°C.V o F o e. Le taux d'amplification y augmente defaçon linéaire selon la formule y=2n où nest le nombre de cycles d'amplifications42 Les sites de restrictionV o F o a. n'existent que chez les eucaryotes.V o F o b. n'existent que chez les procaryotes.V o F o c. sont des sites de l'ADN reconnusuniquement par les enzymes de restrictionprovenant de la même espèce.V o F o d. sont très utiles pour l'analyse et leclonage des ADN.V o F o e. sont des sites de l'ADN reconnus etclivés par les enzymes de restrictionquelle que soit l'organisme d'où ellesproviennentV o F o c. reconnaissent le plus souvent despalindromes.V o F o d. coupent l'ADN simple brin.V o F o e. peuvent couper un ADN circulaire.46 Une banque d'ADN génomique est:V o F o a. une collection de clones d'ADNrecombinant dont la somme recouvre enprincipe la totalité des séquences d'ungénome donné.V o F o b. une collection de clones d'ADNrecombinant contenant exclusivement desséquences géniques.V o F o c. une collection d'ADN génomiqueprovenant d'espèces différentes.V o F o d. un laboratoire où l'on dépose des clonescartographiés.V o F o e. une collection de données deséquences introduites dans un ordinateur.47 L'autoradiographie d'un gel de polyacrylamideréalisée pour déterminer la séquence d'unfragment d'ADN selon la méthode de Sanger estreprésentée ci-contre. Chaque indication figurant sur leschéma en haut du gel: G, A, T, C correspond àl'incubation en présence d'un des 4 didéoxynucléotidestriphosphate .Quelle est la séquence de 5' vers 3' dufragment d'ADN matrice?43 Les enzymes de restrictionV o F o a. sont d'origine bactériennesV o F o b. reconnaissent des séquencesspécifiques dans l'ADN.V o F o c. hydrolysent l'ADN provenantd'espèces différentes.V o F o d. hydrolysent le plus souvent l'ADN auniveau des bases méthylées.V o F o e. hydrolysent l'ADN simple brin.44 Un ADNc est:V o F o a. une séquence fabriquée in vitro pourdes besoins expérimentaux.V o F o b. une séquence ne contenant aucuneinformation autre que celle qui estprésente dans un ARN messager matureV o F o c. une séquence contenant l'ensembledes exons et des introns.V o F o d. une séquence dont on peut déduireune séquence polypeptidique.V o F o e. une séquence naturellement présentedans le génome humain.45 Les enzymes de restrictionV o F o a. interviennent dans la réplication.V o F o b. ont une fonction chez les bactériesd'où on les extrait.V o F oV o F oV o F oV o F oV o F oa. 5'-TACCTAGACATTGGTACCC-3'b. 5'-GGGTACCAATGTCTAGGTA-3'c. 5'-ATGGATCTGTAACCATGGG-3'd. 5'-CCCATGGTTACAGATCCAT-3'e. 5'-TACCTACACATTGGTACCC-3'48 Indiquer si les assertions suivantes sont vraies oufausses .V o F o a - Si un certain nombre de bactéries ontété transfectées efficacement, elles auront,en général, toutes inséré un fragmentd’ADN différent, transmis à toutes lescellules de la descendance de chacune,Faculté de Médecine Saint-Antoine

Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Moléculaire / 23formant alors une petite colonie dans laboîte de culture.V o F o b - Une banque d’ADN génomiquecontient des échantillons de toutes lesséquences d’ADN d’un organismeV o F o c - L’avantage des clones de cDNA estqu’ils contiennent la séquence complèted’un gène.V o F o d - Si chaque cycle de PCR permet dedoubler la quantité d’ADN synthétisé aucours du cycle précédent, 10 cyclesV o F opermettent théoriquement une amplificationde 1024 foise.- une banque d’ADNc contient deséchantillons de tous les gènes exprimésd’un organisme.ANNEXE I .1erNucléotideUCAGCODE GENETIQUE2èmeNucléotideU C A GPhe Ser Tyr Cys“ “ “ “Leu “ Stop Stop“ “ Stop Trp“ Pro His Arg“ “ “ ““ “ Gln ““ “ “ “Ileu Thr Asn Ser“ “ “ ““ “ Lys ArgMet “ “ “Val Ala Asp Gly“ “ “ ““ “ Glu ““ “ “ “3èmeNucléotideUCAGUCAGUCAGUCAGFaculté de Médecine Saint-Antoine