Topologie ADN circulaire : vues en microscopie électronique

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Travaux dirigés de Biologie Moléculaire

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SV40, virus enveloppé à

ADN

Topologie ADN circulaire : vues en microscopie électronique

Micrographies électroniques d’ADN duplex circulaires de conformation différentes, depuis la forme sans superenroulement (à gauche), jusqu’à la forme fortement superenroulée (à droite)

D’après Kornberg A & Baker TA. DNA replication 2nd edition (1992)

Exercice 5 : que représentent les 2 bandes observées?

Les 2 bandes observées sur le gel d’agarose (avec révélation au BET) représentent les 2 formes possibles prises par l’ADN circulaire du virus SV40 :

- celle à la plus forte mobilitécorrespond à la forme super-enroulée de l’ADN (bas du gel) ; - celle àmoindre mobilité à la forme relâchéede ce même ADN

Topoisomères

Profil de l’ADN du SV40 après électrophorèse en gel d’agarose

Topoisomérases I (Topo I) : relâche les supertours négatifs, un par un.

Pistes 2 & 3 :

Nouvelles bandes observées entre les 2 formes précédemment décrites

=> topoisomères de l’ADN viral

(d’après Keller, W. PNAS(1975) 72, 2553)

Temps d’action

de la Topo I (min) : 0 5 30

Formes linéaire, relâchée et super-

enroulée

L3-BH01

Corrigé

Contrôle continu n°1

Octobre 2005

Contrôle continu du mardi 04 octobre 2005 Question n°1

1- Le diamètre du noyau d’une cellule humaine est de l’ordre de 10µm.

Comment ce noyau peut-il loger environ 2.10⁶µm d’ADN bicaténaire ? Décrire le mécanisme. (6 pts)

Comment les très longues molécules d'ADN sont-elles condensées en structures plus compactes à l'intérieur des chromosomes?

Chez les eucaryotes, l' ADN n'existe pas à l'état libre.

Il constitue des complexes avec une masse approximativement égale de protéines basiques, les histones.

Structure of the nucleosome. (a) Ribbon diagram of the nucleosome shown face-on (left) and from the side (right). One DNA strand is shown in green and the other in brown. H2A is yellow; H2B, red; H3, blue; H4, green.

Contrôle continu du mardi 04 octobre 2005 Question n°2

Quelles sont les principales caractéristiques structurales de la forme B de l’ADN ? Faire un schéma. (7pts)

Forme

Nombre de paires de bases par tour Angle de torsion par paire de base Pas de l'hélice

Distance axiale entre les paires de bases Angle de basculement

Largeur des sillons Grand Petit Distance du phosphore à l'axe de l'hélice

B 10 (10,4)

36°

34 Å 3,4 Å voisin de 0

11,4 Å 6,0 Å 9,3 Å

A 11 32,7°

29 Å 2,6 Å à peu près 20

2,4 Å 11,0 Å

9,5 Å

Contrôle continu du mardi 04 octobre 2005 Question n°2

La double hélice d’ADN est formée de deux brins, complémentaires et antiparallèles ; chaque brin correspond à une chaîne polynucléotidique composée de désoxynucléotides unis par des liaisons phosphodiesters.

Les deux brins sont « connectés » l’un à l’autre par des liaisons H entre paires de bases (2 liaisons H entre A et T et 3 entre G et C).

L’ensemble apparaît comme une échelle torsadée dont les montants correspondent au squelette phosphodiester

et les barreaux aux paires de base. L’ADN forme B correspond à une hélice droite.

Les bases sont régulièrement espacées de 0,34nm

et l’hélice fait un tour complet tous les 3,4nm ce qui donne 10pb environ par tour.

Les bases sont enfouies dans la double hélice

et les groupements phosphate se situent à l’extérieur de celle-ci.

ADN : structure de la forme B

¾ 10 paires de base par pas de l’hélice

¾ Pas de l’hélice = 3,4 nm

¾ Diamètre de l’hélice : 2 nm

¾ Les brins antiparallèles délimitent deux sillons de taille inégale : les sillons mineur et majeur

¾ Certains atomes des bases sont accessibles dans les sillons permettant la reconnaissance spécifique d’une séquence d’ADN

Contrôle continu du mardi 04 octobre 2005 Question n°3

Écrire la formule développée de la désoxyadénosine. (numéroter les atomes des cycles) (3 pts)

Nomenclature des nucléosides et des désoxynucléosides

bases nucléosides désoxynucléosides

Adénine adénosine désoxyadénosine

Guanine guanosine désoxyguanosine

Cytosine cytidine désoxycytidine

Uracile Uridine -

Thymine - désoxythymidine

base Base + sucre

N

N N N

NH₂

O

H OH

HO

désoxyadénosine

2' 1' 4' 3'

5'

1 2 3

4

5 6

7 8

9

Contrôle continu du mardi 04 octobre 2005

Question n°4

Le 5-bromo-uracile est un analogue de la thymine qui n’en diffère que par le substituant en C-5 (Br à la place du CH₃).

Ces deux substituants occupent approximativement le même espace.

Écrire la formule développée du 5-bromo-uracile ;

quelle(s) conséquence(s) aura l’incorporation de cet analogue de la thymine sur la réplication? (4 pts)

NH

N H O

O NH

N H O

O H₃C

thymine uracile

NH

N H O

O Br

5-bromo-uracile

Analogues des Bases :

l’ADN peut incorporer le 5-BU à la place de la Thymine

courant rare

NH N

O

O H₃C

thymine

NH N

O

O Br

5-bromo uracile (forme céto)

N N

OH

O Br

5-bromo uracile (forme énol)

N N

O

O Br

5-bromo uracile (forme céto)

N

N

N NH N

H

H

adénine

N N

O

O Br

5-bromo uracile (forme énol)

N

N

N O N

guanine

H

NH H

H

Corrigé

Contrôle continu n°1

CHARTRES

Octobre 2005

Contrôle continu du vendredi 07 octobre 2005 Question n°1

Décrire ce qu’est un nucléosome et ses principaux constituants. (6 pts)

Question n°2

Quelles sont les principales caractéristiques structurales

de la forme A d’une double hélice d’ARN? Faire un schéma. (7pts)

Contrôle continu du vendredi 07 octobre 2005 Question n°3

Écrire la formule développée de la désoxyguanosine. (numéroter les atomes des cycles) (3 pts)

NH

N N

O

NH₂ N

O

H OH

HO

désoxyguanosine

1' 3' 2'

4' 5'

1 2 4 3

5 6

7 8

9

Contrôle continu du vendredi 07 octobre 2005 Question n°4

Que sont les liaisons N-glycosidiques et phosphodiester ? donner un exemple de chaque. (4 pts)

N NH₂

O N

O

H O

P O O

O^-

liaison N-glycosidique

P O P

O

- P O

O

O^-

O

O^-

O

O^-

liaison phosphodiester