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  • http: / /www.chusa.upmc.f r/disc/b io_cell

    PCEM1

    CAHIER D'EXERCICES de BIOCHIMIE

    2008-2009

    EDITE PAR LE DEPARTEMENT DE BIOLOGIE

    2. Biologie Molculaire

    L'tude des acides nucliques

  • Cahier d'Exercices en 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 E Page

    1. Structure des acides nucliques . . . . . . . . . . 3 2. Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3. Traduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4. Rplication et Rparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 5. Altrations du matriel gntique et Outils de Biologie molculaire . . . . . . . . . 13 6. QCM . . . . . . . . . . 15 7. Annales du concours . . . . . . . . 21 A N N E X E S . I Code gntique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 II Codes des acides amins . . . . . . . . . . . 26

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

  • Cahier d'Exercices en 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 dun simple brin 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 30,5 moles pour 100 dadnine. Quels sont les pourcentages de thymine, guanine et cytosine ? Quelles caractristiques structurales permettent de diffrencier ces bases ?

    c. Est-ce que la proposition suivante est vraie : si la squence dun doxyribonuclotide est 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 p T p G ?

    1.2 Soit le fragment d'ADN suivant: 5'CTTCA3'

    3'GAAGT5'

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

    b. Comment peut-on dnaturer cette molcule?

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

    d. Existe-t-il des circonstances o des brins dADN et ARN peuvent sassocier ?

    2.TRANSCRIPTION

    2.1 Droulement de la transcription dun gne. LADN gnomique prsent ci-dessous contient la totalit de la squence dun gne codant une protine. Les segments nuclotidiques souligns correspondent aux squences dADN de ce gne retrouves dans lARNm.

    1 5............................... CCTAGAGAAC TGTTCCTGGG GTCTGGGACC TTTGCGAAGG 3............................... GGATCTCTTG ACAAGGACCC CAGACCCTGG AAACGCTTCC

    41 CAAGGAAGGG GTAACAGGAT TTCGGGCAGT TGCCCCTGCA GGGCCAATCT AGGCAAGTCC CCTGCGCCAT GTTCCTTCCC CATTGTCCTA AAGCCCGTCA ACGGGGACGT CCCGGTTAGA TCCGTTCAGG GGACGCGGTA

    111 GTCCCTTCGT CTCCTTCTTC CTATATACAG GCCTCCCTCC ACCTGTCTTC TCAGAGCAGG TATAGGCAAG CAGGGAAGCA GAGGAAGAAG GATATATGTC CGGAGGGAGG TGGACAGAAG AGTCTCTTCC ATATCCGTTC

    181 CAGTGCTGCC GTGCTCACCT GGGCTATGGC TCTTCTTTCA GGTGGGTCTC CGACCCTGAC TTCAACGTGG GTCACGACGG CACGAGTGGA CCCGATACCG AGAAGAAAGT CCACCCAGAG GCTGGGACTG AAGTTGCACC

    251 GGGTGTGGGT GGAGGCTGGC CAGAGGGCCC TGTCCACCCT GGGGGAGGAG AGCCCAGGCC CTGATTACCT CCCACACCCA CCTCCGACCG GTCTCCCGGG ACAGGTGGGA CCCCCTCCTC TCGGGTCCGG GACTAATGGA

    321 AGTCCCTCTC CACAGCGTTT TCGGCCACCC AGGCACGGAA GGGCTTCTGG GACTACTTCA GCCAGACCAG TCAGGGAGAG GTGTCGCAAA AGCCGGTGGG TCCGTGCCTT CCCGAAGACC CTGATGAAGT CGGTCTGGTC

    391 CGGGGACAAA GGCAGGGTTG AGCAGATCCA TCAGCAGAAG ATGGCTCGCG AGCCCGCGTG AGTGCCCAGG GCCCCTGTTT CCGTCCCAAC TAGTCTAGGT AGTCGTCTTC TACCGAGCGC TCGGGCGCAC TCACGGGTAA

    461 GGAAGGGGTG TAGGCGAAGG GAGGAGACAG CTGGGCCATG CCATGATGAC CTGCCTCTGC TGCCTCAACC CCTTCCCCAC ATCCGCTTCC CTCCTCTGTC GACCCGGTAC GGTACTACTG GACGGAGACG ACGGAGTTGG

    531 GAGGATCAGT GCGCGATGAC TTGGGGACAA AGGAGATGAT GGAGGCTAGC AGTCTGACGG CCTGGATATC CTCCTAGTCA CGCGCTACTG AACCCCTGTT TCCTCTACTA CCTCCGATCG TCAGACTGCC GGACCTATAG

    601 TGTCCCCTTC TCCAGGACCC TGAAAGACAG GCTGCAGGCC CGTCTGGATG ACCTGTGGGA AGACATCACT ACAGGGGAAG AGGTCCTGGG ACTTTCTGTC CGACGTCCGG GCAGACCTAC TGGACACCCT TCTGTAGTGA

    671 CACAGCCTTC ATGACCAGGG CCACAGCCAT CTGGGGGACC CCTGAGGATC TACCTGCCCA GGCCCATTCC GTGTCGGAAG TACTGGTCCC GGTGTCGGTA GACCCCCTGG GGACTCCTAG ATGGACGGGT CCGGGTAAGG

  • Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 4

    Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

    741 TCTGGGGAGC ATACTGTGTG CTCTCCCCAT CTCCAGCCCC TCCCTCTGGG TTCCCAAGTT GAAGCCTAGA AGACCCCTCG TATGACACAC GAGAGGGGTA GAGGTCGGGG AGGGAGACCC AAGGGTTCAA CTTCGGATCA

    811 CTTCTGGAAT AAATGAAATA GATGTTTATG GCCTGGCGTG AGTATGTTTG ACTCTCATTT GGACCATGTC GAAGACCTTA TTTACTTTAT CTACAAATAC CGGACCGCAC TCATACAAAC TGAGAGTAAA CCTGGTACAG

    881 TGAAAGCAGT GGCCTCACCA CTATCCCCAA AGCACACCCA TCACCCACTC CATTCCCTTG CTGCTCTTTC ACTTTCGTCA CCGGAGTGGT GATAGGGGTT TCGTGTGGGT AGTGGGTGAG GTAAGGGAAC GACGAGAAAG

    951 GGTTAGAGCA CCACGCTCCC TGCTATGTGA CTGAGGTAGC ..............................3 CCAATCTCGT GGTGCGAGGG ACGATACACT GACTCCATCG ..............................5

    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. Quelle partie de cette squence peut participer la rgulation de lexpression dun

    gne par un signal hormonal. ?

    e. Parmi les motifs de cette squence marqus en gras ( ggccaatct / tatata / gt / ag / aataaa / tatgtttg ) :

    - Quels sont ceux qui dfinissent lorientation de la transcription ?

    En quoi dfinissent-ils le brin sens, le brin matrice ?

    - Quels sont ceux qui dfinissent le dbut et la fin de la transcription ?

    - Quels sont ceux qui interviennent lors de la maturation du transcrit primaire ?

    - A quoi correspondent les segments souligns dans cette squence ?

    Quels motifs interviennent dans le processus qui permet de les runir ?

    - Quel processus permet de retarder la dgradation en 3 de lARN ?

    2.2 La maturation des transcrits primaires dARN chez les Eucaryotes comporte un autre vnement non voqu dans lexercice prcdent :

    a. En quoi consiste-t-il ? b. Quelle est la particularit de la liaison ainsi tablie ? c. Citez la ou les fonctions associes cette modification.

    2.3 Un pissage alternatif partir du site donneur de lintron 2 dun transcrit primaire contenant 7 exons (schmatis ci-dessous) peut aboutir plusieurs ARN messagers.

    GU A AG

    exon 1

    exon

    2

    exon

    3

    exon

    4

    exon

    5

    exon

    6

    exon

    7

    . Quelles sont les diffrents ARNm qui peuvent tre produits partir de ce transcrit ? . Quelle est leur mode de formation ? . De faon gnrale, que permet lpissage alternatif dun gne pluri-exoniques ?

    Au cours de lexcision-pissage, une liaison phosphodiester se cre dans les introns librs.

    . Prcisez les caractristiques de cette liaison : nuclotides et fonctions impliqus.

    2.4 Complter les propositions suivantes. a. La synthse dARN, qui est aussi appele ____________________, est un processus

    hautement slectif.

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

    c. L___________________________ transcrit les gnes dont les ARN seront traduits en protines, l______________________________ synthtise les grands ARN ribosomiques, et l_____________________________ produit une varit dARN stables trs petits.

  • Cahier d'Exercices en Biochimie / PCEM1 Biologie Molculaire / 5

    Facult de Mdecine Pierre & Marie Curie

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

    e. Lextrmit 3 de la plupart des transcrits de la polymrase II est dfinie par une modification, au cours de laquelle le transcrit en longation est cliv un site spcifique, et une _________________ 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 lautre aprs que la squence intronique ait t retire ; Cette raction est connue sous le nom d_____________________________ .

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

    2.5 Complter les propositions suivantes. a. Les protines _______________________ stimulent ou inhibent la transcription de

    certains groupes de gnes spcifiques.

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

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

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

    3. TRADUCTION

    3.1 Expre

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