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Biologie Moléculaire

Plan du cours

Objectifs PAES commun DHU Paris-Est

I - La structure des acides nucléiques

1 - Molécules simples

2 - Les acides nucléiques

II - Biosynthèse des macromolécules

3 - DNA Définitions

4 - La transcription

5 - La traduction

6 - La réplication

7 - La réparation

III - Les événements génétiques

8 - Substitutions

9 - Mutations

10 - Insertions - délétions

11 - Transpositions

IV - L’évolution

12 - Divergence

13 - Familles de gènes

V - Le DNA au laboratoire

14 - Méthodes d’étude


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traduction HTML V2.8
V. Morice


Partie II - Biosynthèse des macromolécules

 

 

Rappel des objectifs

Transcription et régulation de l’expression des gènes
  • Définir1 les termes : gène, transcription, brin sens, promoteur, exon, intron, coiffe, queue poly-A, excision-épissage.
  • Montrer le mécanisme2 de la transcription d’un gène, en distinguant les étapes d’initiation, d’élongation et de terminaison.
  • Montrer les mécanismes de la régulation de la transcription. Donner un exemple de régulation d’un gène eucaryote sous le contrôle d’une grande voie endocrinienne (exemples : CREB, GlucocorticoidRE).
  • Enumérer et décrire les principales modifications post-transcriptionnelles : enzyme coiffante, polyadénylation, édition, excision-épissage. Donner un exemple d’expression alternative d’un gène eucaryote.

L’étudiant doit être capable de définir un certain nombre de termes indispensables à la compréhension de la transcription : brin sens et brin antisens, RNA polymérase, promoteur, initiation de la transcription, élongation, terminaison. Il doit savoir décrire le mécanisme biochimique de la RNA polymérase et mentionner les rôles spécifiques des trois types de polymérases impliquées dans la transcription chez les eucaryotes.
Il doit savoir commenter un schéma résumant de façon intégrée la régulation d’un gène dont la transcription est sous le contrôle d’un messager agissant sur un récepteur membranaire (exemple de CREB) ou d’un messager interagissant avec un récepteur nucléaire (hormones stéroïdiennes).
En ce qui concerne les modifications post-transcriptionnelles, il doit simplement pouvoir définir ce qu’est une coiffe, une polyadénylation ou l’épissage (éventuellement alternatif) en identifiant et en explicitant les mécanismes moléculaires mis en jeu.
Traduction
  • Définir les termes : traduction, codon et anticodon, polyribosome, signal-peptide.
  • Montrer le mécanisme de la traduction d’un messager, en distinguant les étapes d’initiation, d’élongation et de terminaison.
  • Montrer les mécanismes de la régulation de la traduction. Donner un exemple3 d’antibiotique intervenant sur la régulation de la traduction des procaryotes.
  • Enumérer et décrire les principales modifications post-traductionnelles (en complément de ce qui aura été traité dans le thème 2)

L’étudiant doit être capable de définir un certain nombre de caractéristiques ou de termes indispensables à la compréhension de la traduction : aminoacyl-tRNA synthétase, sens de la traduction, codon, anticodon, codon d’initiation, code génétique, ribosomes, polyribosomes.
Sur un schéma synthétique décrivant le mécanisme de la traduction, il doit être capable d’identifier et d’expliciter les grandes étapes mises en jeu.
Il doit avoir la notion que chacune des étapes de la traduction chez les procaryotes peut être la cible d’antibiotiques, mais aucune connaissance spécifique ne peut lui être demandée, sauf des exercices de réflexion où ces données lui seraient rappelées.
Il doit pouvoir expliquer en termes simples la différence entre les protéines à localisation cytoplasmique et celles qui empruntent la voie de sécrétion, en précisant les notions de peptide-signal et de modifications post-traductionnelles.
Réplication et réparation du DNA
  • Définir les termes : réplication, réparation.
  • Montrer le mécanisme enzymatique d’une fourche de réplication.
  • Décrire les différentes réactions catalysées par les DNA polymérases.
  • Décrire un exemple de mécanisme de réparation des mésappariements.
  • Décrire la réplication du DNA linéaire et le rôle d’une télomérase.
  • Décrire l’activité de la transcriptase inverse et donner un exemple de ses conséquences physiopathologiques.

L’étudiant doit pouvoir citer et expliciter les grandes caractéristiques de la réplication : semi-conservative, continue/discontinue selon le brin, débutant à une même origine. Il doit pouvoir citer les principales protéines impliquées successivement dans la réplication chez les eucaryotes et préciser leur rôle : hélicases, protéines de liaison au DNA simple brin, topoisomérases, primase, DNA polymérases, ligase.
L’étudiant doit savoir illustrer la notion de fidélité de la réplication en explicitant les principaux mécanismes mis en jeu (activité 3’-exonucléasique des DNA polymérases, réparation des mésappariements).
Il doit être capable de résoudre le problème posé par la réplication des DNA linéaires en expliquant le rôle des télomérases.
Il doit savoir décrire les propriétés de la transcriptase inverse sans entrer dans les détails de la réplication des rétrovirus.
  • Donner un exemple de réparation du DNA lésé.

En appliquant ses connaissances acquises des principales enzymes agissant sur le DNA, auxquelles seront ajoutées à l’occasion les glycosylases, l’étudiant doit savoir reconnaître sur un schéma les interventions successives des enzymes impliquées dans la réparation par excision de nucléotides.
Recombinaison
Sans avoir à reproduire le modèle de Holliday qui lui aura été présenté, l’étudiant doit être capable de définir le processus d’échange de segments de DNA homologues sur des schémas simples et de mentionner l’implication de la recombinaison dans des phénomènes fondamentaux tels que le « crossing-over ».



1. Définir : préciser dans une phrase concise l’essence d’un objet ou les limites d’un concept en excluant toute notion étrangère et en comprenant toutes les variations possibles de l’objet ou du concept cerné.
2. Montrer le mécanisme (d’une réaction) ou
Décrire les étapes (d’une voie métabolique) : définir les corps chimiques en présence, écrire et équilibrer la (les) réaction(s) ; faire le bilan chimique et énergétique.
3. Donner un exemple : choisir, décrire et expliquer une situation dans laquelle un concept ou un corps défini joue le rôle principal et met en évidence ses propriétés essentielles.

 

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