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Stockage et maitrise de l'information génétique - Coggle Diagram
Stockage et maitrise de l'information génétique
Les organismes modèles
C'est quoi ?
basé sur la grande similarité (conservation) des processus biologiques fondamentaux, et notamment de nombreux processus cellulaires, entre divers organismes
Pourquoi les utilisés ?
Avoir des modèles étudiables adaptés à différentes contraintes, chaque modèles à des avantages (et des inconvénients) spécifiques pour l'étude de certains domaines et l'utilisation/utilité accrues avec le développement de nouvelles technologies nous permet de faire des choses de plus en plus poussé avec ces modèles
Les différents modèles étudiés
La levure :
nous permet d'étudier le fonctionnement de la cellule sans la complexité de la multicellularité (mitose, méiose)
Mouche drosophile :
Un modèle d'étude important du vieillissement (3 semaines d'espérances de vie) et pour étudier des mécanismes et phénotypes particuliers du vieillissement (maladie neurodégénérative) et elle nous permet aussi d'étudier dans un contexte multicellulaire
La souris :
Un modèle d'étude pour comprendre les maladies humaines (maladies rares, métaboliques, neurodégénératives, cancer, etc...)
Structure et compaction du génome (chromosomes et chromatines
L'information génétique est compactée dans le noyau
Répartition des chromosomes seulement visible lors de la mitose
Le caryotype :
il permet d'obtenir une image des chromosomes d'une cellule au cours de la prométaphase ou la métaphase de la mitose
La chromatine de l'interphase apparait comme
une fibre de 30 nm d'épaisseur
et dérouler expérimentalement elle ressemble à
une fibre de 11 nm d'épaisseur
Histones
Octamères enroulés par l'ADN (
nucléosomes -> dynamique
)
N-terminale -> libre
H2A, H2B, H3, H4
sont les histones du noyau du nucléosomes et
le cinquième H1
participe à la compaction des nucléosomes (rassemblent les nucléosomes en fibres de 30 nm)
Régulation de la structure de la chromatine (épigénétique)
Tout ce qui est exprimé se trouve dans un état de chromatine ouverts et tout ce qui ne l'est pas se trouve dans un état de chromatine fermée
Chromosomes polytènes
structures spécifiques trouvées dans certains tissus d'insectes, caractérisées par la polyténie, une fusion répétée de chromatides identiques. Ces chromosomes ont été des outils précieux pour la recherche en génétique et en biologie cellulaire.
Chromosomes en écouvillons
Plus grands chormosomes connus, chromosomes d'ovocyte immature amphibiens
L'analyse FISH
Elle nous donne un résultat représentant bien les territoires des différents chromosomes
Domaines topologiquement associés (TADs) :
proximité de certains gènes dans l'espace mais un fort éloignement lors de l'étirement de l'ADN
Les structures 3D nous permettent d'avoir différents types d'identités cellulaires
Hétérochromatine (en périphérie et condensé -> inhibe l'expression des gènes) et l'euchromatine (au centre et plus lâche -> permet l'expression)
Le panachage
la position d'un gène dans une autre position peut influencer le résultats d'expression de ce gènes
Localisation du génome dans le noyau
Acétylation
Famille d'enzymes : HAT (histone acétyl-transferase)
Désacétylation
Famille d'enzymes : HDAC (histone désacétylases)
Méthylation
Famille d'enzymes : HMT (histone méthyltransférase)
Déméthylation
Famille d'enzymes : HDMT (histone déméthylases
Codes des histones
Suppression du gène
Activation du gène
H2AX
-> très étudier dans le cadre du cancer pour sa capacité de réparation d'ARN et de recombinaison
CENP-A (variant d'histone H3)
participe à la construction du kinétochore au niveau du centromère. Tout d'abord il doit être changé afin de permettre son bon placement et cela permettra de tirer les chromatines soeurs dans les cellules filles
Structures nucléaires
Le nucléole
Le nucéole assure la fabrication des sous unités ribosomales
Usine de production des ribosomes
Etapes de synthèse des ribosomes
Synthèse du précurseur ARNr 45S par ARN poly I
Maturation du précurseur en ARNr 5.8S, 18S et 28S
Synthèse des protéines ribosomales dans le cytoplasme
Synthèse de l'ARNr 5S dans le noyau mais du nucléole par ARN poly III
Assemblage des ARNr et protéines ribosomales dans pré-ribosomes
Maturation et exportation des sous-unités dans le cytoplasme
Les corpuscules de Cajal
domaines nucléaires multifonctionnels
résultats de biogénèse de différents RNP (snRNP, snoRNP et télomerase)
Structure dynamiques donc le nombre peut varier
Speckles ou SFC
Se forment à proximité des sites actifs de transcription
Stockent et relarguent des facteurs ou protéines impliqués dans les processus de trasncription et d'épissage ainsi que dans la maturation des ARNm
Participent à la régulation génique
Transport des molécules entre le noyau et le cytosol
Lamina nucléaire
Structure dynamique formée de lamine (comme un filet de légume)
Structure régulée par la phosphorylation/déphosphorylation
tapis intérieur du noyau (membrane interne)
Participe à l'organisation du génome dans l'espace et essentielle pour l'expression génique
Complexes de pores nucléaires
Trous dans la double membrane
permettent les échanges noyau-cytoplasme
Constitués de 30 protéines (nucléoporines) différentes
3000-4000 par cellules
1.5 à 2 mio de molécules échangés entre le noyau et cytosol par cellule par seconde
masse moléculaires totale estimée à 125 mio DA
Barrière pour le molécules de plus de 60000 DA
RAN-GTPase contrôle le transport directionnel à travers les NPC en utilisant de l'énergie
Signal de localisation nucléaire (
NLS
)
Transport d'une protéines vers le noyau (
IMPORTATION
)
Signal d'exportation nucléaire (
NES
)
Transport des protéines vers le cytosol (
EXPORTATION
)