L'enseignement de la biologie moléculaire englobe, entre autres, la réplication
de l'ADN (DNA) grâce à la DNA polymérase, sa transcription en ARN messager (mesenger RNA) et la traduction de ce dernier en protéines. L'examen S4 ient compte de tous ces enseignements.
Examen de Biologie moléculaire 2011(1, 2), Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
Avertissement:
Une fois les examens et contrôles sont organisés par l'Institution d'origine, celle ci détient possession des archives qui deviennent disponibles sur les supports d'information (dont site web) de l'Institution et sont ainsi rendues accessibles pour aider les étudiants des années suivantes à préparer leurs contrôles et examens. Tout usage dans cette optique reste légal et n'enfreigne pas la loi.
Examen 1 de Biologie moléculaire
Corrections
1
- Partie QCM
Pour chacune des questions posées, une ou plusieurs réponses exactes sont proposées. Sur le tableau de la feuille réponse, mettre une croix dans les cases correspondant aux bonnes réponses.
1) Le génome des eucaryotes:
A. est toujours circulaire et bicaténaire
B. contient l'ensemble des gènes d'un organisme
C. présente une structure composée de 2 chaînes
d'ADN orientées de façon parallèle
D. est constitué uniquement de séquences uniques
E. est constitué majoritairement de séquences codantes
2) La réplication du DNA chez les eucaryotes:
A. est un processus rapide
B. intervient au cours de la phase G1 du cycle cellulaire
C. est dite semi conservative
D. copie les brins matrices en brins complémentaires
E. débute aux niveau de séquences particulières,
appelées ORC, riches en nucléotides A et G
3) Chez les procaryotes, la DNA polymérase III:
A. est localisée au coeur de la fourche de réplication
B. posséde une activité d'autocorrection
C. polymérise l'ADN dans le sens 3' -> 5'
D. intervient dans le remplacement de l'amorce RNA
E. est fixée à l'ADN par les protéines SSB
(single strand DNA binding)
4) Pourquoi y a-t-il une différence entre la synthèse du brin
avancé et celle du brin retardé des molécules de
DNA ?
A. les origines de réplication ne se trouvent quà
l'extrémité 5' des molécules de DNA
B. les hélicases et les protéines fixatrices de l'ADN
monocaténaire (SSB) en sont responsables
C. la DNA polymérase ne peut ajouter de nouveaux mucléotides
qu'à l'extrémité 3' du brin en cours de synthèse
D. la DNA ligase ne peut fonctionner que dans le sens 5'->3'
E. la DNA polymérase ne peut fonctionner que sur un brin
de DNA à la fois
5) La transposition diffère des autres mécanismes de recombinaison
génétique parce qu'elle:
A. ne survient que chez les bactéries
B. déplace des gènes entre régions homologues
du DNA
C. ne survient que chez les eucaryotes
D. disperse le DNA du transposon sur de nouveaux loci du génome
E. se passe sans que jamais la séquence à transposer
n'apparaisse sous une forme libre et individualisée
6) La grande diversité des anticorps du système immunitaire
chez les mammifères est en grande partie due:
A. au mécanisme de conversion génétique par
correction d'hétéroduplex
B. à un taux très élevé de mutations
au niveau des gènes du système immunitaire
C. à la grande diversité au niveau de la structure
physiologique de la 'superfamille des gènes de l'immunité'
D. à la recombinaison spécifique du site au cours
de la différenciation des cellules germinales
E. aux diverses combinaisons entre les chaînes polypeptidiques
qui constituent chaque anticorps
7) Les scientifiques ont trouvé le moyen d'assembler un bactériophage
à partir de la coque protéique (capside) du phage T2 et
le DNA du phage T4. Si on permettait à ce phage composite d'infecter une bactérie, les phages produits dans la cellule hôte auraient
:
A. les protéines de T2 et le DNA de T4
B. les protéines de T4 et le DNA de T2
C. un mélange du DNA et des protéines des deux phages
D. les protéines et le DNA de T2
E. les protéines et le DNA de T4
-
Partie Problèmes
Problème 1: Le fragment d'ADN présenté ci dessous, est bicaténaire
à chaque extrémité, mais simple brin en son milieu.
Le sens du brin supérieur est indiqué sur la figure.
a.
Le groupement (P) du brin inférieur se trouve à l'extrêmité 5' ou 3' du brin aquel il est lié ?
b. Comment les processus de réparation de l'ADN dans la cellule compléteraient-ils le trou au niveau du brin inférieur ?
c. Le brin inférieur serait composé de combien de fragment(s) si le trou était complété in vitro dans un tube ne contenant que des désoxyribonucléotides
triphosphates et une ADN polymérase ?
Examen 1 (suite)
Problème
2:
Vous étudiez la réplication de l'ADN dans des cellules
placées en culture. Pour cela vous dsposez de cellules synchronisées en début de phase S et de thymidine radioactive. Vous placez les cellules dans un milieu de culture non radioactif pendant 10 minutes. Vous
placez ensuite les cellules dans un milieu de culture contenant de la thymidine
radioactive à une forte concentration. Après 40 minutes d'incubation,
vous éliminez le milieu et vous placer les cellules dans un nouveau
milieu qui contient de la thymidine radioactive à une concentration
cinq fois plus faible. Les cellules sont laissées 20 minutes dans
ce milieu, puis l'ADN est extrait et analysé par autoradiographie.
Le résultat de l'autographie est donné dans la figure ci dessous:
A.
Expliquez pourquoi on obtient des zones foncées et des zones plus
claires ?
B. Reproduire (dessiner) et légender la part du schéma
qui correspond à un seul oeil de réplication.
C. Commentez le résultat obtenu et indiquez la principale
conclusion que permet de tirer cette expérience.
D. Calculer la vitesse de la réplication en µm/min
et en pb/sec.
1) Le génome des eucaryotes:
B. contient l'ensemble des gènes d'un organisme
2)
La réplication du DNA chez les eucaryotes:
C. est dite semi conservative
D. copie les brins matrices en brins complémentaires
Chez
les Eucaryotes, la réplication de l'ADN se fait selon plusieurs
origines de réplication (origines multiples) qui sont au nombre
de 8 pour la levure et 5000 à 10000 chez l'Homme. Ce sont
des zones comportant des séquences riches en AT, disposition
favorable à la détorsion de l'hélice bicaténaire
(2 liaisons hydrogène liant A à T, 3 liaisons hydrogène
liant Cà G)
3)
Chez les procaryotes, la DNA polymérase III:
A. est localisée au coeur de la fourche de réplication
B. posséde une activité d'autocorrection
4)
Origines de la différence entre la synthèse du brin avancé
et celle du brin retardé des molécules de DNA:
C. La DNA polymérase ne peut ajouter de nouveaux mucléotides
qu'à l'extrémité 3' du brin en cours de synthèse
Examen 2
I- Un fragment d'ADN bicaténaire a été isolé à partir d'E. coli. La séquence suivante représente un des deux brins:
5' GTAGCCTACCCATAGG 3'
1)
Un ARN messager est transcrit à partir de cet ADN en utilisant
le brin complémentaire comme brin matrice. Quelle sera la
séquence nucléotidique de cet ARN messager ?
2) Quel peptide obtiendrait-on si la traduction commençait précisément à l'extrémité 5' de cet ARNm ? in vitro, aucun codon de départ n'est nécessaire).
3)Décrire les événements, au niveau du ribosome, depuis l'arrivée de l'ARNt Ala jusqu'à son départ.
Examen 2 (suite)
II- Quelques acides aminés ont été enlevés à l'extrémité C-terminale de la béta-lactamase de type sauvage. Comparer cette séquence à celle d'un mutant pour lequel la phase de lecture a été décalée d'un nucléotide (insertion ou délétion). On donne ci dessous, les séquences en acides aminés à partir du résidu 263.
Sauvage:
Asn-Met-Asp-Gly-Lys- ???
Mutant: Asn-Met-Ile-Trp-Glu-Ile-Cys-Val-Met-Lys-Asp-Stop
1)
Quel type d'événement mutationnel a donné naissance
au mutant ? Justifier.
2) Déterminer le nombre d'acides aminés enlevés
à l'extrémité C-terminale de la béta-lactamase
de type sauvage. En déterminer si possible, la séquence
C-terminale.
III- Les ARN extraits du cytoplasme de différents tissus sont analysés par la technique du 'Northern' en utilisant comme sonde un oligonucléotide marqué correspondant au premier exon du gène de la calcitonine (hormone hypocalcémiante).
1)
Interpréter l'expérience et les résultats obtenus
en indiquant les différentes hypothèses possibles.
2) Lorsque la
même espérience est réalisée sur des ARN nucléaires
de thyroïde ou de cerveau, on observe des bandes très faibles
et diffuses, de plus haut poids moléculaire que ce qui a été
observé avec les ARN cytoplasmiques. A quoi correspondent-elles
?
LIENS UTILES
- Electrophorèse. QCM
- Acides nucléiques. Contrôle écrit S3
- Extraction, purification et électrophorèse de d'ADN de plantes. TP S4
- Protocole de purification de l'ADN. TP S4
- QCM purification ADN des plantes (TP S4)
- Contôle TP biologie moléculaire
- Purification, analyse DNA du plasmide. Contrôle TP 2015
- Biologie moléculaire. Examen TP S5 2016
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ET METABOLISME, M. Baaziz, 2018
كتاب 'بنيات و استقلاب السكريات'، م. بعزيز،
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