Biologie moléculaire, DNA polymérase, ... Archives d'examens

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Biologie moléculaire, DNA polymérase. Archives d'examens

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.

Examen 1. Réponses brèves

Avertissement:
Les éléments d'information ci joints ne peuvent constituer les réponses complètes aux questions posées, considérant d'éventuels manques de précisions que le responsable de l'épreuve pourrait fournir suite à la demande des étudiants. Ces éléments de réponses n'engagent pas la partie ayant formulé les questions.

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.

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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 ?

Réponses brèves (en attente)

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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