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Questions-Réponses sur le cours « Noyau » Décembre 2010 Q1.

Publié le 26/02/2014

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Questions-Réponses sur le cours « Noyau « Décembre 2010 Q1. Le nucléosome : est-ce juste l'assemblage des 8 histones ou l'ensemble (ADN + les 8 histones) ? R1. Le nucléosome est l'assemblage de l'ADN (1.8 tour) et d'un octamère (8) d'histones. Q2. Le nombre d'origines de réplication sur chaque chromatide indiqué dans le cours (10 000 à 70 000) est très différent de celui indiqué, par exemple, dans le nouveau livre du Professeur Sablonnière (10 fois moins). R2. Le nombre d'origines de réplication donné dans le cours (de 10 000 à 70 000) est une hypothèse de travail et donc un ordre de grandeur. Actuellement toutes les origines de réplication n'ont pas été identifiées et peut-être que l'on devra revoir leur nombre à la hausse ou à la baisse comme celà s'est révélé pour le nombre de gènes. Q3. Quels sont les rôles du kinétochore et de la cohésine ? R3. Le kinétochore et la cohésine sont des complexes protéiques qui s'associent au centromère de chaque chromosome. La cohésine assure l'association des 2 chromatides soeurs et le kinétochore assure l'association du chromosome avec le fuseau mitotique. Q4. Que provoque la phosphorylation de l'histone H1 ? R4. La phosphorylation de l'histone H1 lui permet d'interagir très fortement avec la chromatine, c'est ce qui pourra aboutir à la fibre chromatinienne pour le chromosome d'un noyau en interphase. Pour une cellule qui est en mitose, c'est une des premières étapes de la condensation des chromosomes pour aboutir au chromosome mitotique complètement condensé. Q5. Dans le cours de biologie cellulaire, on a dit que pour le génome humain, on avait identifié 22 000 gènes au niveau du génome nucléaire. En biologie moléculaire, on nous a dit qu'il y avait 30 000 gènes chez homme. R5. Les gènes codent pour des ARN messangers, de transfert ou ribosomaux. Le nombre de gènes est une approximation. Le génome nucléaire humain code environ 30 000 gènes. Q6. Pourquoi les valeurs de longueur de génome humain ne sont pas les mêmes dans le cours de biologie cellulaire et celui de biologie moléculaire ? R6. Le génome humain est constitué d'environ 3.2 109 (3 milliards) paires de nucléotides distribuées sur 24 chromosomes. Une cellule diploïde humain contenant 23 paires de chromosomes contient donc environ 6 109 paires de nucléotides (dans le cours de biologie cellulaire la valeur qui est donnée sur la planche 6 est bien celle de la quantité d'ADN dans une cellule humaine diploïde). Q7. Pourquoi dit-on qu'il n'y a pas de phénomène d'amplification dans la production des ARNr ? R7. Quand une protéine est synthétisée, elle peut l'être en de nombreuses copies car un seul ARNm peut être traduit de nombreuses fois en même temps. De la même manière un gène peut être transcrit en ARNm de nombreuses fois en même temps. Donc il y a bien un phénomène d'amplification : 1 copie d'un gène donne de nombreux ARNm, qui chacun peut donner de nombreuses copies de protéines. Pour les ARNr il n'y a pas ce deuxième niveau d'amplification puisque c'est le produit final. Il y a donc de nombreuses copies du même gène (précurseur 45S et ARN 5S) pour répondre aux besoins de la cellule en ribosomes. Q8. Les protéines de liaison ont-elles obligatoirement besoin des complexes ...

« Q9.

On dit que l'hétérochromatine et l'euchromatine sont dans le nucléoplame.

Dans le nucléole est-ce qu’il n'y a que de l'ADN destiné a être transcrit en ARN ribosomal ou y a-il aussi de l'ADN "normal" ? R9.

Dans le nucléole on a essentiellement de l'ADN qui correspond aux copies de gène qui sera transcrit en précurseur 45S des ARNr.

Le nucléoplasme représente tout ce qui est "enfermé" dans l'envelop pe nucléaire (chromatine + nucléosol).

L'hétérochro matine dense aux électrons est la chromatine inactiv e, l'euchromatine est la chromatine active.

Le nucléole , bien que très dense aux électrons, n'est pas composé d'hétérochromatine, la transcription y est très intense.

Q10.

Il faut autant de petites sous-unités que de g randes sous-unités ribosomales, donc autant d'exemp laires d'ARNr 28S, 5.8S, 5S et 18S.

Il y 200 copies du gène 45S précurseur des ARNr 28S, 5.8S et 18S.

Pour l'ARNr 5S venant du noyau et non pas du nucléole il y a 2000 copies de gène.

Donc il y a 10 fois plus de copies d'ARNr 5S que des autres ? R10.

Oui, mais cela veut surtout dire que l'ARN 5S n'est donc pas limitant, il y en a toujours en assez grande quantité pour s'associer aux ARN dans la gr ande sous-unité (qui sera en quantité égale de la petite s ous-unité).

Q11.

Le canal aqueux du complexe de pore nucléaire peut se dilater pour faire passer les grandes sous- unités ribosomales.

Pourtant les canaux, par définition, c'est de la diffusion simple et c'est p our les petites molécules.

R11.

Il ne faut pas faire de confusion entre les ca naux permettant le transport des petites molécules à travers les membranes biologiques (cours du Pr Marchetti) et le canal aqueux du complexe de pore n ucléaire.

Pour le complexe de pore nucléiaire, au repos il n'y a que le canal aqueux qui est possible (10 nm de diamètre) qui ne laisse passer que les petites m olécules de moins de 5000 daltons.

Mais il faut bien que ça se dilate pour laisser passer les protéines qui sont plus grosses et les ARN et les ribosomes.

Q12.

A quoi l'organisateur nucléolaire correspond-il ? à l'ensemble du nucléole (les compos ants fibrillaires denses + les centres fibrillaires clairs + les composants granulaires) ? Ou plutôt à un centre fibr illaire clair + un composant fibrillaire dense ? R12.

Les organisateurs nucléolaires sont les boucles d'ADN qui contiennent les copies du gène du précurseur 45S.

Ils sont donc contenus dans le centre fibrillaire clair et le composant fibrillaire dense. Q13.

Que trouve-t-on dans un centre fibrillaire clair? R13.

On trouve une boucle d'ADN sur laquelle il y a les multiples copies du gène précurseur 45S qui vo nt être transcrites et aussi de l'ADN qui ne sera pas du tout transcrit.... Q14.

Que trouve-t-on dans le composant fibrillaire dense ? R14.

On y trouve l'ADN, l'ARN polymérase et les ARN r en cours de transcription associés aux protéines ribosomales. Q15.

Que trouve-t-on dans le composant granulaire? R15.

On a les particules de sous-unités ribosomales en cours de maturation (cf planche 40) qui font donc des petits grains....

Q16.

Où se trouve Ran GTP et Ran GDP ? R16.

On a beaucoup de RanGTP dans le noyau parce que GEF, qui échange le GDP contre du GTP, est dans le noyau (interagit avec la chromatine).

On a beaucoup de RanGDP dans le cytoplasme parce que RanG AP, Protéine d'Activation de l'activité GTPasique de Ran, est dans le cytoplasme (parce qu'elle n'a probablement pas de NLS). Q17.

Que détruisent les DNases? R17.

Les DNases hydrolysent l'ADN des liens internuc léosomiques.

Il faut que l'ADN soit complètement accessible (donc non associé à des protéines).

La fibre chromatinienne reste donc intacte ainsi que la chro matine encore plus compactée.. »

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