Biologie Cellulaire et Moléculaire

HAV306V

Biologie Cellulaire et Moléculaire

1ère session 2021-2022

NB : Veuillez-vous appliquer à remettre une copie clairement rédigée et soigneusement illustrée.  

Sujet proposé par Eric VIVES 

Question 1 (2 points) :

Le Ganciclovir, dont la structure est représentée ci-dessous, est indiqué pour le traitement des infections virales à cytomégalovirus (CMV) chez les patients immunodéprimés.  

[pic 1] 

En 10 lignes maximum, expliquez clairement pourquoi cette molécule est effectivement un bon agent thérapeutique capable de bloquer la réplication virale (NB : cette molécule sera préalablement triphosphorylée par la machinerie cellulaire avant d’exercer pleinement l’action thérapeutique attendue).

Cette molécule est un analogue de la Guanosine. La base azotée peut être apparentée à la guanine.

[pic 2]Guanosine  

Comme indiqué dans l’énoncé, cette base peut-être triphosphorylée par la machinerie cellulaire. Ainsi, elle peut être positionnée par la DNA polymérase en face d’une cytosine lors de la réplication, en lieu et place de la dGTP, et grâce à l’attaque du 3’OH de la base précédente qui vient attaquer le phosphate en position alpha de cet analogue phophorylé, s’intégrer à l’ADN en cours d’élongation par formation d’une liaison phosphodiester.

Par analogie avec le mécanisme d’action de l’AZT ou de l’Acyclovir vu en cours, l’absence de structure de désoxyribose classique et surtout, l’absence de OH en position 3’ dans le cycle à cinq atomes du ribose (on peut aussi évoquer une grande flexibilité potentielle du positionnement de l’équivalent du 3’OH) rendra impossible la formation d’une nouvelle liaison phosphodiester avec le triphosphate de la base suivante. On obtient alors un arrêt de la polymérisation de l’acide nucléique viral, et donc on genère des avortons d’acides nucléiques de tailles réduites et incomplèts. D’où l’effet antiprolifératif viral produit par cette molécule.

Question 2 (1,5 points) :

Une solution d’un brin d’ARN monocaténaire dont la séquence est indiquée ci-après est chauffée à 95°C, avant d’être lentement refroidie à température ambiante. La densité optique de cette solution est suivie par spectrophotométrie.

5’ – UAUAUACCCUAUAUACCC – 3’

1. Représentez sur un schéma clairement légendé la courbe correspondant à ce processus de renaturation.

[pic 3] 

1. Représentez la structure secondaire la plus probable que pourrait adopter cette séquence de

ribonucléotides à la fin de cette phase de refroidissement.

Présence de séquences répétées inversées

5’ – UAUAUACCCUAUAUACCC – 3’

Ces séquences sont bien antiparallèles et capables d’établir des liaisons Hydrogène intramoléculaire (analogie avec les ARNt comme vu en cours) et on peut donc former le même type de structure en tigeboucle.

[pic 4] 

Vous reproduisez cette même expérience de renaturation avec la séquence suivante :

5’ – GCGCGCAAAGCGCGCAAA – 3’

c- Ajoutez sur le schéma de renaturation réalisé précédemment la courbe correspondant à la

renaturation de cette seconde séquence. Justifiez clairement votre réponse d’une phrase.

Il y a également présence de séquences répétées inversées comme vu ci-dessus, mais avec des paires de bases GC (établissant 3 liaisons Hydrogène). On peut donc former le même type de structure en tigeboucle.

Cependant, s’il faut plus de chauffage pour DENATURER un appariement CG qu’un appariement AT, lors d’une phase de RENATURTION (refroidissement), une triple liaison Hydrogène (GC) plus stable se formera à plus haute température qu’une double liaison Hydrogène (AT). D’où un décalage vers la gauche, vers les températures plus élevées. Voir schéma ci-dessus avec la courbe rouge.

Question 3 (1,5 points) :

Le schéma ci-après représente les deux fourches de réplication en cours d’avancement depuis l’origine de cette réplication (site marqué ORI sur le schéma).  

[pic 5] 

Les brins présentés ici sont les brins parentaux d’ADN, avec leur orientation antiparallèle.

1. Quel(s) brin(s) (1, 2, 3 ou 4) sera (seront) le support de la synthèse des brins avancés

nouvellement synthétisés ?

La polymérisation de l’ADN (et de l’ARN) se fait dans le sens 5’ vers 3’, en sens antiparallèle du brin matrice (ou maternel). De fait, pour le brin avancé, il s’agit de mettre en place le sens de synthèse en continu selon les flèches rouges polarisées ci-dessous.  

[pic 6] 

Ce qui donne évidemment le Brin 1 et Brin 4 comme étant le support de la synthèse des brins avancés (vous avez été près de 50% à vous tromper !)

1. Sur quel(s) site(s) (A, B, C ou D) retrouvera-t-on fixée l’amorce 5’-GUUCC-3’ lors de la

réplication ?

L’amorce 5’-GUUCC-3’ doit être également hybridée avec une séquence complémentaire, et antiparallèle.

Il s’agit donc des sites B et C

...