Mini Manuel de biologie moléculaire
Cours + QCM/QROC
Abderrahman Maftah/Jean-Michel Petit/Raymond Julien
Dunod
1 Structure de l'ADN et de l'ARN
1
1.1 Les composants des acides nucléiques
1
La structure des nucléotides3
La structure des polynucléotides5
1.2 La structure en double hélice de l'ADN
5
La règle de Chargaff et les appariements complémentaires5
Les différentes formes d'ADN8
Dissociation et réassociation des brins d'ADN9
Les surenroulements de l'ADN11
1.3 Le nucléosome, la chromatine et les chromosomes
13
La structure du nucléosome13
La structure et le remodelage de la chromatine15
La structure des chromosomes et le cycle cellulaire15
1.4 La structure des génomes
19
Qu'est-ce qu'un génome ?19
La taille des génomes19
Les génomes viraux21
Les génomes procaryotes21
Les génomes eucaryotes21
Les génomes d'organites22
1.5 Les différents types d'ARN
22
Points clefs
26
QCM - QROC
27
Réponses
28
2 Réplication, réparation, recombinaison
et transposition de l'ADN
31
2.1 Les mécanismes de réplication de l'ADN
31
La chimie de synthèse cellulaire
des polydésoxyribonucléotides32
L'action de l'ADN polymérase33
La fourche de réplication34
Les autres enzymes et protéines de la réplication35
Les différentes ADN polymérases38
Les différentes étapes de la réplication39
2.2 Les erreurs de réplication de l'ADN et leur réparation
44
Les altérations de la structure de l'ADN45
Les mécanismes de réparation46
2.3 Les détériorations environnementales de l'ADN
et leur réparation
48
L'hydrolyse spontanée et les détériorations
physico-chimiques48
Les agents intercalants49
La réparation des détériorations49
2.4 La recombinaison et la transposition de l'ADN
52
Les mécanismes de recombinaison homologue52
La recombinaison en des sites spécifiques
et la transposition59
Points clefs
67
QCM - QROC
68
Réponses
70
3 La transcription de l'ADN
73
3.1 Les mécanismes de la transcription
73
Les ARN polymérases73
Les différentes étapes de la transcription75
3.2 La transcription chez les bactéries
76
Les promoteurs bactériens76
Le démarrage de la transcription77
La phase d'allongement77
L'arrêt de la transcription79
3.3 La transcription chez les eucaryotes
80
Les promoteurs eucaryotes et la polymérase II80
Le démarrage : facteurs de transcription
et complexe médiateur81
Les phases d'allongement et d'arrêt83
Les modifications des transcrits84
Les deux autres polymérases eucaryotes87
3.4 L'épissage de l'ARN
87
Le mécanisme général89
Le splicéosome89
L'épissage alternatif et sa régulation91
Exemples de rôles biologiques de l'épissage alternatif91
3.5 L'«editing des transcrits»
94
Points clefs
96
QCM - QROC
98
Réponses
99
4 La traduction des ARN messagers
101
4.1 Le code génétique
102
Le code génétique est dégénéré102
Le code a été établi expérimentalement104
Le code est lu sur l'ARN messager dans le sens 5'-3'104
Les codons ne sont pas chevauchants105
Les mutations modifiant le sens des codons105
Le code génétique est universel106
4.2 Les principaux acteurs de la traduction
107
Les ARN messagers107
Les ARN de transfert108
Le ribosome112
4.3 La traduction des ARN messagers bactériens
115
Le démarrage (initiation) de la traduction115
L'étape d'allongement (élongation)
de la chaîne polypeptidique116
L'arrêt de la synthèse (terminaison)119
4.4 La traduction des ARN messagers eucaryotes
121
Le démarrage de la traduction eucaryote121
Les étapes d'allongement et d'arrêt de la traduction
eucaryote123
Points clefs
125
QCM - QROC
126
Réponses
127
5 Régulation de l'expression des gènes
131
5.1 Principes généraux
131
Les protéines régulatrices : activateurs et répresseurs131
Le recrutement des ARN polymérases132
Autres exemples de facteurs de régulations133
5.2 Régulation chez les procaryotes
134
L'exemple historique : l'opéron lactose134
Autres exemples139
La régulation complexe du cycle vital
du bactériophage 1143
5.3 Régulation chez les eucaryotes
148
Les régulateurs transcriptionnels149
Le contrôle des régulateurs transcriptionnels153
Le contrôle de l'épissage alternatif des transcrits ARN156
5.4 Régulation traductionnelle de l'expression
des gènes eucaryotes
157
Éléments de structure des ARN messagers influençant
la traduction157
Le contrôle général par la phosphorylation des facteurs
de démarrage158
Les mécanismes spécifiques de régulation
de l'attachement du ribosome à l'ARN messager160
Les mécanismes de régulation plus tardifs161
Les mécanismes de régulation de la traduction
par les micro-ARN163
Points clefs
167
QCM-QROC
169
Réponses
171
6 Techniques de biologie moléculaire
173
6.1 La création de molécules d'ADN recombinant
173
Couper l'ADN : les enzymes de restriction173
Ligaturer l'ADN175
6.2 Les vecteurs de clonage
177
Les plasmides178
Les vecteurs viraux181
Les cosmides181
Les chromosomes artificiels bactériens182
Les vecteurs pour levures182
Les vecteurs pour les eucaryotes supérieurs184
6.3 Les banques d'ADN
184
Les banques d'ADN génomique184
Les banques d'ADN complémentaire185
6.4 Les techniques d'analyse de l'ADN
185
Le séquençage des acides nucléiques185
Les nouvelles techniques de séquençage189
La réaction de polymérisation en chaîne (PCR)191
Les techniques d'hybridation des acides nucléiques191
Les techniques de localisation des sites de liaison à l'ADN194
6.5 Le criblage de cellules recombinées
195
Criblage grâce à une sonde d'acide nucléique195
Criblage par PCR196
Criblage à l'aide de sites de restriction199
6.6 Les applications de la technologie de l'ADN recombinant
199
La mutagenèse199
Le système double-hybride202
Transfert et expression de gènes eucaryotes
chez les procaryotes203
Transfert et expression de gènes dans les levures206
Génie génétique et cellules eucaryotes supérieures207
Utilisation de vecteurs rétroviraux pour la transfection
des cellules208
Les gènes rapporteurs et études des séquences
promotrices208
Points clefs
212
QCM-QROC
213
Réponses
215
Glossaire
217
Index
227