Les Séquences et leurs Propriétés

Nucléotides ADN A, T, G, C ARN A, U, G, C

Appariement Les acides nucléiques peuvent s’apparier avec leur complément inverse Deux forces opposés influencent l’appariement Liaisons hydrogène favorisent l’appariement Groupement phospahtes favorisent la dénaturation

Appariement-température de fusion (Tm) Le Tm est la température à laquelle 50% des molécules sont simple brin (ou double brin) Le Tm est une fonction du: Pourcentage G:C Composition ionique de l’environment Le pourcentage de complementarité Estimé du Tm des oligos =2(#A:T) + 4(#G:C)

Tm Vs pourcentage G:C % Double Brin Température (C) (38%) G+C (52%) 70 80 90 100 50 100 (38%) G+C (52%) (58%) (66%) % Double Brin Température (C)

Tm Vs Conc. d’ions Positif 70 80 90 100 (0.1M NaCl) 50 100 (0.2M NaCl) (0.5M NaCl) % Double Brin Température (C)

Tm Vs pourcentage de complémentarité 70 80 90 100 (25%) 50 100 (50%) (100%) % Double Brin Température (C)

Stringence Pourcentage de complementarité requise pour permettre la formation de duplex stable Le Tm influences les conditions de stringence qui permettent l’appariement Une stringence élevée requière un degré de complémentarité élevée GATCCGGTTATTA vs GATCCGGTTATTA CTAGGCCAATAAT CTTGGACGATAAT

Paramètres qui influencent la stringence  [Sel] = Stringence élevée  Température = Stringence élevée [Sel] = ?  Température = ?

Stringence d’hybridation

La génétique et les mutations

Définitions Locus Gène La position d’un élément génique codant ou non Tous les éléments nucléotidiques nécessaires à la génération d’un transcrit Promoteur, ORF, introns, exons, etc.

Définitions (Suite) Allèle La version d’un élément génique à un locus donné Toute personne à nécessairement deux allèles pour chaque locus génomique Les deux allèles peuvent être les mêmes Homozygotes Les deux allèles peuvent être différents Hétérozygote Une population d’individus d’une même espèce peut avoir des allèles multiples d’un locus génomique

Définitions (Suite) Génotype: Phénotype: Séquence d’acide nucléique responsable du phénotype Détection physique par techniques de biologie moléculaire Phénotype: Trait qui peut être distingué résultant d’un génotype Plusieurs différents génotypes peuvent avoir le même phénotype

Les Différences Entre individus du même sex <0.5% Entre les êtres humains et les chimpanzés <2%

Mutations Ponctuelles Faux Sens Neutre Synonyme/Silencieuse : Changement de base qui ne change PAS l’acide aminé Ex. AGG → CGG tous deux Arg Non-Synonyme - Conservée: Changement de base qui change l’acide aminé pour un autre semblable Même charge et forme Ex. AAA → AGA Lys à Arg tous deux sont basiques

Mutations Ponctuelles Faux Sens Non-Synonyme – Semi-conservée: Changement de base qui change l’acide aminé à un semblable Même forme différente charge Ex. CGC → CUC Arg (Polaire) à Leu (non polaire) Non-Synonyme – Non-conservée: Changement de base qui change l’acide aminé à un différent Différente forme et charge

Mutations ponctuelles Nonsense : Changement de base qui cause la création d’un codon d’arrêt prémature dans l’ORF Cause la terminaison prémature de la traduction Protéine tronquée Indel – Insertion ou déletion d’une base dans ORF Change le cadre de lecture Change la séquence protéique Peut causer la terminaison prématuré

Les Marqueurs Moléculaires Caractéristiques de la séquence nucléotidique Le phénotype correspond souvent à un génotype spécifique Polymorphismes de restrictions (RFLP) Polymorphismes de longueurs (VNTR) Nombre variable de répétitions en tandems Polymorphismes d’un nucléotide (SNP)

Polymorphismes de Longueurs - RFLP Fondé sur la présence ou l’absence d’un site de restriction donné à un endroit donné Ex. L’enzyme EcoR1 reconnaît et clive la séquence: GAATTC Une mutation d’une base abolit le site GAGTTC

Détection des RFLP Génomiques Polymorphisme 1 2 A B E A+B * E Génome 1 Génome 2 2 phénotypes possibles 2 allèles peuvent être distingués Plusieurs génotypes possibles

Détection des RFLP par PCR B E A+B * Amplification & Séparation sur gel Génome 1 Génome 2 1 2 1 2 Après digestion Avant digestion

Polymorphismes de Longueurs Minisatellites et Microsatellites: Séquences répétées en tandem Nombre de répétition très variable parmi différents individus; donc plusieurs allèles Polymorphisme de longueurs Phénotype=Génotype   Minisatellites Faible distribution à la grandeur du génome Retrouvés surtout dans les télomères Microsatellites: Distribution élevée à la grandeur du génome VNTR

Polymorphismes de Longueurs - VNTR Le nombre de répétitions = différentes longueurs = différents allèles =différents génotypes =différents phénotypes moléculaires

Polymorphismes de Longueurs - VNTR Région d’ADN où se retrouve des copies en tandem des unités répétées de di-, tri- ou tétra Exemples: Répétition de dinucléotides GTGTGTGTGTGT…… Répétition de trinucléotides ACGACGACGACG…… Répétition de tétranucléotides TATCTATCTATC……

VNTR (Suite) Nombre de répétitions très variables entre individus Donc plusieurs allèles dans une population CA Allèle 1 Allèle 2 Allèle 3 Des fragments de différentes longueurs seraient générés par une digestion aux positions indiquées par les flèches

Détection des VNTR par PCR AGCTGCTTAATGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCATAACATTGC Individu 1 AGCGGCTTAATGCTGCTGCATAACATTGC Individu 2 1 2 Amplification & Séparation sur gel

La Biométrie

Profile VNTR De qui provient le sang?

Profile VNTR Bob Luc Paul Tom Marc Qui est le père de Bob?

Déterminer le nombre de loci Déterminer le deux extrêmes Dans ce cas-ci 8 et 13 Déterminer le max et le min pour chaque extrême Dans le cas de 8: max 8, min 4 Dans le cas de 13: max 13, min 7 Déterminer l’étendu 7-8 loci Quel est le nombre maximum de loci homozygotes si le nombre de bandes est 13?