CHMI 4206F - Automne CHMI 4206 Bioinformatique appliquée Prof: Eric R. Gauthier, Ph.D. Département de chimie et biochimie Université Laurentienne Introduction et rappel de notions de base

CHMI 4206F - Automne Plan de cours Thème 1: Génomique Semaines du 6-24 septembre Thème 2: Protéomique Semaines du 27 septembre-15 octobre Thème 3: Méthodes comparatives d’étude de l’expression des gènes Semaines du 18 octobre-12 novembre Thème 4: Génomique fonctionnelle Semaines du 15 novembre- 8 décembre

CHMI 4206F - Automne Plan de cours Thème 1: Génomique Projets de séquençage des génomes Méthodes d’analyse de séquences: Alignement de séquences Méthodes d’identification de gènes Analyse comparative de génomes Analyse phylogénétique Thème 2: Protéomique: Techniques de caractérisation des protéomes Méthodes expérimentales et prédictives d’analyse des protéomes Structure secondaire/tertiaire/quaternaire Analyse des modification post-traductionnelles

CHMI 4206F - Automne Plan de cours Thème 3: Analyse comparative de l’expression des gènes: Puces à ADN Puces à protéines Analyse en série de l’expression des gènes (« SAGE ») « Differential display» Thème 4: Génomique fonctionnelle/«Systems biology » Souris transgéniques « cre-lox » Méthodes d’interférences à l’ARN « Synthetic genetic arrays » Analyse des interactions protéine-protéine Métabolomique

CHMI 4206F - Automne Révision de concepts de base Structure des acides nucléiques; Réplication Transcription Traduction

CHMI 4206F - Automne Rappel: Acides nucléiques Fig ARNADN O NH 2 Fig ARN seulement

CHMI 4206F - Automne nucléotides nucléosides

CHMI 4206F - Automne Lien glycosidique Bout 5’ Bout 3’ Règles de pairage des bases

CHMI 4206F - Automne Antiparallélisme

CHMI 4206F - Automne Dogme central ADNARNprotéine Transcription Traduction Réplication Transcription inverse Réplication

CHMI 4206F - Automne Réplication Respecte les règles de 1- pairage 2- antiparallélisme 3- polarité Donc: la séquence d’un des brins nous donne automatiquement celle de l’autre brin. 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’

CHMI 4206F - Automne Transcription

CHMI 4206F - Automne Transcription/Traduction NOTE: La séquence de l’ARNm est complémentaire à celle du brin gabarit (template strand – aka brin non-codant, brin transcrit) et est identique à celle du brin codant (non-transcrit) de l’ADN.

CHMI 4206F - Automne Concepts à mémoriser 1- Polarité des acides nucléiques Extrémité 5’ (5’ phosphate libre) Extrémité 3’ (3’ OH libre) 2- Les brins d’une molécule d’ADN sont antiparallèle l’un par rapport à l’autre: Autrement dit: les deux brins sont orientés de manière opposée 3- Pairage de bases: A T et G C

CHMI 4206F - Automne Concepts à mémoriser 4- Brin codant: Celui dont la séquence est identique à celle de l’ARNm Celui qui est donné lorsqu’on consulte les bases de données de séquences 5- Cadre de lecture ouvert: Débute par codon d’initiation AUG Se termine par un codon stop: UAG / UAA / UGA 6- Direction des ADN/ARN polymérases: TOUJOURS 5’  3’ par rapport au brin qui est en train d’être allongé.

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes bactériens Gènes continus: la séquence d’ADN encodant l’ARN n’est pas interrompue; Gènes souvent arrangés en opérons: série de gènes consécutifs impliqués dans une même voie métabolique: e.g. opéron lactose Transcrits en un seul, long ARNm contenant plusieurs cadres de lecture ouverts Chaque cadre de lecture ouvert est traduit indépendamment des autres. Transcription est initiée par la liaison de la ARN polymérase à une séquence promoteur, située en 5’ du gène Transcription et traduction sont couplés.

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes bactériens – séquence transcrite en ARNm

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes bactériens - promoteur

CHMI 4206F - Automne Expression génique chez les bactéries Transcription et traduction sont couplés. Opéron lactose Dégrade lactose en galactose et glucose Transporteur du lactose ? Lac Z: code pour la  -galactosidase Lac Y: code pour la lactose perméase Lac A: code pour la thiogalactoside transacétylase

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes eucaryotes Gènes interrompus: Exons: se retrouvent dans l’ARNm Introns: sont éliminés suite à la transcription ARNm sont modifiés: Modifications: dans le noyau cellulaire Épissage (« splicing »):  processus selon lequel les introns sont enlevés de l’ARNm et les exons sont collés les uns aux autres. A lieu dans le noyau cellulaire.  Épissage alternatif (« alternative splicing »): processus selon lequel l’identité des exons conservés dans l’ARNm et des introns enlevés de l’ARN peut varie. Ceci donne lieu à une grande diversité de protéines pouvant être produites à partir d’un seul gène. Cap de GTP: au bout 5’ de l’ARNm Queue de polyadénosine (polyA)  Au bout 3’ de l’ARNm  b de long

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes eucaryotes – séquence transcrite en ARNm

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes eucaryotes NATURE © 2001 Macmillan Magazines Ltd | VOL 409 | 15 FEBRUARY 2001

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes eucaryotes Transcription et traduction ne sont pas couplés: Transcription: dans le noyau Traduction: dans le cytoplasme Donc: ARNm doit être transporté dans le cytoplasme

CHMI 4206F - Automne Expression des gènes chez les eucaryotes ms/figure2.htm

CHMI 4206F - Automne Structure des gènes eucaryotes - promoteur