CHMI 4206F - Automne 20101 CHMI 4206 Bioinformatique appliquée Prof: Eric R. Gauthier, Ph.D. Département de chimie et biochimie Université Laurentienne.

Présentation au sujet: "CHMI 4206F - Automne 20101 CHMI 4206 Bioinformatique appliquée Prof: Eric R. Gauthier, Ph.D. Département de chimie et biochimie Université Laurentienne."— Transcription de la présentation:

1 CHMI 4206F - Automne 20101 CHMI 4206 Bioinformatique appliquée Prof: Eric R. Gauthier, Ph.D. Département de chimie et biochimie Université Laurentienne Introduction et rappel de notions de base

2 CHMI 4206F - Automne 20102 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

3 CHMI 4206F - Automne 20103 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

4 CHMI 4206F - Automne 20104 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

5 CHMI 4206F - Automne 20105 Révision de concepts de base Structure des acides nucléiques; Réplication Transcription Traduction

6 CHMI 4206F - Automne 20106 Rappel: Acides nucléiques Fig. 2.11 ARNADN O NH 2 Fig. 2.10 ARN seulement

7 CHMI 4206F - Automne 20107 nucléotides nucléosides

8 CHMI 4206F - Automne 20108 Lien glycosidique Bout 5’ Bout 3’ Règles de pairage des bases

9 CHMI 4206F - Automne 20109 Antiparallélisme

10 CHMI 4206F - Automne 201010 Dogme central ADNARNprotéine Transcription Traduction Réplication Transcription inverse Réplication

11 CHMI 4206F - Automne 201011 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’

12 CHMI 4206F - Automne 201012 Transcription

13 CHMI 4206F - Automne 201013 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. http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/posters/chromosome/gencode.shtml

14 CHMI 4206F - Automne 201014 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

15 CHMI 4206F - Automne 201015 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.

16 CHMI 4206F - Automne 201016 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.

17 CHMI 4206F - Automne 201017 Structure des gènes bactériens – séquence transcrite en ARNm http://bozeman.mbt.washington.edu/compbio/mbt599/Lecture0/49.html

18 CHMI 4206F - Automne 201018 Structure des gènes bactériens - promoteur

19 CHMI 4206F - Automne 201019 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

20 CHMI 4206F - Automne 201020 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  50-200b de long

21 CHMI 4206F - Automne 201021 Structure des gènes eucaryotes – séquence transcrite en ARNm http://bozeman.mbt.washington.edu/compbio/mbt599/Lecture0/65.html

22 CHMI 4206F - Automne 201022 Structure des gènes eucaryotes NATURE © 2001 Macmillan Magazines Ltd | VOL 409 | 15 FEBRUARY 2001

23 CHMI 4206F - Automne 201023 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

24 CHMI 4206F - Automne 201024 Expression des gènes chez les eucaryotes http://www.exonhit.com/alternativesplicing/pages/diagra ms/figure2.htm

25 CHMI 4206F - Automne 201025 Structure des gènes eucaryotes - promoteur