QCM : Biologie moléculaire et acides nucléiques (27 questions)

Explication

Les histones sont de petites protéines basiques, de moins de 21 kDa, appartenant à cinq classes. Le nucléosome évoque un collier de perles et compacte l’ADN d’un facteur 6 ; ses modifications post-traductionnelles réversibles peuvent compacter ou décompacter la chromatine. Les distracteurs substituent l’acidité aux propriétés basiques et le facteur 30 au facteur 6.

Explication

La forme A est une hélice droite, plus compacte que la forme B, et compte 11 paires de bases par tour; elle se forme en cas de déshydratation. Le pas gauche, l’aspect en zigzag et les 12 paires par tour caractérisent la forme Z.

Explication

Le degré de compaction évolue et module l’accessibilité de l’ADN, notamment pour la transcription, la réplication et la réparation. Il n’est donc ni fixe ni sans effet sur ces fonctions, et une compaction accrue ne signifie pas une accessibilité accrue.

Explication

Avery, MacLeod et McCarty montrent en 1944 que l’ADN, et non les protéines, est le support de l’information génétique. Schrödinger publie la même année What Is Life? et s’interroge sur le stockage de l’information héréditaire dans les chromosomes ; Hugo de Vries est associé à la notion de mutation.

Explication

Les oxygènes liés aux bases sont majoritairement sous forme céto à pH physiologique, tandis que cette forme majoritaire pour les azotes est amino. L’ADN comporte A, T, C et G ; l’ARN comporte U à la place de T.

Explication

La forme B a un diamètre de 2 nm, et ses sillons permettent des interactions avec des ions ou des protéines. Les liaisons hydrogène stabilisent les bases appariées, tandis que les liaisons phosphodiester relient les sucres aux phosphates du squelette; elles ne relient pas les bases entre elles.

Explication

Mendel publie ses travaux en 1866 et y décrit notamment les caractères dominants et récessifs. Darwin présente sa théorie en 1859, tandis que l’idée de transmission par les cellules germinales est associée à Weismann ; les travaux de Mendel restent ignorés jusqu’au début du XXᵉ siècle.

Explication

La dénaturation sépare les brins par rupture des liaisons hydrogène, et les hélicases peuvent la provoquer in vivo. Les paires G-C comportent trois liaisons hydrogène, ce qui explique la température plus élevée ; les liaisons phosphodiester ne sont pas celles rompues lors de cette séparation.

Explication

Le nucléosome associe 146 paires de bases enroulées sur deux tours à un octamère comprenant deux copies de H2A, H2B, H3 et H4. H1 se situe entre les nucléosomes et stabilise la chromatine ; elle ne fait pas partie de l’octamère. Les propositions restantes modifient le nombre de tours ou la composition de l’octamère.

Explication

Le regroupement de plusieurs nucléosomes forme la fibre de 30 nm, deuxième niveau, tandis que les grandes boucles de 300 nm constituent le troisième niveau. Leur compression et leur pliage donnent la fibre large de 700 nm ; les chromatides sont le cinquième niveau et atteignent un facteur 10 000, et non le quatrième niveau ni le facteur indiqué.

Explication

L’électrophorèse sépare l’ADN chargé négativement selon la taille exprimée en paires de bases. Le refroidissement permet la réassociation complémentaire des brins ; l’ADN absorbe à 260 nm et sa concentration est proportionnelle à la densité optique. Le tri électrophorétique ne repose pas sur une charge positive ni sur la densité optique.

Explication

Chaque paire A-T forme 2 liaisons hydrogène, soit 60 pour 30 paires; chaque paire C-G en forme 3, soit 60 pour 20 paires. Cinquante paires à 10 par tour donnent cinq tours, et à 0,34 nm par intervalle, la longueur axiale est de 17 nm. Dans cette région, le nombre total de résidus A et G égale celui des résidus T et C.

Explication

La 5-méthylcytosine provient de la méthylation d’une cytosine de l’ADN et intervient dans la régulation de l’expression génique. L’hypoxanthine dérive de l’adénine et se retrouve notamment sous forme d’inosine dans les anticodons, et non dans les codons, de certains ARNt.

Explication

Le génome haploïde humain compte environ trois milliards de paires de bases, réparties dans vingt-trois chromosomes. Sa longueur linéaire totale avoisine un mètre ; quarante-six chromosomes correspondent au génome diploïde, et trois milliards de nucléotides ne représentent pas trois milliards de paires de bases.

Explication

Erwin Chargaff a décrit la composition en bases en 1949, et le rapport $\frac{G+C}{A+T}$ est spécifique d’une espèce. Dans une même espèce, les ADN de tissus différents ont la même composition globale, qui n’est pas modifiée par l’âge ou l’état nutritionnel ; le rapport n’est donc pas universel entre espèces.

Explication

La forme Z est une hélice gauche en zigzag, avec 12 paires de bases par tour, et pourrait intervenir dans la régulation de l’expression des gènes. L’hélice droite à 11 paires par tour correspond à la forme A; la forme B compte 10 paires par tour.

Explication

Un nucléoside est constitué d’un sucre et d’une base azotée reliés par une liaison N-glycosidique covalente de type β, impliquant le carbone 1′ du sucre. Cette liaison rejoint l’azote 1 d’une pyrimidine ou l’azote 9 d’une purine ; un phosphate n’est pas le second composant du nucléoside.

Explication

L’estérification du 3′-OH par le phosphate 5′ forme une liaison phosphodiester 3′-5′ ; le brin est polarisé du 5′ phosphate au 3′-OH, et sa synthèse va de 5′ vers 3′. Le squelette constant alterne sucres et phosphates, tandis que la liaison proposée en sens inverse déplace incorrectement les fonctions impliquées.

Explication

Un nucléotide est un nucléoside portant un à trois phosphates reliés par une liaison ester au carbone 5′ du sucre. La synthèse se fait principalement dans le foie, soit par la voie de novo à partir d’acides aminés, soit par récupération de bases azotées libres.

Explication

Les pyrimidines sont la cytosine, la thymine et l’uracile ; la thymine se trouve dans l’ADN et l’uracile dans l’ARN. Les purines sont l’adénine et la guanine, et c’est l’adénine, non la guanine, qui est dépourvue d’oxygène comme groupement substitutif.

Explication

Crick et Watson proposent le modèle de l’ADN en double hélice en 1953, notamment à partir de travaux de diffraction des rayons X. Le code génétique, qui relie codons et acides aminés, est déchiffré à partir de 1961 ; l’appariement correct est A-T et G-C.

Explication

Les phosphates apportent des charges négatives aux polymères et sont à l’origine des propriétés acides des acides nucléiques. L’ATP, ou adénosine triphosphate, est la principale source d’énergie chimique cellulaire, notamment dans les mitochondries ; les phosphates ne rendent donc pas les polymères basiques.

Explication

À pH physiologique, les phosphates rendent l’acide nucléique négatif et leur orientation externe favorise l’interaction avec des protéines positives ; la séquence d’ADN se lit de 5′ vers 3′. Le préfixe k signifie 10³ et, pour l’ADN bicaténaire, la longueur s’exprime en paires de bases ; le brin d’ARN se mesure en bases, et les phosphates ne sont pas positifs.

Explication

Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides, constitués chacun d’une base azotée, d’un sucre à cinq carbones et d’un ou plusieurs phosphates. Une fois incorporé à la chaîne, chaque nucléotide porte un seul groupement phosphate ; les bases puriques sont bicycliques et comportent quatre azotes.

Explication

La réplication de l’ADN au cours du cycle cellulaire permet aux cellules filles de recevoir le même patrimoine génétique, et l’ADN nucléaire humain est linéaire tandis que l’ADN mitochondrial est circulaire. La transcription produit de l’ARN, qui sert de matrice à la synthèse des protéines ; les protéines ne servent pas de matrice à l’ARN, la réplication ne produit pas l’ARN matrice, et l’ADN mitochondrial se réplique au cours du cycle cellulaire.

Explication

Watson et Crick ont décrit la double hélice de forme B en 1953 en s’appuyant notamment sur les travaux de Chargaff et de Rosalind Franklin. Les brins sont deux polymères antiparallèles, et non parallèles ni constitués d’un seul polymère; Chargaff et Franklin ne sont pas les auteurs de cette description.

Explication

La structure primaire est l’enchaînement des nucléotides avec une élongation 5′-3′. L’ADN constitue le patrimoine génétique des formes de vie cellulaires et de nombreux virus, et contient l’information nécessaire à l’édification, au fonctionnement et à la reproduction ; l’orientation 3′-5′ est incorrecte.