QCM : Expression du patrimoine génétique (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description caractérise une protéine ?

Une séquence d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et repliée en trois dimensions
Une chaîne d’acides aminés reliés par des liaisons entre nucléotides
Un acide aminé portant un groupement amine et un groupement carboxyle
Une séquence de nucléotides reliés par des liaisons peptidiques et repliée en trois dimensions

Une séquence d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et repliée en trois dimensions

Explication

Une protéine est une macromolécule formée d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques, puis repliée en une structure tridimensionnelle. La séquence de nucléotides concerne l’ADN, tandis qu’un acide aminé isolé n’est pas une protéine.

2. Deux protéines ont des séquences d’acides aminés différentes et des formes tridimensionnelles distinctes. Que peut-on en déduire concernant leurs fonctions ?

Leurs fonctions doivent être enzymatiques, car leurs séquences diffèrent
Leurs fonctions peuvent différer, car la forme et les acides aminés y contribuent
Leurs fonctions peuvent différer, car seule leur forme tridimensionnelle y contribue
Leurs fonctions peuvent différer, car seuls leurs acides aminés y contribuent

Leurs fonctions peuvent différer, car la forme et les acides aminés y contribuent

Explication

La fonction dépend à la fois de la structure tridimensionnelle et de la nature des acides aminés. L’idée que seule la forme ou seule la composition compte néglige l’autre déterminant, et une séquence différente n’implique pas une fonction enzymatique.

3. En 1941, une souche mutante de Neurospora crassa ne synthétise pas le tryptophane. Quel résultat correspond aux observations de Beadle et Tatum lorsqu’ils ajoutent au milieu une molécule intervenant dans sa voie de synthèse ?

La souche survit après avoir perdu sa capacité de synthèse
La souche meurt malgré la molécule ajoutée
La souche produit le tryptophane sans intervention extérieure
La souche peut survivre grâce à la molécule ajoutée

La souche peut survivre grâce à la molécule ajoutée

Explication

Beadle et Tatum ont observé que l’ajout de molécules de la voie de synthèse pouvait permettre la survie des souches incapables de produire le tryptophane. L’option évoquant la mort inverse ce résultat, tandis que la production sans apport ne correspond pas à l’observation.

4. Quelle proposition résume l’interprétation de Beadle et Tatum sur le rôle des gènes dans une voie de synthèse ?

Un gène produit directement une molécule de la voie, sans protéine intermédiaire
Une enzyme produit le substrat de la voie en transformant le gène
Un gène permet de produire une protéine, par exemple une enzyme nécessaire à la voie
Une protéine permet de produire un gène, par exemple une enzyme nécessaire à la voie

Un gène permet de produire une protéine, par exemple une enzyme nécessaire à la voie

Explication

Beadle et Tatum proposaient qu’un gène permette de produire une protéine, notamment une enzyme nécessaire à une voie de synthèse. Dire qu’une protéine produit le gène inverse leur hypothèse, et le gène n’est pas présenté comme produisant directement le substrat.

5. Quelle molécule transporte une copie de l’information génétique de l’ADN vers le lieu de synthèse des protéines, en étant présente dans le noyau et le cytoplasme ?

L’ARN polymérase II
Une protéine
L’ARN messager
L’ADN

L’ARN messager

Explication

L’ARN messager transporte une copie de l’information génétique de l’ADN vers le lieu de synthèse des protéines et se trouve dans le noyau comme dans le cytoplasme. L’ADN reste dans le noyau, une protéine est le produit de la synthèse et l’ARN polymérase II réalise la transcription.

6. Dans une cellule eucaryote, une molécule doit faire sortir du noyau l’information génétique nécessaire à la synthèse d’une protéine. Quelle molécule peut traverser les pores nucléaires ?

L’ARN messager
L’ADN
La protéine en cours de synthèse
L’ARN polymérase II

L’ARN messager

Explication

Chez les eucaryotes, l’ADN ne peut pas sortir par les pores nucléaires, tandis que l’ARN messager peut les traverser. L’ADN reste dans le noyau, la protéine est le produit à fabriquer et l’ARN polymérase II intervient dans la transcription.

7. Quel processus correspond à la copie de l’information de l’ADN en ARN chez les cellules eucaryotes, et quelle enzyme le réalise ?

La traduction, réalisée par l’ARN polymérase II
La maturation, réalisée par l’ARN polymérase II
La transcription, réalisée par l’ARN polymérase II
La réplication, réalisée par l’ARN polymérase II

La transcription, réalisée par l’ARN polymérase II

Explication

La transcription copie l’information de l’ADN en ARN et, chez les eucaryotes, elle est réalisée par l’ARN polymérase II. La traduction produit une protéine, la réplication copie l’ADN et la maturation intervient après la production de l’ARN prémessager.

8. Dans une cellule eucaryote, l’ARN polymérase II commence à transcrire un gène. Quelle action décrit son rôle dans cette étape ?

Elle ouvre la double hélice, se fixe sur le brin codant et assemble des nucléotides identiques pour former un ARN prémessager.
Elle ouvre la double hélice, se fixe sur le brin transcrit et assemble des nucléotides complémentaires pour former directement une protéine.
Elle ouvre la double hélice, se fixe sur le brin transcrit et assemble des acides aminés pour former une protéine.
Elle ouvre la double hélice, se fixe sur le brin transcrit et assemble des nucléotides complémentaires pour former un ARN prémessager.

Elle ouvre la double hélice, se fixe sur le brin transcrit et assemble des nucléotides complémentaires pour former un ARN prémessager.

Explication

L’ARN polymérase II ouvre la double hélice, se fixe sur le brin transcrit et assemble des nucléotides complémentaires afin de produire un ARN prémessager. Le brin codant n’est pas le brin utilisé comme matrice, et l’assemblage d’acides aminés relève de la synthèse des protéines.

9. Dans deux types cellulaires, un même ARN prémessager conserve des combinaisons d’exons différentes. Quel effet cela peut-il avoir ?

Produire plusieurs ARNm et protéines différents
Produire plusieurs ADN à partir d’un seul ARN prémessager
Produire un seul ARNm, mais plusieurs copies identiques de protéine
Produire des protéines différentes sans modifier les ARNm

Produire plusieurs ARNm et protéines différents

Explication

La conservation de combinaisons d’exons différentes permet à un même ARN prémessager de donner plusieurs ARNm, puis plusieurs protéines. La réplication concerne l’ADN, les introns ne sont pas le mécanisme décrit, et des prémessagers distincts ne sont pas requis.

10. Après la maturation nucléaire d’un ARN prémessager, quelle séquence d’événements conduit à l’arrivée de l’ARNm mature dans le cytoplasme ?

Assemblage de tous les introns, élimination des exons, puis passage par un pore nucléaire
Maturation par les ribosomes, puis transport de l’ARNm à travers la membrane cellulaire
Élimination des introns et de certains exons, assemblage des exons conservés, puis passage par un pore nucléaire
Passage du prémessager par un pore nucléaire, puis élimination des introns dans le cytoplasme

Élimination des introns et de certains exons, assemblage des exons conservés, puis passage par un pore nucléaire

Explication

La maturation nucléaire élimine les introns et certains exons, puis assemble les exons conservés; l’ARNm mature rejoint ensuite le cytoplasme par les pores nucléaires. Les introns ne sont pas assemblés, et le transport ne précède pas la maturation.

11. Un gène se trouve dans une région d’hétérochromatine très condensée. Quel effet cette localisation a-t-elle sur son expression ?

Le gène est transcrit davantage, car l’ADN est plus compact
Le gène n’est pas exprimé, car l’ARN polymérase II ne peut pas s’y fixer
Le gène est exprimé après la fixation de l’ARN polymérase II sur les introns
Le gène reste exprimé à un niveau inchangé malgré l’inaccessibilité de l’ADN

Le gène n’est pas exprimé, car l’ARN polymérase II ne peut pas s’y fixer

Explication

Dans l’hétérochromatine, la forte condensation de l’ADN empêche la fixation de l’ARN polymérase II et le gène n’est donc pas exprimé. L’idée d’une transcription accrue inverse l’effet de la condensation; la fixation sur les introns n’est pas le mécanisme en jeu.

12. Dans une cellule, une molécule se fixe en amont d’un gène et réduit sa transcription. Quelle fonction correspond à cette molécule ?

Un messager intercellulaire régulateur
Un facteur de transcription activateur
Un facteur de transcription inhibiteur
Un élément d’ADN codant situé en aval

Un facteur de transcription inhibiteur

Explication

Les facteurs de transcription se fixent en amont d’un gène et peuvent inhiber ou activer sa transcription; ici, l’effet observé est une inhibition. Un facteur activateur aurait l’effet opposé, tandis qu’une hormone est un autre type de signal régulateur.

13. Pourquoi des cellules issues d’un même organisme peuvent-elles se spécialiser en types cellulaires différents ?

La spécialisation résulte de mutations différentes dans chaque cellule
La régulation de l’expression des gènes contribue à leur spécialisation
La spécialisation apparaît lorsque l’expression de tous les gènes cesse
La spécialisation découle de l’épissage alternatif seul

La régulation de l’expression des gènes contribue à leur spécialisation

Explication

La régulation de l’expression des gènes contribue à la spécialisation cellulaire en permettant des profils d’expression différents. Des mutations distinctes ne sont pas la cause énoncée, et l’épissage alternatif seul ou l’arrêt général de l’expression ne résume pas ce principe.

14. Quel rôle joue un ribosome lors de la traduction dans le cytoplasme ?

Se fixer sur l’ARNm et guider la synthèse des protéines
Maturer l’ARNm en retirant ses introns
Synthétiser un ARNm à partir de nucléotides
Se fixer sur l’ADN et guider la copie des gènes

Se fixer sur l’ARNm et guider la synthèse des protéines

Explication

Le ribosome est un complexe cytoplasmique qui se fixe sur l’ARNm et guide la synthèse des protéines. La copie des gènes relève de la transcription, tandis que la maturation de l’ARNm et son assemblage ne sont pas le rôle du ribosome.

15. Quels chercheurs ont contribué à déterminer le code génétique en étudiant la traduction d’ARN de synthèse ?

Watson, Crick et Franklin
Jacob, Monod et Lwoff
Cech, Altman et Sharp
Nirenberg, Matthaei et Khorana

Nirenberg, Matthaei et Khorana

Explication

Nirenberg, Matthaei et Khorana ont contribué à établir le code génétique grâce à l’étude de la traduction d’ARN de synthèse. Watson, Crick et Franklin sont associés à la structure de l’ADN, tandis que les autres noms renvoient à des recherches différentes.

16. Une biologiste classe les codons en codons sens et codons stop. Quelle répartition doit-elle obtenir pour les 64 codons du code génétique ?

59 codons sens et 5 codons stop
62 codons sens et 2 codons stop
60 codons sens et 4 codons stop
61 codons sens et 3 codons stop

61 codons sens et 3 codons stop

Explication

Le code génétique comprend 64 codons au total : 61 codent pour des acides aminés et 3 sont des codons stop. Les répartitions proposées dans les autres choix ne respectent pas ces nombres.

17. Un étudiant observe que deux codons différents peuvent désigner la leucine, mais qu’un codon donné ne désigne qu’un seul acide aminé. Quelle propriété décrit correctement ces observations ?

Le code est non dégénéré et ambigu
Le code est quasi universel et ambigu
Le code est dégénéré et non ambigu
Le code est non dégénéré et quasi universel

Le code est dégénéré et non ambigu

Explication

Le code est dégénéré parce que plusieurs codons peuvent correspondre au même acide aminé, et non ambigu parce que chaque codon correspond à un seul acide aminé. L’ambiguïté ne signifie pas qu’un acide aminé possède plusieurs codons, et la quasi-universalité concerne la conservation du code entre les êtres vivants.

18. Lors de l’annotation d’un ARNm dans le cas général, quels triplets faut-il repérer comme codon d’initiation et codons stop ?

UAA pour l’initiation ; AUG, UAG et UGA pour l’arrêt
AUG pour l’initiation ; UAA, UAG et UGA pour l’arrêt
UAG pour l’initiation ; UAA, AUG et UGA pour l’arrêt
AUG pour l’initiation ; UAA, UAC et UGA pour l’arrêt

AUG pour l’initiation ; UAA, UAG et UGA pour l’arrêt

Explication

Dans le cas général, la traduction commence au codon AUG et se termine à l’un des trois codons stop UAA, UAG ou UGA. UAA n’est pas le codon d’initiation, et UAC ne figure pas parmi les codons stop indiqués.

19. Lorsqu’un ribosome atteint un codon stop pendant la traduction, quel événement marque la terminaison ?

La protéine est transférée dans le noyau avant la dissociation du ribosome.
Le ribosome se détache de l’ARNm et la protéine est libérée dans le cytoplasme.
Le ribosome s’associe à l’ARNm et commence au codon AUG.
Le ribosome forme des liaisons peptidiques en poursuivant l’élongation.

Le ribosome se détache de l’ARNm et la protéine est libérée dans le cytoplasme.

Explication

La lecture d’un codon stop déclenche la terminaison : le ribosome se détache de l’ARNm et libère la protéine dans le cytoplasme. Le codon AUG correspond à l’initiation, les liaisons peptidiques à l’élongation, et le transfert dans le noyau ne décrit pas cette étape.

20. Une protéine vient d’être libérée dans le cytoplasme à la fin de la traduction. Que faut-il en conclure sur son état fonctionnel ?

Elle doit encore recevoir des acides aminés pendant l’élongation de la traduction.
Elle peut encore nécessiter des étapes de maturation avant d’être fonctionnelle.
Elle est déjà fonctionnelle dès que le ribosome se détache de l’ARNm.
Elle doit retourner au ribosome pour commencer l’initiation au codon AUG.

Elle peut encore nécessiter des étapes de maturation avant d’être fonctionnelle.

Explication

La traduction libère une protéine qui n’est pas encore nécessairement fonctionnelle : elle doit encore subir des étapes de maturation. L’ajout d’acides aminés relève de l’élongation, et la libération par le ribosome ne signifie pas que la maturation est achevée.

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De quoi une protéine est-elle constituée et comment est-elle organisée ?

D’une séquence d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et repliée en trois dimensions.

Quels éléments déterminent la fonction d’une protéine ?

Sa structure tridimensionnelle et la nature de ses acides aminés.

Quelles fonctions une protéine peut-elle remplir ?

Une fonction structurale, hormonale, enzymatique ou métabolique.

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