QCM : Génétique et transgenèse animale (69 questions)

Explication

Une cellule somatique diploïde de souris possède 20 paires, soit 40 chromosomes, avec une copie maternelle et une copie paternelle de chaque paire. Le nombre de 20 chromosomes confond chromosomes et paires, 46 chromosomes reprend le nombre humain, et une origine exclusivement maternelle ne respecte pas la diploïdie décrite.

Explication

Dans l'ADN, les appariements sont A–T et G–C. L'uracile appartient à la correspondance de l'ARN, l'association A–G confond deux bases différentes, et l'appariement d'une base avec elle-même ne correspond pas à la complémentarité indiquée.

Explication

Lors de la réplication, chaque brin séparé sert de matrice à un nouveau brin complémentaire, ce qui permet le transfert fidèle de l'information. La transcription produit de l'ARN, l'élimination d'un brin ne décrit pas ce mécanisme, et le ribosome réalise la traduction.

Explication

L'expression d'un gène commence par la transcription de l'ADN en ARN pré-messager, suivie de la maturation par épissage et de la traduction en protéine. Inverser les étapes confond les rôles de l'ADN et de l'ARN, omettre l'épissage néglige la maturation, et placer la traduction avant l'ARN inverse la séquence.

Explication

La méiose transforme une cellule diploïde en quatre cellules-filles haploïdes. La mitose conserve le nombre de chromosomes et produit deux cellules-filles, tandis que les deux autres descriptions donnent une ploïdie incompatible avec le résultat observé.

Explication

La méiose combine la distribution aléatoire et indépendante des chromosomes parentaux avec le crossing-over, qui échange des fragments entre homologues. La réplication copie l'ADN, la fécondation fusionne les gamètes et une mutation ponctuelle ne correspond pas à cet échange de fragments.

Explication

Plus deux gènes sont éloignés sur un même chromosome, plus la probabilité de recombinaison entre eux est élevée. La paire rapprochée inverse cette relation, une probabilité identique ignore l'effet de la distance, et l'ordre de réplication ne détermine pas la recombinaison décrite.

Explication

Le croisement monohybride donne approximativement un rapport phénotypique de 3:1 en F2, associé au rapport génotypique 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Le rapport 1:2:1 décrit les génotypes, l'uniformité correspond aux hybrides F1, et le rapport inversé échange les phénotypes dominants et récessifs.

Explication

La sélection classique repère les individus à partir de leur phénotype et les croise sans connaître nécessairement les gènes impliqués. La transgenèse ciblée introduit un gène identifié, la sélection de mutants génère de la diversité et la recombinaison homologue est une technique de ciblage génétique.

Explication

La perte de fonction indique si le gène est nécessaire, tandis que le gain de fonction teste s’il est suffisant ou déterminant. L’erreur « perte de fonction = suffisance » inverse les tests, « gain de fonction = nécessité » les confond également, et l’analyse de l’expression seule ne remplace pas l’étude des phénotypes.

Explication

La souris combine petite taille, reproduction rapide, maturité sexuelle précoce, bonne tolérance à la captivité, génome séquencé et possibilités de modification génétique ciblée ou additionnelle. Un cycle lent contredit son intérêt pratique, et la seule proximité phylogénétique ne rassemble pas les critères énoncés.

Explication

La micro-injection d’ADN dans le pronucléus entraîne une insertion aléatoire et produit une souris transgénique. Le ciblage par recombinaison homologue dans des cellules ES, et non la micro-injection, produit des souris knock-out.

Explication

L’homogénéité génétique réduit la variabilité phénotypique d’origine génétique et facilite la détection de différences expérimentales, mais elle peut rendre les résultats moins représentatifs d’une population naturelle hétérogène. Une homogénéité ne reflète pas mieux la diversité naturelle, n’empêche pas la détection des différences et n’augmente pas la variabilité génétique.

Explication

Pour détecter cette différence avec une puissance de 80 %, il faut 12 souris consanguines, contre 180 non consanguines. L’effectif de 180 correspond aux souris non consanguines, tandis que 20 est l’effectif utilisé pour comparer les puissances de détection.

Explication

Avec 20 souris, la puissance de détection est de 14 % chez les souris non consanguines et de 97 % chez les consanguines. La valeur de 97 % concerne les consanguines; 80 % est la puissance visée dans la comparaison des effectifs requis.

Explication

Un même allèle mutant peut produire des phénotypes différents selon le fond génétique où il est exprimé. L’idée que l’allèle détermine seul le phénotype néglige l’effet du fond génétique; une mutation différente n’est pas requise pour expliquer l’écart.

Explication

Le fond génétique fait partie intégrante du design expérimental et doit être précisément documenté dans toute publication ou tout compte-rendu. Le considérer comme un détail ou ne le rapporter qu’après des résultats inattendus ne respecte pas cette exigence.

Explication

Les hybrides F1 issus de deux souches consanguines tendent à produire des portées plus grandes et plus saines; ce phénomène est appelé hétérosis. La réduction des portées ou l’augmentation de la consanguinité ne décrit pas cet effet.

Explication

La reproduction est favorisée entre 16 et 26 °C et avec une humidité de 40 à 60 %; 24 °C et 50 % se trouvent dans ces deux plages. Les autres interprétations placent à tort l’une ou les deux valeurs hors des limites indiquées.

Explication

Le cycle œstral dure 4 à 5 jours et l’ovulation survient le troisième jour; placer les femelles avec un mâle ce jour-là maximise les grossesses obtenues. Les jours voisins ne correspondent pas au moment d’ovulation indiqué.

Explication

Le bouchon copulatoire indique qu’un accouplement a eu lieu dans les 8 à 30 heures précédentes, mais ne confirme pas la conception. Le confondre avec une preuve de grossesse est précisément l’erreur à éviter.

Explication

Le schéma doit être adapté à la viabilité et à la fertilité des homozygotes, ainsi qu’aux possibilités de génotypage et aux souris de contrôle requises. Se limiter à la facilité d’accouplement, aux proportions attendues ou à la taille de la colonie omet des critères déterminants.

Explication

Lorsque les homozygotes mutants des deux sexes sont viables et fertiles, leur croisement produit 100 % d’homozygotes et ne nécessite pas le génotypage systématique des souriceaux. L’association hétérozygote × homozygote mutant donne deux génotypes, tandis que le croisement entre hétérozygotes donne aussi des sauvages.

Explication

Quand un seul des génotypes homozygotes est viable ou fertile, le croisement hétérozygote × homozygote mutant produit 50 % d’homozygotes et 50 % d’hétérozygotes. Le croisement entre homozygotes n’est pas adapté ici, et celui entre hétérozygotes donne aussi des souris sauvages.

Explication

Lorsque les homozygotes mutants meurent avant la maturité sexuelle, le croisement entre hétérozygotes permet de produire les trois génotypes selon les proportions 25 %, 50 % et 25 %. Un croisement faisant intervenir un homozygote mutant ne convient pas à cette situation, et le croisement avec un sauvage ne produit pas d’homozygote mutant.

Explication

En 1982, Palmiter et Brinster ont décrit une souris transgénique exprimant le gène de l’hormone de croissance de rat et atteignant environ deux fois la taille normale. La fluorescence rapporte l’activité d’un gène, tandis qu’une inactivation ciblée correspond à une autre stratégie.

Explication

Les cellules ES recombinantes permettent une modification ciblée par recombinaison homologue, notamment un KO. La microinjection entraîne une insertion aléatoire, tandis que le transfert de noyau relève du clonage.

Explication

Le promoteur détermine où et quand le gène est exprimé, alors que la séquence codante détermine le produit synthétisé. La séquence codante ne règle donc pas le lieu ou le moment de l’expression.

Explication

Un phénotype commun à plusieurs lignées indépendantes soutient son attribution au transgène. Un artefact d’insertion est plutôt envisagé lorsque le phénotype est propre à une seule lignée.

Explication

Les cellules ES peuvent contribuer à tous les types cellulaires de l’embryon, mais elles ne forment pas seules les annexes extra-embryonnaires, contrairement au zygote totipotent. La totipotence confond les deux potentiels, les tissus extra-embryonnaires inversent leur capacité et la différenciation nie leur état indifférencié.

Explication

La procédure comprend la modification et la sélection des cellules ES, leur injection dans un blastocyste, le transfert embryonnaire, puis la sélection des chimères transmettant la modification germinale et le génotypage et croisement des descendants. Le transfert avant injection inverse les étapes, la sélection avant transfert est prématurée et l’absence de génotypage et de croisement omet la vérification de la lignée.

Explication

Les chimères issues de cellules ES modifiées peuvent transmettre la modification à leur descendance par la lignée germinale, et les descendants sont d’abord généralement hétérozygotes. La transmission somatique confond les lignées, l’homozygotie est attendue trop tôt et l’absence de transmission contredit la transmission germinale décrite.

Explication

La microinjection classique produit une insertion aléatoire, alors que le KO ou le KI par recombinaison homologue cible le locus voulu. L’attribution du hasard à la recombinaison inverse les méthodes, celle du ciblage à la microinjection les confond, et l’option restante leur attribue à tort un mode identique.

Explication

Sur un même chromosome, des sites loxP d’orientation opposée entraînent une inversion. La délétion correspond à des sites de même orientation, tandis qu’une translocation réciproque implique des sites placés sur deux chromosomes différents; l’insertion n’est pas le résultat décrit.

Explication

Le rétrocroisement indiqué produit 25 % de souris Alb-Cre ; loxP/loxP, chez lesquelles l’excision a lieu dans le foie. La proportion de 50 % néglige l’association requise entre Cre et deux allèles floxés, 75 % confond les classes de génotypes et 100 % suppose que toute la descendance possède le génotype recherché.

Explication

Le tamoxifène, ou son métabolite actif 4-OHT, libère la CreER retenue dans le cytoplasme; la Cre entre alors dans le noyau et excise la séquence floxée. Le maintien cytoplasmique inverse l’effet du traitement, l’excision avant l’entrée nucléaire inverse la séquence causale et la translocation confond des issues différentes de la recombinaison.

Explication

La règle des 3R, formulée par Russell et Burch en 1959, vise à Remplacer, Réduire et Raffiner l’expérimentation animale. Réutiliser, Renouveler et Répéter substituent chacun un principe différent à ceux de la règle.

Explication

La transfection désigne le transfert non viral d’acides nucléiques dans des cellules eucaryotes. La transduction implique un vecteur viral, la transformation concerne des cellules non animales et la transgenèse vise l’obtention d’un organisme portant un gène exogène.

Explication

Le transfert d’acides nucléiques par un vecteur viral est une transduction, aussi appelée infection. La transfection est non virale, la transformation concerne les cellules non animales et la stabilité décrit le devenir de l’ADN plutôt que le moyen viral de transfert.

Explication

Dans une transfection stable, l’ADN s’intègre au génome et peut être transmis aux cellules filles. Une transfection transitoire maintient l’ADN sous forme d’épisome, qui peut être dilué ou perdu pendant les divisions.

Explication

La cassette d’expression comprend notamment un promoteur, un site d’initiation de la transcription, un gène d’intérêt et un signal de polyadénylation; le squelette plasmidique porte une origine de réplication bactérienne et un gène de résistance antibiotique. Les autres descriptions déplacent ou omettent des éléments essentiels.

Explication

Un promoteur fort et ubiquitaire, tel que CAG, permet l’expression dans toutes les cellules transfectées. Les promoteurs synapsine, GFAP et albumine restreignent plutôt l’expression à des types cellulaires ciblés.

Explication

L’interférence par ARN est un mécanisme physiologique dans lequel de petits ARN réduisent l’expression de gènes dans le cytoplasme. La transcription produit des ARN à partir de l’ADN, la traduction produit des protéines et l’intégration génomique concerne l’insertion d’ADN dans le génome.

Explication

Une complémentarité parfaite entre le brin guide et l’ARNm, typique des siRNA, conduit au clivage de l’ARNm. La répression de la traduction accompagnée d’une déstabilisation de l’ARNm est associée à une complémentarité partielle, fréquente pour les miRNA animaux.

Explication

Les méthodes chimiques associent les acides nucléiques négatifs à des molécules cationiques : les complexes formés interagissent avec la membrane et sont le plus souvent internalisés par endocytose. L’entrée par pores physiques confond cette méthode avec une transfection physique, la répulsion inverse l’interaction des charges et la fusion membranaire décrit un autre mécanisme.

Explication

Les liposomes cationiques incorporent l’acide nucléique pour former des lipoplexes, qui interagissent avec les protéoglycanes anioniques de la surface cellulaire avant l’endocytose. Les récepteurs cationiques inversent la charge des partenaires, la fusion directe écarte l’étape de surface et l’attraction magnétique relève de la magnétofection.

Explication

Après injection intraveineuse d’in vivo-jetPEI, l’expression est principalement pulmonaire, mais elle est aussi détectable dans plusieurs autres organes, notamment le foie, la rate et les reins. Un signal principalement hépatique inverse l’organe dominant, tandis qu’une expression limitée aux poumons ou principalement cutanée ne correspond pas à cette distribution.

Explication

Après l’injection intraveineuse, le signal pulmonaire est environ 100 à 500 fois supérieur à celui du foie, de la rate ou des reins. Un écart de 2 à 5 fois sous-estime l’amplitude, un signal pulmonaire inférieur inverse le rapport et un signal hépatique dominant inverse l’organe concerné.

Explication

La biolistique projette des microparticules d’or ou de tungstène enrobées d’ADN plasmidique, généralement accélérées par une impulsion d’hélium. La laserfection crée des pores par laser, la magnétofection attire des complexes magnétiques et la sonoporation repose sur les ultrasons et la cavitation.

Explication

En laserfection, le laser crée une perméabilisation transitoire ; la pression osmotique et la diffusion favorisent l’entrée de l’ADN, puis les pores se referment. La cavitation par microbulles relève de la sonoporation, l’attraction par aimant de la magnétofection et la projection de particules de la biolistique.

Explication

En magnétofection, l’ADN est associé à des nanoparticules magnétiques et l’aimant placé près de l’organe attire les complexes, ce qui favorise leur internalisation. La cavitation par ultrasons, l’accélération par hélium et la perméabilisation par laser correspondent à d’autres méthodes physiques.

Explication

La microinjection introduit l’acide nucléique dans le cytoplasme ou le noyau d’une cellule à la fois à l’aide d’une pipette très fine sous microscope. La biolistique projette des particules, la laserfection crée des pores, et limiter l’injection au milieu extracellulaire contredit son introduction directe dans la cellule.

Explication

Le volume requis correspond à 10 % du poids de l’animal, soit 3 mL pour 30 g selon l’équivalence utilisée pour la souris. Un volume de 0,3 mL traduit une erreur d’un facteur dix, 30 mL multiplie le volume par dix, et 2,5 mL correspond à l’exemple d’une souris de 25 g.

Explication

Le grand volume excède le débit cardiaque, reflue par la veine cave inférieure vers les veines hépatiques et crée temporairement des pores dans l’endothélium sinusoïdal et la membrane des hépatocytes. L’infection virale relève d’une autre méthode, l’orientation vers les poumons inverse le trajet, et l’intégration génomique ne décrit pas ce mécanisme.

Explication

La transfection hydrodynamique peut atteindre 10 à 40 % des hépatocytes. Une transfection de tous les hépatocytes confond efficacité et expression complète, tandis que les plages inférieures à 10 % ou de 40 à 70 % ne correspondent pas à la proportion indiquée.

Explication

Les rétrovirus et les lentivirus s’intègrent au génome, ce qui permet une expression stable transmise aux cellules filles. L’adénovirus s’exprime de façon transitoire depuis un génome épisomal, et les formulations non intégratives ne répondent donc pas à l’objectif.

Explication

Les complexes cationiques injectés par voie intraveineuse peuvent s’accumuler dans les capillaires pulmonaires ; une dose ou une formulation inadaptée, notamment avec des agrégats ou une charge excessive, peut entraîner détresse respiratoire ou mortalité. L’accumulation hépatique et l’élimination rénale ne décrivent pas le risque mentionné, et le risque n’est pas limité à une inflammation bénigne.

Explication

En France, le projet doit être autorisé par l’autorité compétente après évaluation éthique par un comité, et le dossier est déposé dans APAFIS. Un avis éthique ne remplace pas l’autorisation, le dépôt après le début des expériences inverse la procédure, et le rôle d’autorisation revient à l’autorité compétente.

Explication

Le remplacement consiste à recourir à un modèle non animal lorsqu’il convient ; la réduction passe par la planification et le partage des mesures ; le raffinement vise à limiter la souffrance grâce aux procédures et aux soins. Les autres associations intervertissent les objectifs propres à ces principes.

Explication

Le brin antisens s’apparie à l’ARNm cible ; le double brin est reconnu et éliminé par la cellule, notamment par la RNase III, ce qui bloque la production de la protéine. Ce mécanisme ne stimule pas la transcription, ne traduit pas le brin antisens et ne consiste pas en une dégradation directe de la protéine.

Explication

L’ARN interférence éteint l’expression génique après la transcription, soit en dégradant l’ARNm, soit en inhibant sa traduction. La modification permanente de l’ADN confond l’ARN interférence avec l’édition du génome, l’activation de la transcription inverse l’effet, et l’inhibition de la traduction seule omet la dégradation possible de l’ARNm.

Explication

Les miRNA sont endogènes, s’apparient partiellement à de nombreuses cibles et répriment surtout leur traduction. Les siRNA sont généralement exogènes, s’apparient totalement à une cible et provoquent surtout le clivage de l’ARNm ; le clivage associé au miRNA et la répression traductionnelle attribuée au siRNA confondent ces profils.

Explication

Après le clivage nucléaire par Drosha, le pre-miRNA est exporté vers le cytoplasme par Exportine-5, puis clivé par Dicer et chargé dans RISC. Placer Dicer avant l’export inverse la localisation des étapes, la transcription précède Drosha, et le chargement dans RISC a lieu après le traitement cytoplasmique.

Explication

Les nucléases programmables coupent directement l’ADN chromosomique et peuvent entraîner une modification durable du génome, contrairement à l’antisens et à l’ARN interférence, qui agissent transitoirement au niveau de l’ARN. Les autres réponses décrivent des effets sur l’ARN plutôt que l’édition directe de l’ADN.

Explication

La recombinaison homologue utilise une matrice de réparation pour corriger précisément une mutation ou insérer une séquence. La NHEJ est souvent sujette aux erreurs et produit des insertions ou délétions qui peuvent inactiver le gène ; les autres propositions décrivent cette voie plutôt qu’une correction guidée par matrice.

Explication

CRISPR-Cas9 se reprogramme en modifiant la séquence du sgRNA, tandis que la protéine Cas9 reste identique. Modifier Cas9 n’est pas requis pour changer de cible ; une matrice de réparation sert à orienter certaines réparations, et FokI appartient aux ZFN.

Explication

La création ou l’utilisation d’un nouveau modèle animal génétiquement modifié requiert une évaluation éthique et une autorisation de projet préalable, dans le cadre réglementaire applicable. Une évaluation après l’étude ou une déclaration finale ne satisfait pas à cette exigence préalable, et celle-ci ne dépend pas uniquement de CRISPR-Cas9.

Explication

Le remplacement de l’acide glutamique par une valine peut favoriser la polymérisation de l’hémoglobine en fibres, qui déforment les globules rouges et peuvent bloquer les capillaires. La baisse de production, la perte de transport sans fibres et le rétrécissement préalable des capillaires ne correspondent pas à ce mécanisme.

Explication

Le génome murin compte environ $3 \times 10^9$ paires de bases, plus de 30 000 gènes et 20 paires de chromosomes, tandis qu’environ 1 à 2 % de son ADN code des protéines. Les autres estimations confondent paires de bases et gènes, donnent le nombre humain de paires de chromosomes ou surestiment la fraction codante.