QCM : Structure du génome et chromatine (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un chromosome doit être compacté tout en restant accessible aux activités cellulaires. Concernant la compaction de l’ADN, quelles propositions sont exactes ?

La compaction empêche l’accès des machineries de transcription à l’ADN.
Les chromosomes métaphasiques humains mesurent en moyenne environ cinquante micromètres.
La compaction facilite le stockage de l’ADN et la ségrégation des chromosomes.
La compaction de l’ADN est stable et irréversible après la ségrégation chromosomique.
Dans le génome humain diploïde, l’ADN déroulé mesure environ deux mètres.

La compaction facilite le stockage de l’ADN et la ségrégation des chromosomes. · Dans le génome humain diploïde, l’ADN déroulé mesure environ deux mètres.

Explication

La compaction permet le stockage de l’ADN et la ségrégation des chromosomes, tandis que l’ADN déroulé du génome diploïde humain atteint environ deux mètres. Elle reste dynamique et réversible pour permettre l’accès aux machineries cellulaires, et la longueur moyenne d’un chromosome métaphasique est d’environ cinq micromètres.

2. Concernant les niveaux de compaction de la chromatine et la fibre de 30 nm, quelles propositions sont exactes ?

La fibre de 30 nm peut correspondre à une organisation selon le modèle solénoïde.
Le nucléosome et la fibre de 10 nm figurent parmi les premiers niveaux communs aux deux états.
Les techniques récentes établissent la fibre de 30 nm comme organisation générale in vivo.
La fibre de 30 nm est observée in vitro dans des modèles d’organisation de la chromatine.
Le modèle zigzag décrit des nucléosomes enroulés autour d’un axe virtuel.

La fibre de 30 nm peut correspondre à une organisation selon le modèle solénoïde. · Le nucléosome et la fibre de 10 nm figurent parmi les premiers niveaux communs aux deux états. · La fibre de 30 nm est observée in vitro dans des modèles d’organisation de la chromatine.

Explication

Le nucléosome et la fibre de 10 nm font partie des premiers niveaux communs à l’interphase et à la métaphase. La fibre de 30 nm est observée in vitro, et le modèle solénoïde décrit des nucléosomes enroulés autour d’un axe virtuel; les techniques récentes ne démontrent pas une organisation générale de cette fibre in vivo, tandis que le modèle zigzag implique le passage de l’ADN linker entre nucléosomes successifs.

3. Dans une observation de chromatine vivante, des agrégats irréguliers de nucléosomes sont repérés. Quelles propositions décrivent correctement leur organisation ?

Les nanodomaines chromatiniens sont des agrégats isolés de nucléosomes uniques.
Chaque clutch est constitué d’un nombre fixe de dix nucléosomes.
Les clutches s’organisent en fibres régulières de 30 nm dans la chromatine vivante.
Les clutches observés in vivo peuvent être regroupés en nanodomaines chromatiniens.
Ces agrégats hétérogènes de nucléosomes sont appelés clutches dans la chromatine vivante.

Les clutches observés in vivo peuvent être regroupés en nanodomaines chromatiniens. · Ces agrégats hétérogènes de nucléosomes sont appelés clutches dans la chromatine vivante.

Explication

Les agrégats hétérogènes observés in vivo sont appelés clutches et se regroupent en nanodomaines chromatiniens. Leur nombre de nucléosomes varie, et cette organisation n’est pas décrite comme une fibre régulière de 30 nm ni comme des agrégats de nucléosomes uniques.

4. Un fragment de chromatine est analysé pour identifier son organisation nucléosomique. Quelles propositions sont exactes ?

Le cœur et l’ADN de liaison représentent ensemble environ 200 paires de bases.
L’ADN du cœur nucléosomique comprend environ 146 à 147 paires de bases enroulées.
L’ADN de liaison mesure généralement entre 30 et 60 paires de bases dans un nucléosome complet.
L’octamère nucléosomique contient deux exemplaires de chacune des quatre histones canoniques.
Le nucléosome constitue l’unité de base de la chromatine et contient un cœur protéique.

Le cœur et l’ADN de liaison représentent ensemble environ 200 paires de bases. · L’ADN du cœur nucléosomique comprend environ 146 à 147 paires de bases enroulées. · L’ADN de liaison mesure généralement entre 30 et 60 paires de bases dans un nucléosome complet. · L’octamère nucléosomique contient deux exemplaires de chacune des quatre histones canoniques. · Le nucléosome constitue l’unité de base de la chromatine et contient un cœur protéique.

Explication

Le nucléosome est l’unité de base de la chromatine : son ADN cœur, long d’environ 146 à 147 paires de bases, s’enroule autour d’un octamère contenant deux exemplaires de H2A, H2B, H3 et H4. L’ADN de liaison ajoute environ 30 à 60 paires de bases, portant l’ensemble à près de 200 paires de bases.

5. Concernant les histones du nucléosome, quelles propositions sont exactes ?

Les gènes canoniques se regroupent en trois clusters principaux situés en 1q21, 1q42 et 6q22.
La richesse en lysine et arginine confère aux histones une charge négative au pH cellulaire.
Les extrémités N-terminales des histones dépassent du nucléosome et restent accessibles.
Les lysines et les arginines contribuent à la charge positive des histones.
Les gènes des histones canoniques sont répartis dans trois principaux clusters chromosomiques.

Les extrémités N-terminales des histones dépassent du nucléosome et restent accessibles. · Les lysines et les arginines contribuent à la charge positive des histones. · Les gènes des histones canoniques sont répartis dans trois principaux clusters chromosomiques.

Explication

Les histones riches en lysine et arginine portent une charge positive, et leurs extrémités N-terminales dépassent du nucléosome et restent accessibles. Les gènes canoniques sont organisés en trois clusters principaux, situés en 1q21, 1q42 et 6p22, et non en 6q22.

6. Une cellule synthétise ses histones canoniques pendant la phase S et utilise H3.3 dans une région transcriptionnellement active. Quelles propositions sont exactes ?

Au centromère, CENP-A contribue à l’assemblage du kinétochore après remplacement de H3.
Les gènes des histones canoniques portent des introns et une queue poly-A en 3′ de l’ARNm.
H3.3 marque le centromère et permet l’assemblage du kinétochore pour séparer les chromosomes.
Les gènes des histones canoniques sont dépourvus d’introns et de queue poly-A en 3′.
H3.3 déstabilise le nucléosome et augmente l’accessibilité de l’ADN à l’ARN polymérase.

Au centromère, CENP-A contribue à l’assemblage du kinétochore après remplacement de H3. · Les gènes des histones canoniques sont dépourvus d’introns et de queue poly-A en 3′. · H3.3 déstabilise le nucléosome et augmente l’accessibilité de l’ADN à l’ARN polymérase.

Explication

Les gènes canoniques sont sans intron ni queue poly-A, et leur transcription a lieu en phase S. H3.3 favorise l’accessibilité transcriptionnelle, tandis que CENP-A remplace H3 au centromère et participe à l’assemblage du kinétochore ; l’attribution de ce rôle à H3.3 confond les deux variants.

7. Dans une région où une lysine d’histone est acétylée, quelles propositions décrivent correctement les modifications en jeu ?

Les HDAC ajoutent les groupements acétyle aux histones, tandis que les HAT les retirent.
La désacétylation neutralise la charge positive des histones et facilite l’accès à l’ADN.
L’acétylation neutralise la charge positive de la lysine et rend l’ADN plus accessible.
L’acétylation renforce la charge positive de la lysine et accroît la compaction de l’ADN.
Les HAT, également appelées KAT, ajoutent des groupements acétyle aux histones.

L’acétylation neutralise la charge positive de la lysine et rend l’ADN plus accessible. · Les HAT, également appelées KAT, ajoutent des groupements acétyle aux histones.

Explication

L’acétylation d’une lysine neutralise sa charge positive, ce qui favorise l’accessibilité de l’ADN, et les HAT/KAT ajoutent les groupements acétyle. L’acétylation ne renforce pas la charge ; les HDAC retirent les groupements acétyle, et la désacétylation maintient les interactions favorisant la compaction.

8. Concernant la fibre nucléosomique de 10 nm et l’histone H1 :

L’histone H1 se fixe à l’ADN de liaison entre les nucléosomes.
La fixation de H1 contribue à compacter et rigidifier les réseaux nucléosomiques.
La fibre de 10 nm correspond à des nucléosomes séparés par de l’ADN codant.
La fibre de 10 nm présente une organisation en « collier de perles » formée de nucléosomes.
Dans cette fibre, l’ADN de liaison sépare les nucléosomes successifs.

L’histone H1 se fixe à l’ADN de liaison entre les nucléosomes. · La fixation de H1 contribue à compacter et rigidifier les réseaux nucléosomiques. · La fibre de 10 nm présente une organisation en « collier de perles » formée de nucléosomes. · Dans cette fibre, l’ADN de liaison sépare les nucléosomes successifs.

Explication

La fibre de 10 nm est un nucléofilament en « collier de perles », où l’ADN de liaison sépare les nucléosomes. H1 se fixe à cet ADN et favorise la compaction et la rigidification ; l’ADN de liaison n’est pas défini comme de l’ADN codant.

9. Une observation décrit des agrégats nucléosomiques hétérogènes en nanodomaines et compare deux modèles de fibre de 30 nm. Quelles propositions sont exactes ?

Dans le modèle solénoïde, l’ADN de liaison traverse l’axe entre nucléosomes successifs.
Un clutch correspond à un agrégat régulier de trente nucléosomes associé à un nanodomaine.
Dans le modèle zigzag, les nucléosomes s’enroulent autour d’un axe virtuel.
Les modèles solénoïde et zigzag décrivent des fibres de 10 nm observées in vivo.
Un clutch peut regrouper entre deux et dix nucléosomes dans un nanodomaine chromatinien.

Un clutch peut regrouper entre deux et dix nucléosomes dans un nanodomaine chromatinien.

Explication

Les clutches sont des agrégats hétérogènes de 2 à 10 nucléosomes regroupés en nanodomaines. Le solénoïde décrit un enroulement des nucléosomes autour d’un axe virtuel, tandis que le zigzag fait traverser cet axe à l’ADN de liaison ; ces modèles concernent la fibre de 30 nm observée in vitro.

10. Dans une cellule, deux complexes SMC sont identifiés par leurs sous-unités et leurs fonctions : cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Un complexe contenant SMC2 et SMC4 appartient à la famille des condensines.
Les condensines contenant SMC2 et SMC4 peuvent maintenir ensemble les chromatides sœurs.
Un complexe contenant SMC2 et SMC4 est une cohésine maintenant les chromatides sœurs.
Un complexe contenant SMC1 et SMC3 appartient à la famille des cohésines.
Un complexe contenant SMC1 et SMC3 est une condensine impliquée dans la compaction.

Un complexe contenant SMC2 et SMC4 appartient à la famille des condensines. · Un complexe contenant SMC1 et SMC3 appartient à la famille des cohésines.

Explication

Les cohésines contiennent SMC1 et SMC3 et peuvent maintenir ensemble les chromatides sœurs. Les condensines contiennent SMC2 et SMC4 et contribuent à la compaction ainsi qu’à la formation de boucles ; les associations inversées sont erronées.

11. Au cours du cycle cellulaire, quelle description des complexes SMC et de leur action sur la chromatine est exacte ?

Les complexes SMC présentent une organisation structurale en forme d’anneau.
Les cohésines et les condensines modifient la conformation de la chromatine au cours du cycle cellulaire.
Les complexes SMC adoptent une structure linéaire dépourvue de protéines secondaires associées.
Les complexes SMC sont constitués de sous-unités secondaires associées à des sous-unités non-SMC.
Les cohésines et les condensines modifient la conformation chromatinienne uniquement en métaphase.

Les complexes SMC présentent une organisation structurale en forme d’anneau. · Les cohésines et les condensines modifient la conformation de la chromatine au cours du cycle cellulaire.

Explication

Les complexes SMC sont des protéines structurales en forme d’anneau, composées de sous-unités SMC associées à des protéines secondaires. Les cohésines et les condensines modifient la conformation de la chromatine au cours du cycle cellulaire ; leur action n’est pas limitée à la métaphase.

12. Lors d’une analyse du cycle cellulaire, que se passe-t-il pour les cohésines entre la phase S et la prophase ?

Pendant la phase S, les cohésines sont chargées autour des deux chromatides sœurs.
En prophase, PLK1 phosphoryle RAD21 et provoque le clivage des cohésines centromériques.
En prophase, PLK1 phosphoryle SA1/2 et entraîne un retrait partiel des cohésines.
La cohésion des chromatides sœurs s’établit en prophase lors de leur réplication.
Pendant la prophase, les cohésines centromériques sont retirées avant les cohésines des bras.

Pendant la phase S, les cohésines sont chargées autour des deux chromatides sœurs. · En prophase, PLK1 phosphoryle SA1/2 et entraîne un retrait partiel des cohésines.

Explication

La cohésion s’établit durant la phase S, lorsque les cohésines sont chargées autour des chromatides sœurs. En prophase, PLK1 phosphoryle SA1/2, ce qui entraîne un retrait partiel; la réplication n’a pas lieu en prophase, et le clivage centromérique intervient plus tard.

13. Lors de l’analyse d’un caryotype, une région péricentromérique présente une bande C et une taille variable. Quelles propositions sont exactes concernant l’hétérochromatine constitutive ?

Les histones peuvent être hypoacétylées et porter la marque de méthylation H3K9me3.
Les bandes C permettent de révéler cette forme d’hétérochromatine sur les chromosomes.
Une hyperméthylation de l’ADN peut caractériser cette chromatine constitutive.
La partie terminale du bras long du chromosome Y peut présenter un polymorphisme de taille.
Les régions péricentromériques des chromosomes 1, 9, 16 et 19 en contiennent notamment.

Les histones peuvent être hypoacétylées et porter la marque de méthylation H3K9me3. · Les bandes C permettent de révéler cette forme d’hétérochromatine sur les chromosomes. · Une hyperméthylation de l’ADN peut caractériser cette chromatine constitutive. · La partie terminale du bras long du chromosome Y peut présenter un polymorphisme de taille. · Les régions péricentromériques des chromosomes 1, 9, 16 et 19 en contiennent notamment.

Explication

L’hétérochromatine constitutive se trouve notamment dans les régions péricentromériques indiquées et est révélée par les bandes C; des variations de taille peuvent aussi concerner la région Yqh. Elle est associée à un ADN hyperméthylé ainsi qu’à des histones hypoacétylées pouvant porter H3K9me3.

14. Concernant l’articulation entre centromère et kinétochore lors de la division cellulaire, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Le centromère est le complexe multiprotéique qui relie directement les microtubules.
Le centromère est la région de constriction où s’organise l’adhésion des chromatides sœurs.
Le kinétochore est la région de constriction chromosomique assurant l’adhésion des chromatides.
Le kinétochore est un complexe multiprotéique reliant le centromère aux microtubules.
La formation du kinétochore au centromère contribue à la séparation correcte des chromatides.

Le centromère est la région de constriction où s’organise l’adhésion des chromatides sœurs. · Le kinétochore est un complexe multiprotéique reliant le centromère aux microtubules. · La formation du kinétochore au centromère contribue à la séparation correcte des chromatides.

Explication

Le centromère est la région de constriction qui assure l’adhésion des chromatides sœurs et permet la formation du kinétochore, nécessaire à leur séparation correcte. Le kinétochore est le complexe multiprotéique reliant le centromère aux microtubules; il ne désigne pas la région de constriction.

15. Une région génomique change d’état selon les besoins cellulaires et devient répressive dans certaines cellules. Concernant l’hétérochromatine facultative, quelles propositions sont exactes ?

À l’état fermé, la chromatine est associée à la méthylation de l’ADN et à H3K27 triméthylée.
Cet état correspond à une forme réversible de l’euchromatine dont l’activité varie selon les besoins cellulaires.
Cet état constitue une forme stable au cours du cycle cellulaire, contrairement à l’hétérochromatine constitutive.
À l’état ouvert, la chromatine est associée à l’hypométhylation de l’ADN et à H3K27 triméthylée.
À l’état ouvert, la chromatine est peu condensée et facilite l’accès des facteurs de transcription.

À l’état fermé, la chromatine est associée à la méthylation de l’ADN et à H3K27 triméthylée. · Cet état correspond à une forme réversible de l’euchromatine dont l’activité varie selon les besoins cellulaires. · À l’état ouvert, la chromatine est peu condensée et facilite l’accès des facteurs de transcription.

Explication

L’hétérochromatine facultative est réversible et son activité varie avec les besoins cellulaires. L’état ouvert est peu condensé et permissif, tandis que l’état fermé est associé à la méthylation de l’ADN et à H3K27me3. La stabilité décrite concerne l’hétérochromatine constitutive. À l’état ouvert, l’ADN est plutôt hypométhylé et les histones hyperacétylées, avec notamment la marque H3K4.

16. Dans une région de chromatine facultative ouverte, quels profils moléculaires et cytogénétiques peut-on attendre ?

L’ADN présente une hypométhylation et les histones une hyperacétylation associée à H3K4.
L’ADN présente une hyperméthylation et les histones une hypoacétylation associée à H3K4.
Cette chromatine est révélée par les bandes C et présente le polymorphisme de l’hétérochromatine constitutive.
L’ADN présente une hypométhylation et les histones une hypoacétylation associée à H3K27.
Cette chromatine n’est pas révélée par les bandes C, mais présente le polymorphisme constitutif.

L’ADN présente une hypométhylation et les histones une hyperacétylation associée à H3K4.

Explication

La chromatine facultative ouverte est associée à l’hypométhylation de l’ADN, à l’hyperacétylation des histones et à des marques telles que H3K4. Les profils de méthylation et d’acétylation proposés dans les autres cas ne correspondent pas à cet état ; l’hétérochromatine facultative n’est ni révélée par les bandes C ni caractérisée par le polymorphisme de l’hétérochromatine constitutive.

17. Dans un noyau en interphase, quelle interprétation des territoires chromosomiques et des compartiments est correcte ?

Les chromosomes pauvres en gènes tendent vers le centre, tandis que les plus riches occupent la périphérie.
Un compartiment A correspond à une chromatine ouverte et active dans le noyau interphasique.
Les chromosomes riches en gènes tendent à être centraux, tandis que les moins riches tendent vers la périphérie.
Chaque chromosome occupe un volume nucléaire qui lui est propre, appelé territoire chromosomique.
Un compartiment B est associé à une chromatine condensée et à une réplication précoce.

Un compartiment A correspond à une chromatine ouverte et active dans le noyau interphasique. · Les chromosomes riches en gènes tendent à être centraux, tandis que les moins riches tendent vers la périphérie. · Chaque chromosome occupe un volume nucléaire qui lui est propre, appelé territoire chromosomique.

Explication

En interphase, chaque chromosome occupe un volume propre constituant son territoire. Les chromosomes riches en gènes tendent vers le centre, tandis que ceux qui en sont pauvres tendent vers la périphérie. Le compartiment A est ouvert et actif ; le compartiment B est fermé et inactif, associé à une chromatine condensée et à une réplication tardive.

18. Une analyse d’interactions et de marques chromatiniennes distingue deux compartiments dans un territoire chromosomique. Quelles propositions sont exactes ?

Le compartiment A associe une chromatine décondensée, une transcription riche et une réplication précoce.
Les régions d’un même compartiment interagissent davantage entre elles, et les domaines regroupés ont des caractéristiques similaires.
Le compartiment B associe une chromatine condensée, une transcription réduite et une réplication tardive.
Les régions de compartiments différents présentent des interactions favorisées, avec des domaines aux caractéristiques dissemblables.
Le compartiment A est associé à la marque histonique H3K36me3.

Le compartiment A associe une chromatine décondensée, une transcription riche et une réplication précoce. · Les régions d’un même compartiment interagissent davantage entre elles, et les domaines regroupés ont des caractéristiques similaires. · Le compartiment B associe une chromatine condensée, une transcription réduite et une réplication tardive. · Le compartiment A est associé à la marque histonique H3K36me3.

Explication

Les interactions sont favorisées au sein d’un même compartiment, qui regroupe des domaines aux caractéristiques similaires. Le compartiment A est décondensé, riche en transcription, réplique précocement et porte H3K36me3 ; le compartiment B est condensé, moins transcrit et réplique tardivement, contrairement à l’inversion proposée sur les interactions.

19. Concernant les domaines topologiquement associés (TAD), quelles propositions sont exactes ?

Un TAD est une région discontinue dont les contacts avec les domaines voisins sont favorisés.
Les TAD présentent une stabilité relative d’un tissu à l’autre.
Les contacts à l’intérieur d’un TAD sont favorisés par rapport aux contacts voisins.
La taille d’un TAD se situe généralement entre environ 100 kb et 1 Mb.
Un TAD correspond à une région contiguë de chromatine organisée en boucles.

Les TAD présentent une stabilité relative d’un tissu à l’autre. · Les contacts à l’intérieur d’un TAD sont favorisés par rapport aux contacts voisins. · La taille d’un TAD se situe généralement entre environ 100 kb et 1 Mb. · Un TAD correspond à une région contiguë de chromatine organisée en boucles.

Explication

Un TAD est une région contiguë formée de boucles, avec des contacts internes favorisés et des interactions limitées avec les TAD voisins. Les TAD mesurent environ 100 kb à 1 Mb et sont relativement stables d’un tissu à l’autre ; les contacts inter-TAD ne sont donc pas favorisés.

20. Une équipe veut comparer l’analyse d’un contact entre deux régions précises à une cartographie globale des contacts dans une population cellulaire. Concernant la 3C classique et Hi-C, cochez les propositions exactes :

Hi-C cartographie globalement les contacts d’une population cellulaire grâce au séquençage massif.
Hi-C examine un contact ciblé entre deux régions choisies, généralement par PCR spécifique.
La 3C classique et Hi-C analysent chacune un seul contact ciblé par PCR.
La 3C classique étudie un contact ciblé entre régions d’intérêt par PCR ou séquençage.
La 3C classique établit une carte globale des contacts cellulaires par séquençage massif.

Hi-C cartographie globalement les contacts d’une population cellulaire grâce au séquençage massif. · La 3C classique étudie un contact ciblé entre régions d’intérêt par PCR ou séquençage.

Explication

La 3C classique cible un contact donné entre régions d’intérêt, étudié par PCR ou séquençage. Hi-C produit une cartographie globale des contacts dans une population cellulaire par séquençage massif; les propositions qui inversent ces portées confondent les deux méthodes.

21. Deux anneaux de cohésine extrudent une boucle et rencontrent des séquences CTCF convergentes. Concernant cette situation, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

CTCF contribue à l’ancrage de la boucle et à la détermination de sa taille.
CTCF constitue le moteur protéique qui extrude la chromatine en boucle.
Des séquences CTCF divergentes déterminent l’arrêt de l’extrusion des anneaux.
La rencontre des anneaux avec CTCF convergents arrête l’extrusion.
La cohésine assure l’extrusion de la chromatine qui forme la boucle.

CTCF contribue à l’ancrage de la boucle et à la détermination de sa taille. · La rencontre des anneaux avec CTCF convergents arrête l’extrusion. · La cohésine assure l’extrusion de la chromatine qui forme la boucle.

Explication

La cohésine est le moteur de l’extrusion, tandis que CTCF contribue à l’ancrage et à la taille de la boucle. L’arrêt survient lorsque les anneaux atteignent des séquences CTCF convergentes, et non divergentes ; CTCF n’est donc pas le moteur de l’extrusion.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 91 flashcards sur Structure du génome et chromatine.

À quoi sert la compaction de l’ADN pour les chromosomes ?

Elle permet leur stockage et leur ségrégation.

Quelles machineries peuvent accéder à l’ADN compacté ?

Les machineries de transcription, de réplication et de réparation.

Quels sont les premiers niveaux de compaction communs à l’interphase et à la métaphase ?

Le nucléosome, la fibre de 10 nm et, selon les conditions, une organisation de 30 nm.

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