Fiche de révision : Synténie, séquençage et chromatine

📋 Plan du Cours

1. Synténie et réarrangements génomiques
2. Synténie et histoire évolutive
3. Séquençage par terminaison de chaîne
4. Séquençage Illumina et Nanopore
5. Rôles et compaction de la chromatine
6. Organisation du chromosome

📖 1. Synténie et réarrangements génomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Synténie : Contiguïté de gènes entre eux sur un génome.

📝 Points essentiels

📌 Les cancers réarrangent leur génome, ce qui crée des ruptures de synténie.

• Les translocations peuvent provoquer des ruptures de synténie et créer des pathologies.

📌 Plus l'environnement change, plus la survie nécessite des réarrangements génomiques violents et nombreux.

💡 Astuce mémo

Changement d’environnement → réarrangements génomiques → rupture de synténie

📖 2. Synténie et histoire évolutive

★ À maîtriser

• Les ruptures de synténie indiquent quels éléments favorables du génome ont été conservés au cours de l'évolution.

• Chez les vers, le passage d'un environnement marin à l'eau douce puis à la terre s'est accompagné de grands changements génomiques sur des millions d'années.

Compléments

• Des ruptures de synténie sont observées lors de changements clés de l'évolution, comme l'apparition des anneaux lors du passage vers les vers segmentés.

• La comparaison des génomes peut contribuer à identifier des restes osseux, comme ceux attribués à Richard III grâce à la comparaison avec ses descendants.

💡 Astuce mémo

Des blocs génomiques colorés qui se mélangent lorsque les lignées évoluent

📖 3. Séquençage par terminaison de chaîne

🔑 Notions clés & Définitions

• Didéoxynucléotide : Analogue de nucléotide dépourvu d'extrémité 3'OH, ce qui arrête la polymérisation de l'ADN.

📝 Points essentiels

• Le séquençage Sanger nécessite:

  • une ADN polymérase
  • du magnésium
  • des nucléotides
  • une amorce
  • quelques didéoxynucléotides
  • une matrice d'ADN

• Dans le séquençage Sanger, des fragments d'ADN de tailles différentes sont produits lorsque la polymérase incorpore un didéoxynucléotide à la place du nucléotide classique correspondant.

• Les fragments du séquençage Sanger sont séparés par électrophorèse sur gel d'acrylamide ou d'urée, puis les bases sont lues du plus petit fragment au plus grand.

💡 Astuce mémo

Amorce → polymérisation → terminaison → séparation → lecture

📖 4. Séquençage Illumina et Nanopore

★ À maîtriser

• Illumina utilise des terminateurs réversibles et fluorescents, avec des fragments d'ADN fixés à une surface par des liaisons covalentes.

• Après l'ajout d'une base fluorescente dans Illumina, une étape basique hydrolyse le groupement bloquant et redonne le 3'OH pour permettre l'ajout suivant.

• Illumina produit des reads d'environ 200 à 300 nucléotides de longueur.

• Dans Nanopore, une hélicase sépare les deux brins et fait passer un brin à travers un pore, tandis que les perturbations du courant ionique permettent d'identifier les nucléotides.

Compléments

• Nanopore mesure environ quatre ou cinq nucléotides à la fois, tandis que l'hélicase n'avance que d'une base.

• Nanopore présente notamment: la détection de bases méthylées, le séquençage de reads théoriquement infinis, des machines portables de la taille d'une souris

💡 Astuce mémo

Illumina synthétise des reads courts, Nanopore lit directement des reads longs

📖 5. Rôles et compaction de la chromatine

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Forme organisée et compactée de l'ADN dans le noyau.

📝 Points essentiels

📌 La chromatine contrôle la transcription et l'expression des gènes, protège l'ADN des nucléases et permet de gagner de la place par compaction.

• L'ADN humain mesure environ 2 m lorsqu'il est mis bout à bout, alors que le noyau mesure environ 5 à 10 µm.

📌 L'hétérochromatine est compacte, tandis que l'euchromatine est lâche et associée à l'expression des gènes.

💡 Astuce mémo

Euchromatine lâche et exprimée, hétérochromatine compacte

📖 6. Organisation du chromosome

★ À maîtriser

• En mitose, le chromosome possède un centromère plus compact et deux chromatides sœurs théoriquement identiques.

• Entre la mitose et l'interphase, les chromatides sœurs sont séparées et réparties dans les deux cellules filles.

Compléments

• La surface du chromosome est organisée en boucles de chromatine et présente des différences de compaction internes.

• Le facteur de condensation entre la mitose et l'interphase est de 10000.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des méthodes de séquençage