Cours-Medecine Info-Histologie-L Information Genetique Chez Les Eucaryotes

download Cours-Medecine Info-Histologie-L Information Genetique Chez Les Eucaryotes

of 81

  • date post

    24-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    12
  • download

    6

Embed Size (px)

description

HISTO

Transcript of Cours-Medecine Info-Histologie-L Information Genetique Chez Les Eucaryotes

  • Cellules et Gnomesuf de grenouille Xenopus laevis

  • PlanI - Caractristiques communes universelles toutes les cellulesII - Diversit des cellulesIII - Comprendre comment passer tant de formes de vie partir dun code commun tous les organismes vivants

  • III - Information gntique chez les eucaryotesPlus gros, plus laborSouvent pluricellulaire

  • L'eucaryotePar dfinition : enveloppe nuclaire10 fois plus long et 1000 fois plus gros cytosqueletteMembranes internesPeuvent phagocyter des organismes entiers (n'ont pas de paroi)

  • Fig 1-31Principales caractristiques d'une cellule eucaryote

  • Fig 1-32Neutrophile phagocytant une hmatie

  • Hypothse d'apparitionInconnuCellule eucaryote primordiale qui a mang d'autres cellulesNcessite une membrane souple et un cytosquelette

  • Fig 1-33Protozoaire didinium mangeant d'autres cellulesProtozoaire carnivoremuseau

  • http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/Images/Ciliophora/Didinium/Didinium

  • http://images.google.fr/imgres?imgurl=www.liv.ac.uk/ciliate/pages/d_garg/02.gif&imgrefurl=http://www.liv.ac.uk/ciliate/pages/d_garg/fig2.htm&h=591&w=566&prev=/images%3Fq%3Ddidinium%26svnum%3D10%26hl%3Dfr%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8%26sa%3DN

  • Consquences de la prdationMitochondrieconsomme de l'oxygne et tire profit de l'nergie d'oxydation de la nourriture pour produire de l'ATPtaille d'une bactriea son propre gnome (une molcule d'ADN circulaire), ses ribosomes, ses ARNtancienne eubactrie arobique phagocyte par un eucaryote ancestral symbioseil y a 3,5 milliards d'annes quand l'atmosphre s'est enrichie en O2

  • Fig 1-34Mitochondrie

  • Fig 1-35Origine des mitochondries

  • Consquences de la prdationChloroplastesutilisent l'nergie lumineuse pour synthtiser des hydrates de carbone partir de CO2 et H2O de l'atmosphreont leur propre gnomeancienne bactrie photosynthtique phagocyte par un eucaryote ancestral qui avait dj phagocyt des mitochondries symbiose

  • Fig 1-36Chloroplastes(A) Chloroplastes verts dans une mousse

  • Fig 1-37Origine des chloroplastes

  • Consquences de la prdationAvec les mitochondries et les chloroplastes, il n'y a plus besoin d'aller au-del dans la phagocytoseLa plante serait un eucaryote pass de la chasse la ferme avec sa paroi de protection

  • et les champigonsEucaryoteComme les animauxmitochondries et pas de chloroplastesContrairement aux animauxont une paroi paisse ( pas de phagocytose)se nourrissent des dtritus des autresdigestion externe

  • Le gnome des eucaryotes est hybrideDouble origineEucaryote anarobique ancestralBactrie Information dans le noyau etmitochondrieschloroplastes

  • Gnome mitochondrialDgnrVersion abrge des gnomes bactriens correspondant16 659 pb13 protines2 ARNr22 ARNtLes autres gnes ont t dplacs dans le gnome de l'hte

  • Le gnome des eucaryotes est grosMitochondries et bactries ont de petits gnomesLes eucaryotessont plus grosont de gros gnomesont plus de gnesont plus d'ADN non codant

  • Gnome humain1000 fois plus de pb qu'une bactrie20 fois plus de gnes10 000 fois plus d'ADN non codant 98,5% au lieu de 11% chez E. coli

  • Fig 1-38Comparaison des tailles de gnome

  • ADN non codantADN inutile qu'on garde comme des vieux papiersLe poisson bouffi s'est dbarrass de son ADN non codantIl y a toujours plus d'ADN non codant que d'ADN codantCe sont pour beaucoup des gnes rgulateurs qui disent "quand" et "o" un gne doit entrer en scne

  • Fig 1-39Le poisson bouffi (Fugu rubripes)Gnome de 400 millions de pb (le quart du poisson zbre avec le mme nombre de gnes)

  • http://images.google.fr/imgres?imgurl=www.lbl.gov/imagesmain/hp_collage_fugufish.jpg&imgrefurl=http://www.lbl.gov/LBL-PID/hp-fugufish.html&h=319&w=504&prev=/images%3Fq%3Dfugu%2Brubripes%26svnum%3D10%26hl%3Dfr%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26oe%3DUTF-8%26sa%3DNAn international research consortium has taken a substantial short cut to the biologically important information embedded in the human genome by completing a draft sequence of the genome of the Japanese pufferfish Fugu rubripes. Although the Fugu genome contains essentially the same genes and regulatory sequences as the human genome, it carries those genes and regulatory sequences in approximately 365 million bases as compared to the 3 billion bases that make up human DNA. With far less so-called "junk DNA" to sort through, finding genes and controlling sequences in the Fugu genome should be a much easier task. The information can then be used to help identify these same elements in the human genome. For the full story go to http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/fugu-decoded.html.

  • Programme de dveloppement des organismes multicellulairesPeau, os, nerveux, adipeux, viennent d'une seule et mme cellule avec le mme gnomeRle de l'environnement sur les gnes de rgulationRles de la position de la cellule

  • Fig 1-40Emballement du nombre de gnes de contrle par des signaux environnementaux

  • Fig 1-41Mutation dune protine rgulatricemutantAntirrhinumnormal

  • Quelques espcesLes protistesLa levure : Saccharomyces cerevisiaePlante : Arabidopsis thalianaVer : Caenorhabditis elegansMouche : Drosophila melanogasterSouris : Mus musculusHomme : Homo sapiens

  • Quelques espcesLes protistesLa levure : Saccharomyces cerevisiaePlante : Arabidopsis thalianaVer : Caenorhabditis elegansMouche : Drosophila melanogasterSouris : Mus musculusHomme : Homo sapiens

  • Les protistesSont des eucaryotesUnicellulaireschasseurs : protozoairesphotosynthtiseurs : alguefossoyeurs : champignons ou levureGrande varit de formeGrande varit de structuresoies, photorcepteurs, cils, appendices, bouche, dart, muscles norme intrt en biologie (avenir !)Reprsentent un coup d'il sur notre pass

  • Fig 1-42Exemple de protistes : grande varit de formesamibedinoflagell

  • Quelques espcesLes protistesLa levure : Saccharomyces cerevisiaePlante : Arabidopsis thalianaVer : Caenorhabditis elegansMouche : Drosophila melanogasterSouris : Mus musculusHomme : Homo sapiens

  • La levure : Saccharomyces cerevisiaeEucaryoteChampignontre unicellulaire le plus simple possibleBrasseurs de bire et levure des boulangersRobuste et facile cultiverParoi paissePrsence de mitochondries et absence de chloroplastes

  • Fig 1-43Saccharomyces cerevisiae (levure)Prolifre par bourgeonnement

  • La levure : Saccharomyces cerevisiaeSe reproduisent rapidementsoit de faon vgtative (par division)soit de faon sexue (accouplement/miose)Peut se diviser indfinimentsoit l'tat haplodesoit l'tat diplodeen fonction des conditions de culture

  • Fig 1-44Cycle de reproduction de S. cerevisiae vivent l'tat diplode ou haplodeles cellules diplode et haplode peuvent prolifrerla miose est dclenche par le jeune et conduit des spores rsistantes l'environnement

  • La levure : Saccharomyces cerevisiaeTout petit gnome13 117 000 pb (1997)dont 78 520 pb mitochondriales2,5 fois plus que E. coli6 300 protinesCycle cellulaireextrapolable l'hommeOn peut spoter sur une lame de verre les ADN des 6 300 protinesRalisable pour n'importe quelle cellule dont on connat tout le gnome

  • Fig 1-45Suivi des modifications de l'expression des gnes de levure par puce ADNLes 6 400 spotsIl y a eu 2 applications de cDNA :vertrougejaune : vert+rouge(18 mm)

  • Quelques espcesLes protistesLa levure : Saccharomyces cerevisiaePlante : Arabidopsis thalianaVer : Caenorhabditis elegansMouche : Drosophila melanogasterSouris : Mus musculusHomme : Homo sapiens

  • Le monde microscopique des organismes unicellulaires est beaucoup plus vari que le monde qui nous entoureBactries eucaryote = 3 000 millions d'annesVertbrs insectes = 700 millions d'annesPoissons mammifres = 450 millions d'annesDiffrentes espces de fleurs = 150 millions d'annes

  • Plante : Arabidopsis thalianaModle retenu parmi les 300 000 espces de fleurs sur terre

  • Fig 1-46Arabidopsis thalianaressemble au cressonproduit des milliers de descendants en 8 - 10 semaines140 millions de pb11 fois plus que la levure

  • Arabidopsis thalianaArabidopsis thaliana wildtype flower. It is approximately 5 mm in size.Scanning electron microscopy image, artificially coloured. By Juergen Berger, Electron Microscopy Unit, Max Planck Institut fuer Entwicklungsbiologie, Tuebingen, Germany. (copyright).

  • On Wednesday, a team of scientists announced the first complete sequence of a plant genome in the latest issue of Nature. In tomorrows issue of Science, a group of scientists will announce a computational analysis of the same Arabidopsis genome that makes it more reliable as a genetic model for other plant species. The findings provide a clearer picture of the ancient history of this model genome. Clarification will allow researchers to compare genes across widely divergent crop species, such as grasses (rice and other grains) and broadleafed plants (soybeans, fruits and vegetables). And this will speed up identification of important genes in crop plants for breeding or genetic engineering programs. Aligning the genetic maps of crop plants and Arabidopsis--a flowering plant in the mustard family--will provide important insights in comparative plant genomics, according to lead author and evolutionary geneticist Todd J. Vision. He is at the Agricultural Research Services Center for Agricultural Bioinformatics in Ithaca, N.Y. Visions co-authors are Daniel G. Brown at the Whitehead Institute/MIT Center for Genome Research and Steven D. Tanksley at Cornell Universitys Departments of Plant Breeding and Plant Biology. Arabidopsis was chosen as a genetic model b