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L’ADN
Evolution & Révolution
Laurent Chatre, PhD Chargé de Recherche CNRS, Institut Pasteur,UMR3525 Dép. Biologie du Développement & Cellules Souches 28 Rue du Dr Roux, 75724 Paris Cedex 15 [email protected]
25 Février 2015 Mini-Stage ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Parcours de Recherche
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Parcours universitaire
Faculté de Biologie
Faculté de Médecine & Biologie Médicale
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Thèse de Doctorat (2002/2005 -3 ans)
Arabidopsis thaliana
Trafic intracellulaire
Reticulum Endoplasmique
SNAREs
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Thèse de Doctorat (2002/2005 -3 ans)
Post-Doctorat (2006-2007)
Arabidopsis thaliana
Trafic intracellulaire
Prof. Federica Brandizzi
Mitochondrie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Thèse de Doctorat (2002/2005 -3 ans)
Post-Doctorat (2006-2007)
Post-Doctorat (2007-2011)
Arabidopsis thaliana
Trafic intracellulaire
Prof. Federica Brandizzi
Prof. Bernard Dujon
Dr. Miria Ricchetti
Mr. F. R. Lacoste
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Thèse de Doctorat (2002/2005 -3 ans)
Post-Doctorat (2006-2007)
Concours Chercheur CNRS (01/10/2011)
Arabidopsis thaliana
Trafic intracellulaire
Prof. Federica Brandizzi
Post-Doctorat (2007-2011)
Prof. Bernard Dujon
Dr. Miria Ricchetti
Mr. F. R. Lacoste
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Que signifie « ADN » ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Acide Désoxyribo Nucléique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Quelles sont les 4 bases qui constituent l’ADN ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
A Adénine
T Thymine
C Cytosine
G Guanine
Purine Pyrimidine
Les 4 bases de l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
BASE
Désoxyribose
Phosphates Adénosine
Thymidine
Guanosine
Cytidine
Les bases sont modifiées
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Comment est organisé l’ADN ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
2 Brins d’ADN complémentaires
-> ADN double brin
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La double hélice d’ADN
Thymine
Adénine
Guanine
Cytosine
T
A
C
G
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Histoire de l’ADN
Watson & Crick
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Qui contient de l’ADN ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Virus à ARN Sida (HIV)
Grippe Coronavirus
Ebola …
Virus à ADN Papillomavirus (HPV)
Hépatite B …
VIRUS Particularités/Exceptions
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ARN Acide Ribo Nucléique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ADN A
Adénine
T Thymine
C Cytosine
G Guanine
Purine Pyrimidine
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ARN A
Adénine
U Uracile
C Cytosine
G Guanine
Purine Pyrimidine
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La séquence d’ADN n’est pas aléatoire.
Patrimoine génétique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Lecture de l’ADN
Le Gène
Promoteur initiation terminaison
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Lecture de l’ADN ADN -> ARN -> Protéine
Transcription
Maturation
Traduction
Double brin
Simple brin
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Lecture de l’ADN ADN -> ARN -> Protéine
Transcription
Maturation
Traduction
Double brin
Simple brin
Simple brin
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Lecture de l’ADN ADN -> ARN -> Protéine
Transcription
Maturation
Traduction
Double brin
Simple brin
Simple brin
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Lecture de l’ADN ADN -> ARN -> Protéine
initiation ADN-> ATG ARN-> AUG
Prot-> Methionine
Terminaison/STOP ARN->UAA/UAG/UGA
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La double hélice de l’ADN est organisée
en une super-structure
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La chromatine Hélice d’ADN double brin
Nucleosome
Chromatine
avec les Histones
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le Chromosome
25 Février 2015 Stage ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le chromosome Hélice d’ADN double brin
Nucleosome
Chromatine
Section de chromosome
Condensation du chromosome
Chromosome entier
avec les Histones
EPIGENETIQUE
Régulation: *du génome
(expression et silencing) *Chromatine
(Hétérochromatine / Euchromatine)
Acétylation Methylation microARN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Structure du chromosome
Centromère
Télomère
Télomère
Télomère
Télomère
Chromatide
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN se réplique
Origine de Réplication Cycle cellulaire: Phase S
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN se réplique
et se sépare: division
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les gènes Le Génotype et Génome Les traits de caractères Le Phénotype L’ensemble des chromosomes Le Karyotype
Est-ce que les gènes sont les seuls éléments
du génome?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les éléments du génome
Centromère
Télomère Télomère Gène Gène
Origine de
réplication Pseudo-gène Séquences répétées
Elément Transposable (Transposon)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les éléments transposables
Découverte des « gènes sauteurs » ou « Transposons » par Barbara McClintock durant 1940-1950
chez le MAÏS
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Combien de lésions de notre ADN / Cellule / Jour?
150,000
Lésions de l’ADN
(oxidation)
10-50 Cassures
Double-brin
5,000
Cassures Simple-brin
2,000 – 10,000 Dépurinations
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Polymorphismes et SNP (Single Nucleotide Polymorphism)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les Chromosomes humains
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Homme: 23 paires de chromosomes (46 chromosomes)
22 paires: autosomes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Est-ce que tous les
organismes vivants ont la même taille d’ADN
et le même nombre de gènes ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Mouche
Poulet
Homme
Raisin
E.coli
Nombre de
gènes
Taille des génomes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Hérédité du patrimoine génétique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Gregor Mendel (Moine catholique,1822-1884)
Couleur des petits pois
Lois de Mendel (1865) Hérédité génétique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Où est contenu l’ADN ?
L’ADN est contenu …
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
directement dans la cellule
dans un NOYAU protecteur
Virus Bactérie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Existe-t-il un seul type d’ADN ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
3 types d’ADN
ADN nucléaire
ADN mitochondrial
ADN chloroplastique
Mitochondrie Chloroplaste
Oxygène + Sucre
Energie (ATP)
Lumière
Oxydant (ROS) Oxygène
Noyau
La vie de la cellule
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Une cellule
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ADN nucléaire
ADN mitochondrial
Communication
Virus Bactérie ARN
Métabolisme
Mort
Protéine
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
3 types d’ADN
ADN nucléaire
ADN mitochondrial
ADN chloroplastique
Mitochondrie Chloroplaste
Oxygène + Sucre
Energie (ATP)
Lumière
Oxydant (ROS) Oxygène
Noyau
La vie de la cellule
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN Maladies
ADN artificiel
Vieillissement Criminologie
Evolution
Test de paternité
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN
Vieillissement
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN et le vieillissement
Les télomères raccourcissent
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Division cellulaire
Diminution de la division Accumulation d’erreurs
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Immortalité et télomérase ?
1980
Découverte de l’enzyme qui maintient et allonge
les télomères Activation de la télomérase
et longévité ?
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les cellules cancéreuses ont leurs télomérases activées
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Facteurs multiples
Stress oxydatif
Raccourcissement des télomères
Excès du sucre
Temps
STRESS ET METABOLISME
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La médecine régénérative & les cellules souches
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Capacité d’auto-renouvellement
Capacité de différentiation entre d’autres cellules
-> REGENERATION TISSULAIRE
Super cellule avec super pouvoir
De la cellule souche au muscle
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Stem cell
Mitochondrie F-Actin
Noyau (ADN)
Cellule Souche Quiescente
Activation
Différentiation
Formation de fibres musculaires
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ADN nucléaire ADN mitochondrial
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN Maladies
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dommage de l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les dommages de l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Mutations de l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les mutations de l’ADN
30-60 mutations par division cellulaire
chez l’Homme
A la naissance, nous recevons en moyenne 60 nouvelles mutations
(1 / 1 000 000 de bases)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Conséquences des mutations non réparées
Mutation silencieuse
Mutation non silencieuse
Absence de
maladie
Perturbation de l’ADN Perturbation d’un gène?
Maladies (Cancers, Syndromes)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La cellule cancéreuse
* Résistante à la mort * Hyper Proliférative * Glycolyse/Mitochondrie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La Pré-Eclampsie Maladie de la grossesse
* 5% des grossesses * 8,000,000 de femmes * 500,000 décés
Mutation dans le gène STOX1 (facteur de transcription)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Découverte d’un mécanisme inédit de Pré-éclampsie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Découverte d’un mécanisme inédit de Pré-éclampsie
souris
Culture de cellules humaines
Stress nitrosatif
Stress oxidatif
Controle
Controle
Pré-éclampsie
Pré-éclampsie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Exemple d’infection Shigella flexneri
Cellule humaine infectée (reconstruction 3D)
Noyau (Adn nucléaire)
Bactéries
Mitochondries (ADN mitochondrial)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Trisomie 21 Un chromosome supplémentaire
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ADN mitochondrial et maladies
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les maladies mitochondriales
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
ADN et Dépistage des maladies
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dépistage des maladies
(1) Echantillon
(2) Extraction
Et Purification de l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dépistage des maladies (3) PCR
Amplification de la séquence ADN
Analyse sur gel d’agarose
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dépistage des maladies (3bis)
Séquençage de l’ADN et analyse
Comparaison avec la séquence de référence
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Machine PCR
Machine Séquenceur ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dépistage d’anomalie de l’ADNmt
Technologie mTRIP Chatre L., Ricchetti M. Methods Mol Biol. 2015 Chatre L., Ricchetti M. Nucleic Acid Res. 2013 Chatre L. Ricchetti M. J Cell Sci. 2013 International Patent, WO2012123588 A1 2012
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
La thérapie génique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Thérapie génique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Grands projets sur l’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’encyclopédie des Éléments de l’ADN
Analyse du Génome humain
Variations Génétiques humaines
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN
Test de paternité
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le test de paternité 1- Echantillon 2- Extraction d’ADN 3- Amplification de l’ADN (PCR) 4- Gel agarose
Analyse de mini séquences répétées (minisatellites) caractéristiques de chaque individu
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN
Criminologie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le test ADN et les crimes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le test ADN et les crimes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN
ADN artificiel
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
2012: L’ADN pour stocker les données informatiques
700 terabytes dans 1 gram d’ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
2014: Nouvelle paire de bases artificielles « X-Y » dans une bactérie
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
2014: La première levure Sc2.0 (avec un demi-chromosome artificiel)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
2014: L’ADN survit dans l’espace…
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN Evolution
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Séquençage de génomes
Prof. Bernard Dujon
Analyses et découvertes de nouvelles levures
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Dans 1,000 ans nous pourrions ressembler à :
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
De Dolly (1996) au
premier clone humain (2013)
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
X-Men: Des mutants aux super-pouvoirs
-> des mutations dans leurs gènes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Spiderman: Peter Parker est mordu par une araignée génétiquement modifiée
-> de nouveaux gènes
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Le 5ème élément: Leeloominai LeKatariba Laminatchai Ekbat De Sebat
est reconstituée gràce à l’ADN de la main
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Jurassic Park: Recréer les dinosaures à partir de l’ADN dans le
sang contenu dans les moustiques
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Hulk: Bruce Banner, physicien, est fortement exposé
au rayon Gamma -> forte modification de son ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Daredevil: Matt Murdock, enfant, est fortement exposé
À des déchets radioactifs -> forte modification de son ADN
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Flash: Après exposition à un produit chimique
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
Les Tortues Ninja: Après exposition à un produit mutagène
Laurent Chatre, Ph.D. CNRS. 25 Février 2015. Stage ADN
L’ADN Maladies
ADN artificiel
Vieillissement Criminologie
Evolution
Test de paternité
Laurent Chatre, PhD Chargé de Recherche CNRS, Institut Pasteur,UMR3525 Dép. Biologie du Développement & Cellules Souches 28 Rue du Dr Roux, 75724 Paris Cedex 15 [email protected]
L’ADN, Evolution et Révolution Mini-stage ADN 25 Février 2015