BIO 2533 - La Génétique

1. BIO 2533 - La Génétique • Prof • Dr. Sanaa Noubir, Département de biologie. • Bureau : Gendron, Hotel 081 ou RGN4131 (Smyth road). • Téléphone : 562-5800 poste 8638 ou 8667 • Courriel : snoubir@uottawa.ca • Horaires • Lundi 13:00 - 14:30 Lamoureux 122. • Mercredi 11:30 - 13:00 Lamoureux 122. • Heures de bureau • Gendron, Hotel 081 le mercredi de 13 à 14:30. • Ou RGN4131 sur le campus de Smyth road: sur RDV (me contacter par courriel ou téléphone).

2. LE LIVRE • Introduction à l'Analyse Génétique, Griffiths et coll., 4ème édition. La version anglaise de la 8ème édition est identique à la version de la 4ème édition française (et elle est vendue avec un livre contenant les solutions des problèmes).

3. La 3ème édition de la version française. A condition de trouver la correspondance entre les pages.

4. Notes de cours • Mes notes de cours seront disponibles sur le site web (http://www.courseweb.uottawa.ca/Bio2533). • Je posterai régulièrement les notes à l’avance (le soir avant). Je posterai aussi les références aux problèmes à résoudre de la 4ème édition de la version française puis une semaine plus tard les solutions de ses problèmes. • Mes notes de cours ne remplacent pas le livre. Le livre est nécessaire pour les figures et les problèmes.

5. EVALUATION • Examen de mi-session Nº 1 le 25 février • 1.5h et couvrant les chapitres 1, 14, 16 et 5 et comptera pour 25 % • Examen de mi-session Nº 2 le 17 mars • 1.5h et couvrant les chapitres 2, 3, 6 et 4 et comptera pour 25 % • Examen final en avril • 3.0h et couvrant (probablement) tous les chapitres; comtera pour 50 % de la note finale du cours théorique • Le cours théorique compte pour 75 % de la note finale et le laboratoire compte pour 25% de la note finale.

6. ABSENCE AUX EXAMENS • 1)  Dans le cas d'une absence justifiée à un des examens de mi-session, nous inscrirons la note du deuxième examen de mi-session (33%) et de l'examen final (67%). Un certificat médical présenté au professeur responsable du cours au plus tard 5 jours ouvrables après la date de l'examen sera accepté comme étant une absence justifiée. Ce certificat doit soit être émis par le service de santé de l'université d'Ottawa ou soit être validé par le service de santé de l'université d'Ottawa. Des raisons telles que un voyage ou une erreur commise dans la lecture de l'horaire d'examen ne seront pas acceptées comme étant une absence justifiée. • 2)  Dans le cas d'une absence qui n'est pas justifiée à un examen de mi-session, la note de zéro sera inscrite pour l'examen manqué. • 3)  Pour les examens finaux, tous les règlements de la faculté des sciences s'appliquent (voir l' annuaire des études de premier cycle).

7. CORRECTION DES EXAMENS • La personne qui a corrigé les examens est celle qui peut le mieux déterminer si plus de points doivent être donnés pour une question particulière de façon à ce que les notes soient équitables pour tous les étudiants. Les deux examens de mi-session et l'examen final seront corrigés par un correcteur. • Je vais donner un corrigé précis au correcteur. Vous aurez une seule personne qui corrigera toutes les copies. • Il serait difficile pour le correcteur de juger pour les points partiels. En cas de doute, je l’encourage à ne donner des points qu'aux réponses exactes de façon à être équitable envers tous les étudiants.

8. Si vous voulez voir vos examens et/ou discuter de votre note, vous devrez rencontrer le correcteur durant ses heures de bureau. • Lamiaa Migahed (voir le site pour les coordonnées) • Si vous n'avez pas bien compris les concepts qui ont été testés durant un examen, je vous encourage à m’écrire un courriel ou venir me voir pour vous assurer que vous les comprendrez mieux lors de l'examen final. N’hésitez pas à m’écrire un courriel aussi avec une question précise.

9. Méthode d’apprentissage durant ce cours: • CONNAÎTRE • nommer, définir et décrire. • COMPRENDRE • Distinguer et expliquer et convaincre. • Analyser : inférer, discriminer, dériver. • Synthétiser: combiner, organiser et modifier. • APPLIQUER (J’insiste sur la résolution des problèmes) • Utiliser les connaissances. • Analyser, comparer, critiquer, évaluer et justifier. Pour REUSSIR VOS EXAMENS AVEC DE BONNES NOTES, entrainez-vous à résoudre les problèmes, SVP, par vous-même et ne faites pas qu’attendre les solutions. CONSEIL D’AMIE!

10. CONTENU CHAPITRE 1 - La génétique et l'organisme • Portée de la génétique. • La variation génétique: son origine moléculaire: les allèles. • Le rôle de l’environnement et du bruit developpemental : relation de ces facteurs avec le rapport phénotype / génotype. • L’organisme: des gènes jusqu’aux protéines et jusqu’à la fonction • Les techniques de l'analyse génétique: analyse des génes et des protéines… • Définitions : Génome, chromosome, ADN, gènes, transcription, traduction, allèle, génotype, phénotype, hérédité… • Objectifs: • Comprendre la compléxité des rapports entre les facteurs à l’origine de la variation (entre espèces et au sein d’une même espèce). • Comprendre comment les gènes agissent au niveau de l’organisme.

11. CHAPITRE 14 et 16: Les mutations géniques • L’origine des différences entre allèles d’un gène: mutations. • Origine moléculaire des mutations et de la reversion. • Les types de mutants et leurs effets phénotypique. • La génétique directe: mutagenèse induite et recherche de mutants. • Système de détection des mutations chez les bactéries et les champignons: auxotrophie et prototrophie. • Définitions : mutation, réversion, révertant, type sauvage, auxotrophes, prototrophes, substance mutagène… • Objectifs: • Etre capable de prédire les effets des types de mutations. • Comprendre l’importance de la génétique directe. • Comprendre comment sélectionner des organismes auxotrophes et prototrophes et comment établir les génotypes de bactéries ou de champignons à partir de réplicat de plaques de Pétri contenant différent suppléments nutritifs.

12. CHAPITRE 5 - La génétique des bactéries et de leurs virus • Les 3 façons d'introduire une deuxième copie d'un gène chez les bactéries 1. Conjugaison bactérienne grâce au facteur de fertilité et recombinaison. 2. Transformation bactérienne et recombinaison. 3. Les bactériophages: la transduction restreinte et généralisée et recombinaison. • Ordre des gènes et cartographie grâce aux résultats de recombinaison. • Définitions : épisome, mérozygote, sexduction, exoconjugant, transformation, conjugaison, transduction, cotransduction… • Objectifs: • Comprendre comment déduire l'ordre des gènes à l'aide de croisements interrompus d'une lignée Hfr avec une lignée F-. • Comprendre comment établir une carte chromosomique basée sur les fréquences de recombinaison. • Comprendre les méthodes de cartographie dans les 3 cas.

13. CHAPITRE 2 - Les modes de transmission héréditaires • Les 3 modes de transmission 1. La transmission autosomique Croisement monohybride: 2 plantes différant par 1 caractère. 1ère loi de Mendel: loi de ségrégation égale (le rapport 1:2:1) Croisement dihybride: 2 plantes différant par 2 caractères. 2ème loi de Mendel: loi de ségrégation indépendante (le rapport 9:3:3:1) 2. La transmission liée au sexe Liaison aux chromosomes sexuel X. 3. La transmission cytoplasmique (Brièvement) Les chromosomes: mitochondrial et chloroplastique. B. Analyse des généalogies humaines (pedigree) Résolution de quelques problèmes en classe.

14. Définitions: chromosome homologue, allèle, récessif, dominant, homozygote, hétérozygote, croisements réciproques, lignée pure, croisement-test, allèle autosomique, allèle lié à l’X… • Objectifs • Travaux de Mendel: Comprendre les concepts de ségrégation égale et indépendante dans le cas d’un seul gène et dans le cas de 2 gènes non liés. Connaitre les rapports mendeliens. • Être capable de prédire les descendants de croisements à l’aide des rapports de Mendel. • Comprendre la différence entre les différents type de transmission des gènes et l’impact sur les phénotypes de la descendance. • Application: Analyse de généalogies humaines.

15. CHAPITRE 3 - Les fondements chromosomiques de l'hérédité • Comment sont disposés les gènes? • Les types de chromosomes (Autosomes, chromosomes sexuels et chromosomes des organites). • Mitose et méiose. • Méiose à l’origine des théories mendeliennes de l'hérédité. • Neurospora: un organisme modèle pour l’étude de la ségrégation allélique lors de la méiose. • Définitions: Méiose, diploïde, haploïde, autosome… • Objectifs • Comprendre que les lois de Mendel et les rapports mendeliens sont basées sur le comportement des chromosomes à la méiose.

16. CHAPITRE 6 - Des gènes aux phénotypes • Les interractions entre les allèles d’un gène: dominance incomplète et codominance et gènes recéssifs létaux. • Gènes multiples affectant le même caractère : épistasie, gène modifiant, complémentation, suppressivité, duplication génique. • Les mutants létaux synthétiques. • Pénétrance et expressivité. • Définitions: codominance, létalité, complémentarité, épistasie, suppréssivité, expréssivité, pénétrance… • Objectifs: • Comprendre comment les rapports mendéliens sont modifiés avec 1 gène à allèles multiples et selon les relations de dominance entre allèles et dans le cas d’allèles létaux. • Comprendre qu'on obtient des rapports mendéliens modifiés lorsque plusieurs gènes affectent le même caractère.

17. CHAPITRE 4 - La cartographie des chromosomes eucaryotes par recombinaison • Les modes de transmission des gènes liés: enjambements ou crossing-over et production de recombinants. • Relation entre nombre de recombinants et distance entre deux gènes sur un même chromosome. • Construction des cartes chromosomiques de liaison. • Interférence génétique. • Définitions: enjambements, centimorgan, recombinaison méiotique, chiasma, recombinant, interférence génétique. • Objectifs • Comprendre que lorsque 2 gènes sont situés sur le même chromosome, leur ségrégation n'est pas indépendante. • Comprendre que lorsque 2 gènes sont situés sur le même chromosome, il peut y avoir des enjambements entre ces deux gènes et qu'on peut se servir de ce phénomène pour construire des cartes chromosomiques de liaison.

18. CHAPITRE 24 - La génétique des populations • Calcul de la fréquence d’un allèle dans une population. • L'équilibre Hardy-Weinberg si aucune source de variation et les croisements sont parfaitement aléatoires. • Sources de la variation de la composition génétique d’une population: mutation, recombinaison et immigration et leurs conséquences sur la fréquence allélique. • La sélection naturelle: les valeurs adaptative darwinienne. • Les cas de polymorphisme équilibré malgré la présence de mutations et de la selection. • Les événements aléatoires et la dérive génétique. • Objectifs • Apprendre à analyser la composition génétique des populations et les forces qui changent cette composition: Calculs à faire! Problèmes en classe. • Définitions: L'équilibre Hardy-Weinberg polymorphisme, valeur adaptative darwinienne

19. CHAPITRE 11 - L’isolement et la manipulation des gènes • A. Techniques de l’ADN recombinant • La structure de l'ADN. • L'ADN polymérase et l'ADN ligase. • Les enzymes de restriction et leur utilité. • Construction d'ADN recombinant. • Vecteurs de clonage et banques de clones. • Les sondes: identification des clones contenant le gène désiré. • Le fractionnement de l'ADN par électrophorèse. • Présence et expression des gènes : Southerns, Northerns, et Westerns. • La détermination de la séquence de l'ADN : les deux techniques de séquençage. • La réaction de polymérase en chaîne. • Les cartes de restriction. • Objectifs • Connaître les techniques de l'ADN recombinant.

20. CHAPITRE 11 - L’isolement et la manipulation des gènes B. Les applications de l'ADN recombinant • Mutagénèse in-vitro: la création de mutations. • La synthèse des gènes et leur expression : la production de protéines recombinantes. • Organismes transgéniques: levures, plantes et animaux. • Thérapie génique. • Détection des gènes responsable des maladies génétiques. • Empreintes génétiques. • Objectifs • Connaître les applications de l'ADN recombinant.

21. Sanaa Noubir • Maîtrise, DEA et Doctorat de Génétique. Université Paris XI, Orsay, France. • Sujet de thèse de doctorat: L’adaptation chromatique complémentaire. • Stage postdoctoral à l’Université de colombie britanique UBC: Rôles de CD14, TLR4, CR3 et PI3K dans la modulation de la réponse inflammatoire et la tolérance aux lipopolysaccharides par les macrophages. S. Noubir et al.Dual receptors and distinct pathways mediate interleukin-1 receptor-associated kinase degradation in response to lipopolysaccharide. Involvement of CD14/TLR4, CR3, and phosphatidylinositol 3-kinase.J Biol Chem. 2004 Jun 11;279(24):25189-95.

22. Ph. D. = Université Paris XI La cyanobactérie Calothrix

23. Le phycobilisome Co-ordinated expression of phycobiliprotein operons in the chromatically adapting cyanobacterium Calothrix PCC 7601: a role for RcaD and RcaG. Mol Microbiol. 2002 Feb;43(3):749-62. S. Noubir et al.