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Page introductive à lire attentivement par le candidat
CONCOURS EXTERNES IT 2015 EPREUVE TECHNIQUE D’ADMISSION
Durée : 2 heures
Coefficient : 2
CONCOURS N° 134
Corps : Assistant ingénieur
BAP : A – Sciences du Vivant
Emploi-type : Assistant en techniques biologiques
Délégation organisatrice : Ile de France Ouest et Nord, Meudon
REMARQUES IMPORTANTES
Donnez vos réponses directement sur le sujet dans l’espace réservé après chaque question.
Aucun document n’est autorisé.
L’utilisation des téléphones portables est interdite.
Seul l’usage d’une calculatrice non programmable est autorisé.
Les parties et les questions au sein de chaque partie sont indépendantes.
L’épreuve est notée sur 70 points et comprend :
Partie 1 : Questions à choix multiples (notée sur 8 points)
Partie 2 : Exercices et Questions (notés sur 62 points)
A. Exercice de Biologie Moléculaire (noté sur 18 points)
B. Exercice de Génétique (noté sur 12 points)
C. Exercice d’analyse de protocole et de compréhension (noté sur 10 points)
D. Questions spécifiques (notées sur 12 points)
E. Questions générales (notées sur 10 points)
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PARTIE 1 : QCM (Noté sur 8 points) Entourez les bonnes réponses. Plusieurs réponses peuvent être possibles pour certaines
questions à choix multiples. Vous devez donner toutes les réponses exactes pour une même
question pour en obtenir les points. En revanche, tout oubli ou réponse fausse est
pénalisant.
1. La molécule d’ADN est composée de :
A. de bases azotées, de lipides et de groupements phosphates
B. de lipides, de groupements phosphates et de sucres
C. de bases azotées, de sucres et de groupements phosphates
D. de bases azotées, de lipides et de sucres
2. Une enzyme de restriction est :
A. une exonucléase
B. une phosphatase
C. une ribonucléase
D. une endonucléase
3. Pour réaliser une expérience d’amplification de gène par PCR, il faut :
A. une matrice d’ARN, des amorces spécifiques, des ions Ca2+, des dNTPs, une ARN
polymérase ARN dépendante
B. une matrice d’ADN, des amorces spécifiques, des ions Mg2+, des dNTPs, une ADN
polymérase ADN dépendante
C. une matrice d’ADN, des amorces spécifiques, des ions Ca2+, des dNTPs, une ADN
polymérase ADN dépendante
D. une matrice d’ADN, des amorces spécifiques, des ions Mg2+, des NTPs, une ADN
polymérase ADN dépendante
4. Pour évaluer la pureté d’un échantillon d’ADN par rapport aux protéines, vous mesurez par
spectrométrie :
A. la densité optique à 260nm
B. le rapport de densité optique à 260nm et 280nm
C. la densité optique à 280nm
5. Quelle(s) molécule(s) permet(tent) de visualiser des fragments d’ADN séparés par
électrophorèse ?
A. le bromure d’éthidium
B. le bromure de potassium
C. l’actinomycine D
D. la green fluorescent protein (GFP)
6. Quelle(s) méthode(s) utilise(nt)-on pour évaluer le niveau de pureté d’une protéine en cours
de purification ?
A. une mesure de diffusion de la lumière
B. un dosage de Bradford
C. une électrophorèse SDS-PAGE
D. un spectre RMN
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CONCOURS EXTERNES IT 2015 EPREUVE TECHNIQUE D’ADMISSION
Durée : 2 heures
Coefficient : 2
CONCOURS N° 134
Corps : Assistant ingénieur
BAP : A – Sciences du Vivant
Emploi-type : Assistant en techniques biologiques
Délégation organisatrice : Ile de France Ouest et Nord, Meudon
REMARQUES IMPORTANTES
Donnez vos réponses directement sur le sujet dans l’espace réservé après chaque question.
Aucun document n’est autorisé.
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Seul l’usage d’une calculatrice non programmable est autorisé.
Les parties et les questions au sein de chaque partie sont indépendantes.
L’épreuve est notée sur 70 points et comprend :
Partie 1 : Questions à choix multiples (notée sur 8 points)
Partie 2 : Exercices et Questions (notés sur 62 points)
A. Exercice de Biologie Moléculaire (noté sur 18 points)
B. Exercice de Génétique (noté sur 12 points)
C. Exercice d’analyse de protocole et de compréhension (noté sur 10 points)
D. Questions spécifiques (notées sur 12 points)
E. Questions générales (notées sur 10 points)
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7. Dans un gel SDS dénaturant, la séparation des protéines se fait en fonction de :
A. leur charge
B. leur poids moléculaire
C. leur point isoélectrique
D. leur teneur en acides aminés aromatiques
8. Quel(s) est (sont) la(les) molécule(s) utilisée(s) habituellement pour faire polymériser un gel
de polyacrylamide :
A. le TEMED
B. le persulfate d’ammonium
C. le bis-acrylamide
D. la glycine
9. La révélation des protéines séparées sur un gel de polyacrylamide peut se faire par :
A. coloration au réactif de Bradford
B. coloration au bleu de Coomassie
C. coloration au bleu de xylène cyanol
D. coloration au nitrate d’argent
10. Quel(s) support(s) de chromatographie permet(tent) de purifier des protéines
recombinantes ?
A. une résine d’affinité
B. une résine échangeuse d’ion
C. une résine d’exclusion
D. une résine hydrophobe
11. Quel est le nom de la méthode utilisée pour transférer une protéine sur membrane ?
A. Southern blot
B. western blot
C. northern blot
D. eastern blot
12. Une protéine est :
A. la plus soluble quand le pH de la solution est égale à son pI
B. la moins soluble quand le pH de la solution est égale à son pI
C. la plus soluble quand le pH de la solution est différent de son pI
13. En utilisant le code génétique standard, quel(s) couple(s) de codons, au niveau de l’ARNm,
délimite(nt) une phase ouverte de lecture ?
A. ATG et TAA
B. AUG et UAA
C. AUG et UGG
D. AUG et UAG
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14. L’épigénétique correspond à :
A. L’étude des changements d’activité des gènes héritables mais indépendant de la
séquence d’ADN
B. Un phénomène pouvant impliquer certaines modifications réversibles de l’ADN
C. Un phénomène impliquant des modifications de la séquence de l’ADN
15. La méthylation de l’ADN :
A. a lieu au niveau de séquences CpG chez les mammifères
B. a lieu au niveau de séquences CpG chez la bactérie Escherichia coli
C. a lieu au niveau de séquences GATC chez la bactérie Escherichia coli
D. n’a pas lieu chez les bactéries
16. Le niveau d’expression d’un gène normalement traduit peut être déterminé par :
A. Southern blot
B. western blot
C. qPCR
D. RT-qPCR (reverse transcriptase qPCR)
17. L’ARNm eucaryotique d’un gène typique humain est :
A. modifié à ses 2 extrémités
B. uniquement polyadénylé
C. épissé pour éliminer les exons
D. épissé pour éliminer les introns
18. Les gènes humains codant les protéines sont transcrits par :
A. l’ARN polymérase I
B. l’ARN polymérase II
C. l’ARN polymérase III
D. les ARN polymérases I et II
19. Une cellule haploïde
A. peux contenir deux allèles d’un même gène
B. peut subir la meïose
C. peut entrer en mitose
D. contient une seule copie d’un gène donné
20. Une souris adulte
A. est diploïde
B. est haploïde
C. peut être homozygote pour une mutation
D. peut être hétérozygote pour une mutation
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PARTIE 2 : EXERCICES ET QUESTIONS (Notée sur 62 points)
A. EXERCICE BIOLOGIE MOLÉCULAIRE (Noté sur 18 points)
• Figure 1 : Séquence d’ADN codant pour la protéine Artemin humaine
1 – ATGGAACTTGGAGGCCTCTCCACGCTGTCCCACTGCCCCTGGCCTAGGCA - 50 51 – GCAGGAT CCACTTGGTCTCTCCGCGCAGCCTGCCCTGTGGCCCACCCTGG – 100
101 – CCGCTCTGGCTCTGCTGAGCAGCGTCGCAGAGGCCTCCCTGGGCTCCGCG - 150 151 – CCCCGCAGCCCTGCCCCCCGCGAAGGCCCCCCGCCTGTCCTGGCGTCCCC – 200 201 – CGCCGGCCACCTGCCGGGGGGACGCACGGCCCGCTGGTGCAGTGGAAGAG – 250 251 – CCCGGCGGCCGCCGCCGCAGCCTTCTCGGCCCGCGCCCCCGCCGCCTGCA – 300 301 – CCCCCATCTGCTCTTCCCCGCGGGGGCCGCGCGGCGCGGGCTGGGGGCCC – 350 351 – GGGCAGCCGCGCTCGGGCAGCGTGA – 375
• Figure 2 : Carte du plasmide pGEX-6P3
Ptac
ori
3C protease recognition site
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Clonage moléculaire (8 points)
A.1) Vous allez réaliser le sous-clonage de l’intégralité de la séquence d’ADN codant pour la
protéine Artemin en amplifiant par PCR cette séquence que vous insérerez dans le
plasmide pGEX-6P3 linéarisé par les endonucléases de restriction BamHI et XhoI.
A.1.1) Que signifie le terme PCR ? En décrire succinctement les étapes. (1 point)
A.1.2) Quelle(s) particularité(s) possède(nt) généralement l’ADN polymérase utilisée
couramment pour la PCR ? (1 point)
A.2) Vous avez à votre disposition les enzymes de restriction suivantes pour réaliser le
sous-clonage de la séquence d’ADN :
Acc65I : NlaIV :
BamHI : SalI :
BglII : XhoI :
ClaI :
Les séquences de ces sites de restriction, présents dans la séquence d’ADN, sont
soulignées sur la figure 1.
8
A.2.1) Donnez le(s) couple(s) de sites de restriction à ajouter de part et d’autre de la
séquence d’ADN en vue de son sous-clonage dans le vecteur pGEX-6P3 précédemment
linéarisé ? Commentez votre choix. (2 points)
A.2.2) Citez une technologie de clonage permettant de s’affranchir de l’utilisation
d’enzyme(s) de restriction pour un clonage. En décrire brièvement le principe. (2 points)
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A.2.3) Dessinez, en les orientant de 5’ à 3’, le couple d’amorces (20 nucléotides chacune)
nécessaires pour amplifier la séquence d’ADN permettant de réaliser votre sous-clonage
en utilisant les sites de restrictions que vous aurez précédemment choisis. (1,5 point)
A.2.4) Vous disposez de vos amorces en solution stock à 0,1mM. Vous réalisez une
dilution intermédiaire de 20x. Quel volume de la dilution intermédiaire allez-vous
prélever sachant qu’il faut 10pmoles de chaque amorce dans la réaction de PCR ? (0,5
point)
Expression de protéine (10 points)
A.3) Le sous-clonage de l’ADN codant pour la protéine Artemin dans le plasmide pGEX-6P3
est maintenant réalisé et vous décidez d’exprimer cette protéine humaine.
A.3.1) Quel système d’expression allez-vous utiliser ? Expliquez. (1 point)
A.3.2) Citez un autre système d’expression pour les protéines recombinantes. Indiquez
un de ses avantages. (1 point)
10
A.3.3) Quel type de chromatographie allez-vous utiliser préférentiellement pour purifier
la protéine recombinante produite dans la phase soluble de votre extrait cellulaire ?
Expliquez. (1,5 points)
A.3.4) Indiquez le nombre d’acides aminés du polypeptide généré contenant la protéine
Artemin après clivage par la protéase. Donnez en un poids moléculaire approximatif. (1
point)
A.3.5) Vos analysez vos échantillons en cours de purification sur SDS-PAGE. Le tampon de
charge contient du SDS et du β-mercaptoéthanol. Précisez le rôle de ces deux produits.
Quelles précautions devez-vous prendre pour préparer ces solutions ? (1,5 points)
A.4) Soit la table du code génétique standard :
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A.4.1) Donnez la séquence en acides-aminés de la séquence d’ADN surlignée en gris dans
la figure 1 en débutant dans la première phase de lecture. (1 point)
A.4.2) Un codon est indiqué en gras dans la séquence. Pour quel acide-aminé code t’il ?
Vous décidez de muter ce codon pour qu’il code pour une lysine. Quel(s) changement(s)
de nucléotide(s) allez-vous faire ? (0,5 point)
A.5) Vous décidez de réaliser cette mutation en utilisant la technique de « rolling-circle »
qui consiste à amplifier le plasmide en une seule PCR avec un couple d’amorce approprié
apportant la mutation à fixer. Vous transformez la bactérie Escherichia coli dam+ avec une
fraction aliquote de cette réaction de PCR. Après étalement et croissance sur gélose, vous
obtenez un grand nombre de colonies. Après analyse, il s’avère que la majorité des
colonies contiennent le plasmide parental.
A.5.1) Comment réalisez-vous cette analyse pour différencier le plasmide parental du plasmide ayant intégré la mutation ? (1,5 points)
A.5.2) Quelle expérience simple menée au laboratoire proposez-vous pour augmenter
l’efficacité expérimentale ? Commentez. (1 point)
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B. EXERCICE GÉNÉTIQUE (Noté sur 12 points)
On a généré chez la souris une mutation par intégration homologue sur un des allèles du
génome d’une cellule souche d’un fragment d’ADN contenant un gène de sélection de façon
à éliminer l’exon 2 d’un gène d’intérêt en suivant le schéma ci-dessous. Les cellules ainsi
générées sont hétérozygotes pour la mutation. Elles ont ensuite servi à reconstituer une
lignée de souris transmettant le gène muté dans sa lignée germinale.
Techniquement, la détection des allèles sauvage et mutant peut se faire grâce aux réactions
de PCR indiquées sur le schéma. Le fragment généré sur l’allèle sauvage par la réaction PCR1
a une taille de 250 paires de bases. Celui généré pour l’allèle mutant par la réaction de PCR2
a une taille de 400 paires de bases. (Voir schéma.)
B.1) Expliquez « recombinaison homologue ». (3 lignes maximum – 2 points)
B.2) A quoi sert le gène NeoR dans cette expérience. (3 lignes maximum – 1 point)
13
B.3) D’après vous, que sera la conséquence de la mutation sur l’expression du gène ciblé ?
Pourquoi ? (5 lignes maximum – 4 points)
B.4) La souris hétérozygote portant un allèle muté dans sa lignée germinale a été croisée
avec une souris sauvage. Pour chacun des 5 souriceaux résultant de ce croisement, de
l’ADN génomique a été isolé et les réactions de PCR1 et 2 ont été effectuées. Les produits
de la réaction de PCR ont été fractionnés sur un gel d’agarose, et photographiés après une
coloration appropriée. Les résultats sont présentés dans le schéma suivant. Donnez le
génotype de chacun des souriceaux. (1 point)
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B.5) L’assistant-ingénieur qui suit cette lignée a effectué plusieurs croisements entre souris
mâles et femelles tous hétérozygotes pour la mutation. Il a caractérisé le génotype de tous
les souriceaux obtenus par la stratégie décrite ci-dessus et rassemblé les données :
- Nombre de souris sauvages : 52
- Nombre de souris hétérozygotes : 98
Un autre génotype était-il attendu ? Que concluez-vous de cette expérience ? (On
considérera que toute différence d’un nombre supérieur à 10 souris par rapport au
nombre théorique attendu est significative, et que toute différence inférieure résulte des
aléas de l’expérimentation.) (5 lignes maximum – 4 points)
C. ANALYSE DE PROTOCOLE / COMPRÉHENSION (Noté sur 10 points)
C.1) ANALYSE DE PROTOCOLE (Noté sur 8 points)
Soit un extrait de la partie « Experimental Procedures » de l’article de Trispsianes K. et coll.
publié en 2014 dans la revue The Journal of Biological Chemistry 289 : 28640-28650.
[..]
[..]
15
C.1.1) Traduire les phrases encadrées en noir. (1,5 points)
C.1.2) Quelle technique est utilisée pour rompre les parois bactériennes afin de libérer
les protéines ? Quel(s) est(sont) le(s) inconvénient(s) de cette technique ? Citez une autre
technique de lyse cellulaire. (1,75 points)
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C.1.3) Comment se déroule l’élimination de l’étiquette GST ? (1,5 points)
C.1.4) Vous disposez des produits et solutions suivants :
- Tris-HCl pH 7,5 – 1M
- NaCl – 5M
- Imidazole (PM = 68,8 g.mol-1)
- DTT – 2,5M
- NaN3 (PM = 65,01 g.mol-1)
Quelle volume de solutions et quelle quantité de poudre allez-vous prendre pour
préparer le volume de tampon de lyse nécessaire à la première étape du protocole
présenté dans la publication ci-dessus ? Les constituants autres de ceux mentionnés ci-
dessus ne seront pas pris en compte pour votre calcul. (1,25 points)
17
C.1.5) Question en anglais à répondre en anglais :
C.1.5.1) Why using imidazole for eluting proteins bound to Ni-NTA resin? (1 point)
C.1.5.2) Which is the role of the size exclusion chromatography step? (1 point)
C.2) COMPRÉHENSION (2 points)
Soit le schéma en désordre de la procédure de construction d’une banque d’ADN pour un
séquençage haut débit.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
18
Soit la description des différentes étapes :
1. Denature, anneal 1st and 2nd primers
2. Size select DNA on gel
3. PCR product after 1st cycle
4. End repair of DNA fragments
5. Denature, anneal 1st primer
6. PCR product after 18 cycles
7. Add A overhang and ligate adapters
Associez chaque étape du schéma avec sa description et proposez la suite logique de la
procédure de construction d’une banque d’ADN pour un séquençage haut débit.
Indiquez une lettre et un chiffre par case.
D. QUESTIONS SPÉCIFIQUES (Noté sur 12 points)
D.1) QUESTION 1 (4 points)
Plusieurs catégories d’ARN coexistent dans une cellule eucaryote dont les ARN messagers
(mRNA), les « miRNA » et les longs ARN non-codants.
Quelles sont les caractéristiques de ces différentes classes d’ARN ? Comment sont-ils
synthétisés (présence de précurseurs, étapes de maturation) ? Quelles sont les fonctions des
ARN matures ? (15 lignes maximum)
G.
- - - - - - -
19
D.2) QUESTION 2 (2 points)
La littérature décrit abondamment l’usage d’une méthodologie qui a recours à
l’interférence à ARN dite « RNAi ».
Quel est le mécanisme général de l’interférence avec les ARN messagers cibles et la
conséquence sur ceux-ci ? (5 lignes)
D.3) QUESTION 3 (3 points)
Pour l’espèce de Drosophile « Drosophila melanogaster » des collections de milliers de
mutants sont accessibles depuis plusieurs banques publiques. Ces mutants sont
majoritairement obtenus par une technique génétique de modification du génome. La
transposase qui reconnait des motifs dit « P elements » est l’enzyme clé pour l’obtention de
ces collections.
Pouvez-vous décrire succinctement le mécanisme mettant en jeu la transposase, les
éléments P et le génome de la drosophile pour l’obtention de ces banques ? (10 lignes
maximum)
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D.4) QUESTION 4 (3 points)
Comment la présence de groupe méthyl sur l’ADN modifie l’expression des gènes chez les
plantes et les insectes ? (5 lignes maximum)
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E. QUESTIONS GÉNÉRALES (Noté sur 10 points)
E.1) EXERCICE 1 (1,5 points)
On veut faire 250 ml d'une solution aqueuse d'acide trichloracétique à 80% (poids/volume). Ce produit se présente sous forme d'une poudre. On dispose d'une balance, d’un bécher, d'une éprouvette de 0,5 l graduée. Décrire précisément comment procéder. (3 lignes maximum).
E.2) EXERCICE 2 : Questions sur le pH (3,5 points)
E.2.1) Définition (2 lignes maximum – 1 point)
E.2.2) Comment le mesure-t-on? (3 lignes maximum – 1 point)
E.2.3) Comment préparer 200 ml d'un tampon Tris de molarité 1 M, ajusté à pH 7.2 par l'acide chlorhydrique ? On présentera la méthode la plus simple. Le Tris est fourni en poudre, l'acide chlorhydrique sous forme d'une solution concentrée. On dispose de tout l'équipement classique d'un laboratoire de biochimie. À titre d'indication, on donne: le poids moléculaire du Tris = 121.1 g.mol-1, son pKa = 8,1 et la normalité de la solution d'acide chlorhydrique fournie : 10 N. NB : ces renseignements ne sont pas tous indispensables pour répondre à la question, aucun calcul compliqué n'est nécessaire. (5 lignes maximum – 1,5 points)
22
E.3) EXERCICE 3 : Hygiène et sécurité (5 points)
E.3.1) Indiquez une signification simple aux pictogrammes ci-dessous : (1,5 points)
________________ _______________ ______________
________________ _______________ _______________
E.3.2) Définir le terme OGM et donner un exemple d’OGM. Les OGMs ont été répartis en
plusieurs classes. Expliquez pourquoi et quelles en sont les conséquences pour leur
manipulation au laboratoire. (10 lignes maximum – 3,5 points).
