replication

Question 1

Réplication: définition et caractéristiques

Answer 1

• Correspond à la reproduction de l’ADN à l’identique.
• Aucune information n’est perdue.
• S’effectue entre la phase G1 et G2 du cycle cellulaire.
• A lieu pendant la phase « S ».
• Rapide et fiable.
• La réplication doit respecter deux principes:
  ➢L’ensemble du génome doit être répliqué
  à chaque division cellulaire.
  ➢Chaque molécule d’ADN n’est répliquée
  qu’une seule fois par cycle cellulaire.

Question 2

Réplisome

Answer 2

: enzymes et protéines qui interviennent de la réplication

Question 2

Les matériaux nécessaires à la réplication

Answer 2

• Les nucléotides sous forme ATP GTP CTP TTP matériaux de la polymérisation
• Les protéines de reconnaissance du site d’initiation : point de départ
• Les topoisomérases : ADN gyrase (Escherechi Coli) , dérouler l’ADN , faciliter l’accès.
• Les hélicases : ouverture des 2 brins, détruit les liaisons hydrogène entre les bases azotées.
  Les matériaux nécessaires à la réplication
• Les protéines RPA (SSB chez bactérie): single
  strand binding proteins : stabilisation
  et maintien des 2 brins séparés.
• L’ADN polymérase : l’enzyme spécialisée pour la polymérisation
• La primase : pour le primer : ARN polymérase, permet la synthèse des amorces d’ARN
• Ligases : soudure de fragments
  d’OKAZAKI
• Mg++

Question 2

Formation d’un œil de réplication

Answer 2

• A chaque origine de réplication, il y a formation d’un œil
  de réplication qui s’agrandit tout le long de l’avancement
  au niveau des fourches de réplication.
  Chaque réplicon fait 30 000 à 300 000 pb. Ils ne sont pas synchronisés.

Question 3

Le réplicon

Answer 3

• Le réplicon est l’unité de réplication de l’ADN eucaryote,
• Il contient une origine et une terminaison.
• L’ADN peut être répliqué à plusieurs endroits en même temps,
• Sans cela la réplication de l’ADN eucaryote durerait 800 heures et l’homéostasie de l’organisme ne serait pas respectée.
• L’ADN procaryote est circulaire et présente une
  seule origine de réplication).

Question 4

Le réplicon

Answer 4

• Segments de taille variable de 30 000 à 300 000 bases.
• La vitesse de synthèse:
  ➢ Chez les eucaryotes: atteint 50 000 pdb/min.
  ➢ Chez les procaryotes: plus rapide que chez les eucaryotes.
• L’origine de réplication:
  ➢ n’est pas localisée au hasard sur la molécule d’ADN,
  ➢ est présente entre petites séquences répétées reconnues par des protéines.
• Taille de l’origine de réplication:
  ➢ procaryotes: environ 200 paires de bases (pdb).
  ➢ eucaryotes: 2000 pdb.

Question 5

Plusieurs réplicons chez les Eucaryotes

Answer 5

Chaque réplicon fait 30 000 à 300 000 pb. Ils ne sont pas synchronisés.

Question 6

Polymérisation unidirectionnelle &
réplication semi conservative

Answer 6

Les deux brins d’ADN sont associés de manière antiparallèle,
chacund’eux possédant une extrémité 5’- phosphate et
une extrémité 3’-OH libre.
* La polymérisation est unidirectionnelle,
* Les brins étant polarisés la polymérisation se fera toujours dans le même sens : 5’ vers 3’.
* Il y a formation d’une liaison phosphodiester entre l’extrémité 3’OH du brin en voie d’élongation et l’extrémité 5’phosphate du nucléotide ajouté.

Question 7

Réplication semi-discontinue

*

Answer 7

Donc, pour récapituler:
* La synthèse de l’ADN est bidirectionnelle à partir de l’origine de réplication
* Il y a formation de fourche de réplication par écartement de deux brins parents.
* Au niveau d’une fourche de réplication les deux brins fils sont synthétisés simultanément.

Question 8

etapes

Answer 8

• Formation d’une amorce d’ARN par la primase.
• Synthèse d’un brin continu par l’ADN polymérase à partir de l’extrémité 3’ de l’amorce.
• Formation d’une amorce d’ARN par la primase pour initier la synthèse du brin discontinu.
• Synthèse d’un brin discontinu par une ADN polymérase à partir de l’extrémité 3’ de l’amorce.
• Les fragments d’Okazaki (1000- 2000 pb) se trouvent de part et d’autre du site d’initiation .
• Remplacement de l’amorce d’ARN à l’aide d’une ADN polymérase à partir de l’extrémité 3’ du premier fragment d’Okazaki;
• A la fin, on a une liaison de l’extrémité 3’ de l’ADN à l’extrémité 5’ du brin continu à l’aide d’une ligase (après l’élimination de l’amorce de l’ARN).

Question 9

Au total

Answer 9

Chacun des deux brins sert de modèle à la fabrication d’un nouveau brin.
* Une molécule d’ADN donne ainsi naissance à deux molécules d’ADN-filles constituées d’un brin « nouveau » et d’un brin « ancien ».

• Comme la moitié de la molécule initiale est conservée.
  => Le mécanisme de la réplication de l’ADN est dit semi-conservatif.

Question 10

ADN polymérase I

Answer 10

Les ADN polymérases: Activités
spécifiques des ADN polymérases
ADN polymérase I a 3 fonctions : la plus importante
* Une fonction de polymérisation 5′ => 3′ pour le remplacement des amorces d’ARN par un brin d’ADN et le remplissage des lacunes au cours de la réparation de l’ADN(étape 5).
* Une fonction exonucléasique 5’=> 3’qui permet d’éliminer les amorces d’ARN: l’hydrolyse de l’amorce d’ARN (étape 5).
* Une fonction exonucléasique 3’=> 5′ qui permet d’éliminer les nucléotides mal appariés et progresser en les remplaçant par des nucléotides corrects. Cette activité auto-correctrice permet de diminuer le taux d’erreur: fonction d’édition
(fonction du concierge: vérification des portes)
réduction des mutations

Question 10

ADN polymérase: caractéristiques

Answer 10

• Pas d’initiative: besoin d’amorce d’ARN.
• Fonction d’édition: correction et réparation
• Hydrolyse de l’ARN amorce (Primer): une fois que l’ADN néo brin mis
  en place.

Question 11

Télomère

Answer 11

Télomère : extrémités des chromosomes
TTAGGG répétés en 3’

-Dernière amorce non remplacée
car ADN polymérase pas d’initiative!!

Raccourcissement progressif des télomères

Sécurité pour la stabilité du génome

Question 11

ADN polymérases

Answer 11

• ADN polymérase II : impliquées
  essentiellement dans la réparation de l’ADN
  endommagé.
• ADN polymérase III possède 2 fonctions :
• Une fonction polymérase d’addition de dNMP à l’extrémité 3’OH d’une chaîne
  nucléotidique. C’est cette enzyme qui fonctionne aux fourches de réplication.
• Une fonction exonucléase 3’=>5′ comme pour l’ADN polymérase I (éliminer les nucléotides mal appariés et progresser en les remplaçant par des nucléotides corrects): fonction d’édition