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Génétique moléculaire II > 2.3 : mécanismes de réplication chez les procaryotes > Flashcards

2.3 : mécanismes de réplication chez les procaryotes Flashcards

1
Q

Chez E. coli, par quoi est prise en charge la réplication de l’ADN? Comment cela fonctionne?

A
  • Le réplisome
  • Lorsque le réplisome se déplace le long de l’ADN, les brins parentaux se déroulent et les brins filles sont synthétisés.
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Q

Qu’est-ce que le réplisome?

A

Gros complexe protéique associé à la fourche de réplication qui ne peut être isolé sous cette forme (action de plusieurs protéines) → associé à la réplication de l’ADN chez E. coli

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3
Q

Qu’est-ce que le primosome? Dans quoi est-il impliqué?

A
  • Sous-complexe protéique du réplisome

- Impliqué dans l’initiation de la synthèse de chaque fragment d’Okazaki durant la réplication du brin retardé

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4
Q

De quoi est composé le primosome?

A
  • DnaB (hélicase)
  • DnaG (primase)
  • Autres protéines
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Q

Vrai ou faux :

La primase est une composante permanente du primosome

A

Faux, pas une composante permanente. Elle s’associe à l’hélicase à chaque évènement d’amorçage.

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6
Q

Quelle SU de pol III les 2 brins doivent-ils traverser lors de la synthèse simultanée? Dans quel sens?

A
  • SU alpha
  • Brin avancé : 5’-3’
  • Brin retardé : 3’-5’ (PAS DE SENS) → modèle du trombone = solution
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7
Q

Modèle du trombone : lorsque la SU alpha de Pol III se lie à l’amorce d’ARN, Beta interagit avec?

A

Le coeur (site) catalytique

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8
Q

Que permet le modèle du trombone?

A

Permet la synthèse de la matrice du brin retardé dans le sens 5’-3’ (boucle)

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9
Q

Modèle du trombone :

Les 2 SU α de pol III sont dans des orientations…? Les 2 SU τ sont liées à…?

A
  • Opposées → les 2 sites catalytiques sont en sens inverse

- Liées à l’hélicase → permet l’interaction avec les ADN polymérases

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10
Q

Modèle du trombone :

Que fait l’hélicase?

A

Se déplace sur la matrice du brin retardé en sens 5’-3’

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11
Q

La protéine SSB recouvre…?

A

L’ADN simple brin

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12
Q

La réplication coordonnée des brins avancé et retardé est effectuée par?

A

2 centres catalytiques de Pol III

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13
Q

Qu’est-ce qui est requis comme point de départ pour l’ADN polymérase?

A

L’extrémité 3’-OH de l’amorce synthétisée par la primase et l’hélicase (primosome)

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14
Q

Que permet la liaison de pol III à l’hélicase DnaB? Sans cette liaison, que se passe-t-il?

A
  • D’augmenter de 10x la vitesse de séparation des brins parentaux
  • L’hélicase se déplacerait plus lentement sans cette liaison → L’ADN polymérase répliquerait l’ADN + vite que l’hélicase sépare les brins → Pol III rattraperait DnaB et reformerait le réplisome complet
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15
Q

Qu’est-ce qui charge/décharge les attaches β?

A
  • Chargeur d’attache : complexe γ
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16
Q

Vrai ou faux :

La SU α et le complexe γ de Pol III se lient au même site de l’attache β. Explique

A
  • Vrai, si α est liée à β, γ ne peut s’y associer.
  • Il faut que α se libère de la vielle attache (fin synthèse fragment Oka) pour que γ puisse se lier à cette dernière et la retirer.
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17
Q

Quand est-ce qu’une nouvelle attache β est chargée sur une amorce d’ARN nouvellement synthétisée?

A

Avant que la synthèse du fragment d’Okazaki soit complétée

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18
Q

Vrai ou faux :

Il n’y a qu’une seule copie de l’attache β dans la cellule.

A

Faux, il y en a plusieurs. Quand une copie est requise, elle est recrutée → ADN polymérase est transférée d’une attache β à une autre lors de la synthèse du brin retardé.

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19
Q

Où est initiée la réplication de l’ADN chez E. coli? À l’aide de quelle protéine?

A
  • Au locus OriC

- Avec la protéine DnaA

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20
Q

Vrai ou faux :

Les chromosomes de bactéries n’ont qu’une seule origine de réplication.

A

Vrai

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21
Q

Quelle est la principale fonction de l’origine de réplication?

A

Fournir la première amorce qui est requise par pol III pour débuter la synthèse d’ADN

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22
Q

Comment est l’origine de réplication d’E. coli (et d’autres entérobactéries)?

A

Segment de 245 pb dont la séquence est très conservée

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23
Q

OriC contient des séquences de __ pb et de __ pb. Combien de types et segments?

A
  • 9 pb → 2 types → 4 segments

- 13 pb → 1 type → 3 segments

24
Q

Comme l’initiation de la réplication se déroule-t-elle?

A
  1. La concentration de DnaA augmente → environ 30 copies se lient avec les 4 segments de 9 pb
  2. Liaison de DnaA entraîne la fusion de la région contenant les 3 segments de 13 pb → ouverture dans l’ADn
  3. Deux complexes DnaB6-DnaC6 se lie à cette ouverture et DnaC est libéré. Prêt pour la réplication
25
Q

Comment la première amorce d’ARN est-elle synthétisée?

A
  1. DnaB agrandit la région désapariée
  2. Primase reconnaît DnaB et s’y lie ainsi qu’à l’ADN
  3. Complexe DnaB-primase se déplace sur l’ADN en sens 5’-3’ et la primase fabrique l’amorce d’ARN requise pour l’ADN polymérase qui va ensuite faire la synthèse du premier fragment d’Okazaki
  4. Pol III s’assemble sur DnaB-primase et utilise l’amorce pour débuter synthèse
26
Q

Comment est le mouvement de l’ADN par rapport à la machinerie de réplication?

A

Hypothèse : machinerie de réplication de l’ADN serait statique dans la cellule → c’est l’ADN qui bouge

27
Q

Que requiert l’initiation de la réplication?

A

Une ARN-polymérase ADN-dépendante.

28
Q

2 promoteurs sont situés près de l’origine de réplication. Les 2 pointent vers…? Leur rôle?

A
  • Pointent vers l’origine

- Rôle : amène la formation d’une boucle R et donc stimulent la formation d’un complexe ouvert à l’origine

29
Q

À l’OriC, la protéine Hu se lie à…? Afin de ?

A

Se lie à la boucle R afin de faciliter la fusion de l’ADN et promouvoir la formation d’ADN superenroulé négativement → requis pour la liaison de DnaA

30
Q

Est-ce que l’initiation de la réplication chez E. coli est contrôlée? Explique

A

Oui, de manière très stricte.

- La réplication du chromosome n’est initiée qu’une fois par division cellulaire

31
Q

Est-ce que le chromosome peut présenter plusieurs fourches de réplication?

A

Oui, selon la durée de la division cellulaire (dépend des conditions de culture → milieu pauvre ou riche, de 20 min à 10h)

32
Q

Combien de temps sépare l’initiation de la réplication et la division cellulaire? Explique

A

Un temps fixe de 60 min

  • 40 minutes pour la réplication (environ 1000 nt/sec)
  • 20 min pour la ségrégation des composantes de la cellule et la formation du septum
33
Q

Quand peut-on observer plus de 2 fourches de réplication chez E. coli?

A
  • Quand le temps de dédoublement est plus petit que 60 min

- Cellules doivent réinitier un cycle de réplication avant que la division cellulaire précédente soit terminée

34
Q

Qu’est-ce qui déclenche un cycle de réplication? Pourquoi OriC n’est pas activée en tout temps?

A

Mécanisme n’est pas connu

- MAIS méthylation de l’ADN joue un rôle important dans le régulation de la réplication

35
Q

Que fait la méthylase DAM?

A
  • Reconnaît la séquence palindromique GATC qui est répétée 11x dans à l’OriC
  • Ajoute un groupement méthyl (CH3) à la position N6 de l’adénine qui se trouve dans les brins opposés de chaque répétition
36
Q

Que permet le degré de méthylation du palindrome GATC?

A

Permet à la machinerie d’initiation de distinguer une origine répliquée d’une origine non répliquée → 2 molécules d’ADN hémi-méthylées sont produites suite au passage de la fourche de réplication

37
Q

Vrai ou faux :

Une origine hémi-méthylée peut être reconnue par le système d’activation DnaA/DnaB/DnaC.

A

Faux!!!! OriC ne pourra pas être activée tant qu’elle ne sera pas complètement méthylée (avec la méthylase DAM)

38
Q

Comment est l’origine de réplication pendant les 10 minutes suivant l’initiation de la réplication?

A

Dans un état séquestré → l’origine qui est hémi-méthylée est associée à la protéine SeqA et la ré-initiation est réprimée

39
Q

Que fait la protéine SeqA? que se passe-t-il lorsqu’elle est relâchée?

A

Protéine inhibitrice de la réplication → Lorsqu’elle est relâchée, Dam peut agir sur l’origine pour la méthyler complètement.

40
Q

Où se termine la réplication du génome d’E. coli?

A

Dans une région de 350 kb contenant 6 sites de 23 pb presque identiques, appelés sites Ter.

41
Q

Comment se déroule la terminaison de la réplication?

A
  • La fourche #1 traverse terF, terB et terC mais s’arrête lorsqu’elle rencontre terA, terD ou terE.
  • La fourche #2 traverse terE, terD et terA mais s’arrête lorsqu’elle rencontre terC, terB ou terF.
42
Q

Qu’assure la disposition des sites de terminaison?

A

Que les 2 fourches de réplication se rencontrent dans la région de terminaison même si l’une d’elle y arrive avant l’autre.

43
Q

Quelle protéine est requise pour l’arrêt de la progression d’une fourche de réplication? Son rôle ?

A
  • Protéine TUS → se lie spécifiquement à chaque site ter

- Inhibe DnaB (hélicase) → met fin à la progression de la fourche

44
Q

Protéine Tus met fin à la progression de la fourche de réplication, mais dans une seule direction seulement. Pourquoi?

A

En raison de sa nature asymétrique

  • Complexe TUS-ter a 2 faces → côté permissif et côté non permissif
  • Côté permissif permet le passe de l’hélicase DnaB, mais le côté non-permissif ne le permet pas → MUR qui bloque la réplication
45
Q

Quelle protéine inhibe DnaB?

A

Protéine TUS

46
Q

Quelle est l’étape finale de la réplication du génome d’E. coli? Quelle enzyme catalyse la réaction?

A

Séparation des deux molécules d’ADN filles → catalysée par la topoisomérase II (sépare en casant les 2 ADN filles et en religaturant après)

47
Q

Bactériophage M13 : après son entrée dans E. coli, l’ADN circulaire simple-brin de M13 (brin +) est converti en…?

A

En une forme duplex circulaire appelée forme réplicative (RF)

48
Q

Comment est la forme RF du bactériophage M13?

A

Soit superenroulée (RFI) ou porteuse d’une cassure simple-brin (RFII)

49
Q

À quel brin du génome d’E. coli s’apparente la synthèse du brin - à partir du brin + chez le bactériophage M13?

A

Au brin avancé

50
Q

M13 : forme infectieuse = ____ brin, forme réplicative = ____ brin

A
  • Simple-brin

- Double

51
Q

Comment est l’ADN du phage ΦX174?

A

Petit ADN simple brin, comme M13, mais la conversion de la forme infectieuse en forme réplicative est plus complexe.

52
Q

Comment se fait la conversion de la forme virale en forme réplicative chez le phage ΦX174?

A

Se fait grâce au primosome, réplication du brin - s’apparente à la synthèse du brin retardé dans l’ADN duplex

53
Q

Qu’est-ce que le mode de réplication d’un ADN circulaire par le mode en cercle tournant? (mode σ)

A
  • Mode de réplication fréquemment observé chez les bactériophages
  • Produit une molécule simple brin multimérique dans laquelle plusieurs unités de génomes sont liées en tandem
54
Q

À quoi peut servir le mode de réplication en cercle tournant?

A
  • Divers buts in vivo
  • Peut générer des monomères circulaires simple ou double brin qui pourront être empaquetés dans des particules de phages
55
Q

Comment est synthétisé le brin + de ΦX174 sur la matrice RFI?

A

Selon une variante du mode σ appelé mode en cercle tournant avec boucle.

Génétique moléculaire II (10 decks)

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