replication Flashcards
Réplication: définition et caractéristiques
- 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.
Réplisome
: enzymes et protéines qui interviennent de la réplication
Les matériaux nécessaires à la réplication
- 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++
Formation d’un œil de réplication
- 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.
Le réplicon
- 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).
Le réplicon
- 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.
Plusieurs réplicons chez les Eucaryotes
Chaque réplicon fait 30 000 à 300 000 pb. Ils ne sont pas synchronisés.
Polymérisation unidirectionnelle &
réplication semi conservative
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.
Réplication semi-discontinue
*
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.
etapes
- 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).
Au total
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.
ADN polymérase I
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
ADN polymérase: caractéristiques
- 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.
Télomère
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
ADN polymérases
- 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
