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MED1042 > Réplication et réparation de l'ADN > Flashcards

Réplication et réparation de l'ADN Flashcards

1
Q

Quels sont les 3 modèles compatibles avec la structure de l’ADN?

A
  1. conservatif
  2. semi-conservatif
  3. dispersif
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Q

Décrire le modèle conservatif de la réplication de l’ADN. Est-ce le bon modèle?

A

la double hélice parentale est conservée et une seule double hélice fille, constituée de 2 brins néosynthétisés est produite
non

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Q

Décrire le modèle dispersif de la réplication de l’ADN. Est-ce le bon modèle?

A

les doubles hélices filles contiennent 2 brins constitués à la fois de fragments de l’ADN parental et néosynthétisé
non

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Q

Décrire le modèle semi-conservatif de la réplication de l’ADN. Est-ce le bon modèle?

A

chaque double hélice fille contient un brin d’ADN de la cellule parentale et un brin néosynthétisé
oui

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5
Q

Qu’est-ce que la réplication de l’ADN?

A

la capacité d’une cellule à répliquer l’ensemble de son génome avant de le transmettre à ses descendants

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6
Q

De quoi est composée chaque nouvelle double hélice résultant de la réplication de l’ADN?

A

constituée de séquences identiques ou presque à celles de la double hélice d’ADN parentale

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7
Q

Est-ce que la double hélice d’ADN est stable? Pourquoi?

A

très stable, grâce aux liaisons (ponts H, liens hydrophobes, Van der Walls)

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8
Q

Quelle est la condition pour que la double hélice de l’ADN serve de matrice?

A

elle doit être maintenue ouverte pour séparer les 2 brins et exposer chacune des bases non appariées

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9
Q

Qu’est-ce qu’une hélicase?

A

protéines d’initiation qui reconnait les origines de réplication et ouvre progressivement l’ADN en brisant les ponts H

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10
Q

Dans quel sens avance hélicase?

A

5’ → 3’

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11
Q

De quoi sont composées les régions adjacentes aux origines de réplication?

A

riches en G-C

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12
Q

Qu’est-ce qu’une fourche de réplication?

A

structure e Y ou oeil, lieu ou le complexe de réplication sépare les 2 brins de la double hélice

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13
Q

Quelles sont les matrices pour la réplication de l’ADN?

A

chaque brin d’ADN

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14
Q

Combien d’origine de réplication y a-t-il chez l’Homme? La réplication se produit-elle dans un ordre chronologique?

A
  • des milliers
  • non, débute à plusieurs sites à la fois
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15
Q

Dans quel sens se produit la réplication de l’ADN?

A

bidirectionnel

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16
Q

Dans quel sens se produit la polymérisation de l’ADN?

A

5’ → 3’

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17
Q

Pourquoi peut-on dire que la réplication des fourches est asymétrique?

A
  1. réplication se fait pour un brin de 5’ → 3’, et 3’ → 5’ pour l’autre
  2. les 2 nouveaux brins ont des polarités inverses
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18
Q

Dans quel sens le brin précoce est-il synthétisé?

A

à partir du brin parental 3’ → 5’, donc synthétisé dans le sens 5’ → 3’

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19
Q

Dans quel sens est synthétisé le brin tardif?

A

à partir du brin parental 5’ → 3’, donc en courts segments

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20
Q

Comment se nomment les courts segments synthétisés qui forment le brin tardif? Dans quel sens sont-ils?

A

fragments d’Okazaki, 5’ → 3’

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21
Q

De quoi est composé le brin tardif? Ces éléments sont-ils liés entre eux?

A

amorce en ARN + court fragment d’ADN
pas de lien phosphodiester au départ, sont liés plus tard pour former un brin continu

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22
Q

Expliquer le mécanisme de réplication semi-discontinue du brin retardé

A

ADN polymérase marche à reculons, à partir de la fourche de réplication dans le sens 5’ → 3’ pour chaque nouveaux fragments

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23
Q

Quelle enzyme catalyse la polymérisation des désoxyribonucléotides?

A

ADN polymérase

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24
Q

Quels sont les types d’ADN Pol?

A
  • 5 types chez eucaryotes: α, β, δ, ε, γ
  • 3 types chez procaryotes: I, II et III
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25
Q

Quelles sont les propriétés des ADN polymérases?

A
  1. catalysent formation liaison phosphodiester
  2. ADN dépendantes
  3. Processivité variable
  4. Substrats = dNTP
  5. Requièrent une amorce (ARN ou ADN) déjà appariée à la matrice
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26
Q

Entre quels éléments sont créés les lien phosphodiester catalysés par les ADN Pol?

A

entre phosphate 5’ du nucléotide ajouté et la fonction alcool 3’ du polynucléotide

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27
Q

Quelle est la conséquence de la catalysation de la formation d’une liaison phosphodiester par ADN Pol?

A

le brin en néoformation croit dans le sens 5’ → 3’, donc le brin matrice est lu dans le sens 3’ → 5’

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28
Q

Que veut-on dire par «ADN Pol est ADN dépendant»?

A

signifie qu’elles on besoin d’une matrice sous forme d’ADN monocaténaire

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29
Q

Quelles règles sont suivies lors d’ajout d’un nouveau nucléotide au brin fils?

A

règles de Chargaff

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30
Q

Qu’est-ce que la processivité?

A

capacité à synthétiser un long fragment d’ADN avant de se dissocier du brin matrice

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31
Q

Que signifie une faible processivité? Quand est-ce utile?

A
  • lorsque ADN polymérase est faiblement associée à son substrat
  • utile pour polymérases impliquées dans processus de réparation
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32
Q

Que signifie une haute processivité?

A
  • lorsque ADN polymérase est très fortement lié au brin matrice et peut polymériser plusieurs centaines de milliers de nucléotides en 1 fois
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33
Q

Quelle molécule est impliquée dans l’augmentation de la processivité?

A

cofacteur protéique appelé clampe coulissante
- PCNA chez eucaryote, complexe β chez bactérie

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34
Q

Quel est le substrat de l’ADN polymérase?

A

dNTP: désoxynucléotide triphosphate

35
Q

Expliquer le rôle des dNTP

A
  • les nucléotides entrent dans la réaction sous forme de dNTP riches en énergie
  • hydrolyse de la liaison phosphoanhydride de chaque dNTP fournit l’énergie de la réaction de condensation qui lie un nucléotide à la chaîne et libère PPi
36
Q

Quelles sont les amorces utilisées par ADN Pol in vivo? et in vitro?

A
  • in vivo: fragments ARN (10pb) par les primases
  • in vitro: amorce ADN
37
Q

Qualifier l’Exactitude des ADN Pol à haute processivité

A

très exact, environ 300 fautes pour l’entièreté du génome humain

38
Q

Quelle molécule a une activité autocorrectrice de vérification de l’ADN?

A

ADN polymérase

39
Q

Quels ADN polymérases participent à la réplication des chromosomes?

A

Alpha, delta et epsilon

40
Q

Quelle activité possède ADN Pol alpha?

A

activité primase, mais pas d’activité exonucléasique 3’ → 5’

41
Q

Quelle activité possède l’ADN Pol delta? Dans quel processus est-ce utile?

A
  • activité exonucléasique 3’ → 5’, mais pas d’activité primase
    PROCESSIVITÉ ÉLEVÉE
  • utile pour réplication de l’ADN
42
Q

Quelle activité possède ADN Pol epsilon? Dans quel processus est-ce utile?

A
  • activité exonucléasique 3’ → 5’, mais pas d’activité primase
    PROCESSIVITÉ FAIBLE
  • réplication et réparation ADN, surtout télomères
43
Q

Dans quel processus ADN Pol bêta est impliquée?

A

Réparation de courts fragments d’ADN (répare bases azotées endommagées)

44
Q

De quoi est responsable ADN Pol gamma?

A

réplication de l’ADN mitochondrial

45
Q

Que signifie l’activité exonucléase?

A

relecture

46
Q

Dans quel sens se produit l’activité de polymérisation des ADN Pol? et l’activité exonucléase?

A
  • 5’ → 3’
  • 3’ → 5’
47
Q

Quels sont les 2 sites distincts d’ADN polymérase?

A
  1. site de synthèse et relecture
  2. site de correction sur épreuve (activité exonucléase)
48
Q

Expliquer les étapes de la correction sur épreuve

A
  1. lecture et polymérisation du nucléotide
  2. avant d’ajouter dNTP, ADN Pol teste l’appariement du dernier dNTP
  3. si ok: l’ajoute en utilisant énergie de l’hydrolyse de la liaison phosphoanhydride du phosphate β du dNTP entrant
  4. si non: retire par hydrolyse de la liaison phosphodiester et le remplace
49
Q

Pourquoi la synthèse de l’ADN se fait uniquement dans le sens 5’ → 3’?

A
  • à cause de la nécessité d’autocorrection
  • si synthèse ADN se faisait dans sens 3’ → 5’ , autocorrection doit se faire dans le sens 5’ → 3’, cela entraînerait l’élimination d’un nucléotide incorrect, et empêcherait l’addition d’un nucléotide correct et donc l’élongation
  • donc, permet excision nucléotide incorrect et élongation chaîne
50
Q

Quelles sont les protéines d’initiation de la réplication?

A
  1. protéines de reconnaissance qui s’attachent au origines de réplication
  2. hélicases qui déroulent la double hélice, par rupture des liaisons H (consomme ATP)
51
Q

Qu’est-ce qu’une primase?

A

ARN Pol ADN dépendante qui donne l’amorce nécessaire à ADN Pol

52
Q

Qu’Est-ce qu’une amorce?

A

ARN de 10pb apparié au brin matrice et qui fournit une extrémité 3’ utilisée comme point de départ pour ADN Pol

53
Q

Qu’est SSB?

A
  • single stranded binding protein
  • protéine ayant forte affinité pour molécules d’ADN simple brin libéré par hélicase, empêchant les appariements de se reformer lors de la migration des fourches réplicatives
54
Q

Quel est le rôle de la clampe coulissante?

A
  • maintient ADN Pol fermement attachée à la matrice ADN
  • sur les brins retardés, libère ADN Pol de l’ADN chaque fois que la synthèse d’un fragment d’Okazaki est terminée
  • forme un anneau autour de l’hélice d’ADN et lie ADN Pol, lui permettant de glisser sur le brin pour faire synthèse
55
Q

À quoi se lie fortement la clampe coulissante?

A

ADN polymérase III et delta

56
Q

Comment se produit la synthèse du brin direct?

A
  • à partir d’une seule amorce d’ARN pour commencer la polymérisation au niveau de l’origine de réplication
  • une fois la fourche de réplication établie, ADN Pol trouve une extrémité 3’ appariée tandis quelle se déplace sur le brin matrice
57
Q

Comment se produit la synthèse du brin retardé?

A
  • nouvelles amorces d’ARN sont continuellement nécessaires
  • au fur et à mesure que ADN Pol expose un brin libre d’ADN au niveau des fourches de réplication, une nouvelle amorce doit être synthétisée et appariée à ADN
  • ADN Pol peut ajouter dNTP à extrémité 3’ libre de l’amorce pour débuter nouveau brin et poursuivra élongation jusqu’à amorce suivante
58
Q

Que doit faire le brin matrice pour permettre la réplication du brin retardé?

A
  • le brin matrice 5’ → 3’ avance et se retourne en s’enroulant en forme de trombone afin de fournir à ADN Pol un sens de progression 5’ → 3’
  • ADN Pol synthétise un premier fragment, se détache du court fragment synthétisé pour rejoindre le brin matrice et synthétiser un nouveau fragment (rôle clampe coulissante)
59
Q

Quelles sont les 3 enzymes nécessaires pour produire un brin d’ADN continu à partir de nombreux fragment d’Okazaki du brin retardé?

A
  1. nucléase: enlève la partie ARN (amorce) dans une double hélice mixte ARN/ADN
  2. polymérase de réparation ayant activités d’autocorrection
  3. ligase : crée liaisons phosphodiester
60
Q

Qu’Est-ce que la trouée de l’amorce?

A

espace vide se situant à l’extrémité 5’ de chaque chromosome, causé par le fait que, lorsque l’amorce ARN à extrémité 5’ de chaque brin est éliminé, il ne reste pas de matrice ADN pour débuter un nouveau cycle

61
Q

Que pourrait causer la trouée de l’amorce dans les télomères? Comment ce problème est réglé?

A
  • un segment de télomère serait perdu à chaque division cellulaire
  • bactérie: pas de prob car circulaire
  • eucaryotes: insertion de nombreuses copies de séquences répétées dans les télomères
62
Q

Quelles enzymes permettent les insertions de séquences répétées dans les télomères?

A
  • télomérase
  • ADN polymérase ARN dépendante
63
Q

Quels sont les 2 mécanismes de réparation des mésappariements au cours de la réplication?

A
  1. correction sur épreuve exercée par activité 3’ - exonucléase des polymérase III et delta
  2. protéines de réparation des mésappariements (activité exonucléase) et les polymérases de réparation
64
Q

Que requiert les protéines et polymérases de réparation?

A

parfois une endonucléase pour cliver le brin fils

65
Q

Quels sont les mécanismes de réparation de dommages spontanés ou induits par les agents chimiques ou radiations?

A
  • mécanismes d’excision - réparation
  • UV: photolyase
66
Q

Comment fonctionne la réparation des mésappariements?

A
  • lors de la réplication, ADN Pol corrige immédiatement mésappariements, empêchant apparition d’erreurs dans la copie
  • ADN Pol laisse passer quelques erreurs
  • sans réparation, chaque erreur peut conduire à une mutation lors du cycle suivant de réplication
67
Q

Comment fonctionne la machinerie de réparation de l’ADN?

A
  • corrige 99% des erreurs
  • doit distinguer le brin parental du brin néosynthétisé à réparer, car sinon les erreurs seraient doublées au lieu d’être réparées
68
Q

Comment la machinerie de réparation différencie le brin parental du fils?

A
  • reconnaît les brèches pendant la réplication
    ET/OU
  • ADN méthylé: C dans CG

= excision du brin fils

69
Q

Comment est comblé le trou causé par la machinerie de réparation en présence d’un mésappariements?

A

ADN Pol comble le trou en synthétisant un nouveau fragment d’ADN et ADN ligase lie les fragments

70
Q

Comment peuvent se produire les modifications chimiques majeures de l’ADN?

A

par interaction de l’ADN (collisions) avec autres constituants moléculaires de la cellule

71
Q

Quelles modifications spontanées peut subir l’ADN?

A
  1. perte de bases puriques (A et G) ou dépurination
  2. perte de groupes amines des cytosines = désamination, transforme cytosines en uraciles
  3. oxydation des bases par espèces réactives de l’oxygène produite lors des voies métaboliques
72
Q

Quels dommages induits peut subir l’ADN?

A
  • par agents mutagènes physiques (radiations UV ou ionisante)
  • ou chimiques
73
Q

Décrire la dépurination

A
  • altération de l’ADN ou se rompt le lien entre une purine (A ou G) et le désoxyribose auquel elle est attachée
  • aussi appelée déglycolisation
  • base libérée laisse un site vacant, dit site AP (antipurinique)
74
Q

Décrire la désamination

A
  • hydrolyse de C en U ou de la 5e méthylcytosine en thymine, processus qui libère ammoniac
  • désamination mène à mésappariement de bases azotées dans l’ADN
75
Q

Quels sont les appariements possibles?

A

A-T, G-C, A-U, mais pas G-U

76
Q

Comparer désamination de C vs dépurination de A

A
  • désamination = mutation ponctuelle
  • dépurination = délétion
77
Q

Quand se produit la réparation par excision-réparation?

A

pour une base particulière endommagée

78
Q

Quelles sont les étapes de l’excision-réparation?

A
  1. ADN glycolase clive liaison base-sucre et libère base endommagée = produit site AP
  2. endonucléase AP coupe squelette sucre-phosphate auquel il manque une base
  3. exonucléase enlève les nucléotides voisins
  4. ADN polymérase comble les brèches (synthétise nouvelle séquence)
  5. ADN ligase relie nouvelle séquence au squelette
79
Q

Décrire les dommages induits par les radiations UV

A
  • formation de liaisons covalentes entre 2 pyrimidines (souvent 2 résidus T adjacents) : photodimère de thymine
    -distance normale d’empilement entre 2 bases dans ADN = plus courte, donc distorsion
  • rôle de matrice dans cette région est compromise
80
Q

Quels sont les 2 mécanismes pour réparer les dommages UV?

A
  1. réparation par excision d’une base azotée endommagée
  2. réparation par photoréaction
81
Q

Comment fonctionne la réparation par excision des dommages UV?

A
  • le système excise le dimère et quelques nucléotides adjacents
  • la brèche est comblée par activité ADN Pol et ligase
82
Q

Comment se produit la réparation par photoréactivation?

A

la lumière visible fournit l’énergie à une photolyase pour restaurer la structure normale d’appariement entre les deux T du dimère avec les A du brin complémentaire

83
Q

Quelles sont les 3 étapes à la base de tout système de réparation de l’ADN?

A
  1. ADN endommagé est reconnu et excisé par une nucléase qui rompt lien covalent nucléotide-molécule ADN = entaille
    (réalisé par enzymes spécifiques au type de dommage subi)
  2. ADN Pol de réparation (epsilon et I) se fixe sur 3’-OH de la coupure = polymérisation 5’ → 3’ + activité de correction sur épreuve
  3. ADN ligase répare la cassure dans le squelette sucre-phosphate
84
Q

Qui répare les fragments d’Okazaki dans beaucoup de cellules?

A

ADN polymérase

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