2.4 Flashcards
Expliquez le mécanisme complet de chargement d’hélicase au site réplicateur.
- Reconnaissance de l’initiateur (ORC) lié à l’ATP
- Recrutement des protéines (Cdc6 et Cdt1) et recrutement des deux copies des hélicases Mcm2-7
- Hydrolyse de l’ATP par Cdc6 permet le chargement du dimère de Mcm2-7 (permet d’entourer l’ADN)
- Libération de Cdt1 et Cdc6 de l’origine
- Attente de l’Activation effectué au début de la phase S
Quelles sont les étapes de l’assemblage d’un nucléosome?
- Liaison d’un tetramère H3-H4 à l’ADN.
- Association de deux dimères H2A-H2B
- H1 rejoint le complexe en dernier (probablement pendant la formation de la chromatine)
Expliquez la régulation des hélicases chez S. cerevisiae.
La régulation est fortement associée à la fonction des CDK.
Les CDKs sont nécessaires à l’activation des hélicases et inhibent l’attachement des hélicases (contrôlent donc l’oscillation entre les états).
Pendant G1, les CDK sont en bas niveaux dans la cellule (permet le chargement d’hélicases).
Pendant la phase S, les CDK sont en niveaux élevés ce qui active les hélicases, et restent élevés pendant G2 et M.
Après la ségrégation des chromosomes l’activité CDK est éléminé, le cycle recommence.
Qu’est-ce qu’une chaperone d’histone?
Une protéine chargée négativement qui forme des complexes avec soit H3-H4 ou H2A-H2B et les escortent aux ties d’assemblage.
Qu’est-ce qui active les hélicases afin de débuter la réplication de l’ADN?
2 protéines kinases (attachent les groupements phosphates de manière covalente):
CDK (cyclin-dependant kinase)
DDK (Dbf4-dependant kinase)
Quelles sont les similarités et les différences entre l’initiation de la réplication chez les eucaryotes et chez les procaryotes.
Les principes généraux sont les mêmes : reconnaissance du réplicon. recrutement de protéines pour le chargement d’hélicase, et l’hélicase sépare l’ADN, ce qui permet la synthèse de l’amorce, et l’assemblage du réplisome.
La régulatiuon de la réplication est différente : les cellules bactériennes initient la réplication plusieurs fois par cyclecellulaire, alors que les cellules eucaryotes ne répliquent qu’une seule fois chaque chromosome dans un cycle.
Quel processus est nécessaire afin d’assurer que l’ADN répliqué est rapidement empaqueté en nucléosomes?
Le réassemblage des protéines associées à la molécule d’ADN fille.
Qu’est-ce que qui sert de matrice à la télomérase?
La composante d’ARN de la télomérase elle même (telomerase RNA, TER). Cela lui permet d’allonger l’ADN grâce à sa propre séquence et permet de synthétiser de l’ADN résultant à simple brin.
Quel est le problème rencontré lors de la terminaison de la réplication chez les eucaryotes?
La synthèse du brin retardé est incapable de répliquer l’extrémité des chromosomes linéaires, et donc les organismes doivent régler ce problème afin d’éviter de perdre le matériel génétique des chromosomes de génération en génération.
Combien de phases comporte le cycle cellulaire des cellules eucaryotes?
4 phases distinctes :
* G1 (et G0) : Commitement to DN replication
* S : Réplication de l’ADN
* G2 : Préparation de la mitose
* M : Mitose et division cellulaire
Quelle solution est utilisées par la plupart des cellules eucaryoteiques pour répliquer la fin des chromosomes linéaires?
L’utilisation d’enzymes spécialisées télomérases qui sont des polymérases spécialisées pour ajouter des séquences spécifiques conservées à la fin des chromosomes de manière à éviter de perdre l’information génétique.
Comment les cellules eucaryotes contrôlent l’activité de centaines ou même milliers d’origines de réplication de manière à n’en activer aucun plus qu’une fois pendant un cycle cellulaire?
À partir de l’oscillation entre les deux états de réplications à chaque cycle.
Pendant G1, les cellules sont dans la phase de chargement d’hélicase et sont incapables d’activier ces dernières.
Lors de l’Entrée dans la phase S et pendant la phase G2 et phase M, les hélicases peuvent être activés mais de nouvelles hélicases ne peuvent pas être chargées.
Il y a donc régulation des hélicases.
Quelles histones demeurent sur le chromosomes filles lors de la duplication?
Les tetramères H3-H4 ne sont jamais libérées dans le pool d’histone
Quelle est la conséquence de l’absence d’activité exonucléase 5’->3’ chez les ADN pol eucaryotes et quelles enzymes permet de régler ce problème?
Elle ne peuvent pas enlever les amorces d’ARN, donc deux enzymes, RNase H et FEN-1 enlèvent les amorces.
Quelles histones sont libérées dans le pool d’histone lors de la duplication?
Les dimères H2A-H2B entrent dans le pool local et deviennent disponible pour l’assemblage du nouveau nucléosome.
Pourquoi les anciennes histones sont-elles réutilisées?
Si les anciennes histones n’étaient pas réutilisées, la duplication des chromosomes effacerait la mémoire des nucléosomes précédemment modifié.
Pourquoi est-il critique que l’ADN de la cellule eucaryote soit dupliqué une fois et seulement une fois à chaque division cellulaire?
- La réplication incomplète d’une partie d’un chromosome cause des liens entre les chromosomes filles
- La ségrégation des chromosomes liés crée des bris ou des pertes
- La re-réplicaiton d’ADN cause des lésions qui sont difficiles à réparer pour la cellule
- La réparation cause souvent une amplificaiton de l’ADN associé, ce qui peut augmenter l’expression des gènes associés
- L’addition de même une ou deux copises d’un gène peut mener à des problèmes catastrophique au niveau de l’expression des gènes, de la division cellulaire ou de la réponse aux signaux environnementaux
Pendant quelle phase du cycle cellulaire eucaryote est répliquée l’ADN chromosomique?
La phase S
Pourquoi les réplcateurs doieven-tils être désactivés après avoir été répliqués?
Parce que les réplicons non désactivés pourrait mener à deux réplications pendant le même cycle cellulaire.
La figure ci-dessous démontre la désactivation des origines de réplications.
Quelles sont les quatres protéines nécessaires au chargement de l’hélicase avant la réplication de l’ADN?
À la phase G1, ORC lié à l’origine recrute deux protéines responsables du chargement de l’hélicases : Cdc6 et Cdt1 et deux copies de l’hélicase Mcm2-7.
Quelles sont les différences entre la réplication chez les procaryotes vs chez les eucaryotes?
- La période de réplication pendant le cycle cellulaire
- La nature des protéines de réplication
- Le nombre de réplicons
- La régulation de l’initiation de la réplication
- Le problème de la réplication des extrémités des chromosomes linéaires
Nommez une solution utilisé par des oganismes pour éviter le problème de réplication de l’extrémité d’un chromosome chez certaines bactéries (à chromosome linéaire) et virus animaux.
Certaines espèces de bactéries et de virus animaux utilisent une protéine à la place de l’ARN comme amorce pour le dernier fragment d’okazaki.
La protéine se lie au brin retardé et utilise un acide aminé (habituellement la tyrosine) pour donner un groupement OH qui remplace le groupement 3’-OH du primer d’ARN.
Qu’est-ce que la protéine PCNA?
Une protéine qui a une structure (anneau entourant l’ADN) et une fonction similaire à l’attache Beta de la réplication procaryote. Cependant leurs séquences sont très différentes.
Par rapport aux réassemblage des nucléosomes après la réplication, combien de nucléosomes doivent être synthétis.s?
Au moins la moitié des nucléosomes, étant donné qu’ils sont maintenant nécessaires en deux copies, l’une pour chacun des ADN filles.
Quelle est la première étape de l’initiation de la réplication chez les eucaryotes?
L’assemblage de l’hélicase
Combien de polymérases différentes existent chez les eucaryotes?
Au moins 5:
* ADN pol alpha
* ADN pol beta
* ADN pol gamma
* ADN pol delta
* ADN pol epsilon
Quelles sont les fonctions des ADN pol alpha, delta et episilon?
Delta et epsilon servent de machinerie de réplication principale et sont attachées par une protéine appelée PCNA qui permet de retenir l’enzyme sur la matrice
Alpha est similaire à la primase: permet de synthétiser les amorces d’ARN.
Qu’est-ce qui protège les télomères du mécanisme de réparation de l’ADN qui aurait normalement lieu?
- Des protéines qui se lient au télomère empêche le mécanisme de réparation de l’ADN de reconnaître les télomères comme des bris dans l’ADN.
- Les télomères peuvent aussi former une structure en boucle (t-loop, chez l’humain, par exemple).
Expliquez le fonctionnement des chaperones d’histones (avec l’example de CAF-1).
- L’assemblage des nucléosomes par CAF-1 nécessite la réplication de l’ADN
- L’ADN est marqué pendant l’assemblage par une protéine “attache” qui s’apelle PCNA.
- PCNA forme un anneau autour de l’ADN et est responsable de tenir la polymérase pendant la synthèse, mais est libéré à la fin.
- Comme PCNA est libre, CAF-1 se lie à PCNA et assemble H3-h4
Vrai ou faux? Les ADN pol eucaryotes possèdent une activité exonucléase 5’-3’.
Faux
Expliquez les 2 mécanismes de régulation de la télomérase de S. cerevisiae.
Ex. de S cerevisiae : les protéines liées au télomères sont des inhibiteurs de la télomérase, donc dès que la séquence se répète, un accumulation de ces protéines inhibent l’extension par la télomérase.
Aussi, la protéine Cdc13 se lie aux régions simple brins du télomère, ce qui recrute la télomérase, donc Cdc13 est un activateur.
Est-ce que tous les réplicons doivent être activés pour compléter la réplication du chromosome?
Non mais s’il n’y a pas assez de réplicons activés, certaines régions du génome ne seront pas répliqués.
Qu’est-ce qui régule la taille des télomères pendant l’activité de la télomérase?
Les protéines liées aux régions double brins du télomère régulent sa taille.
Expliquez le mécanisme complet de l’activation des hélicases et l’assemblage du réplisom chez les eucaryotes..
- CDK et DDK permettent d’activer les kinases dès l’entrée de la cellule en phase S.
- DDK cible l’hélicase chargée et CDK cible les deux autres protéines de réplications
- La phosphorylation des protéines permets la liaison de Cdc45 et GINS avec l’hélicase Mcm2-7. Ces deux protéines stimulent fortement l’activité ATPase et hélicase de Mcm2-7
- Association de Pol ε (en même temps que l’étape précédente, puis séparation des deux brins d’ADN.
- Ensuite association de Pol δ et Pol α/primase après la dissociation des deux brins d’ADN
Quelles est la similarité et la différence entre la télomérase et les autres polymérases?
Similaire : extension de l’extrémité 3’ du substrat d’ADN.
Différent : la télomérase n’a pas besoin d’une matrice d’ADN exogène pour diriger l’addition de nouveaux dNTPs.
Qu’est-ce qui différencie les télomérases des autres polymérases?
- Inclusion d’une composante ARN
- Absence de besoin d’une matrice exogène
- Abilité d’utiliser un substrat d’ADN simple brin entièrement pour produire un produit d’ADN simple brin
Comment appelle-t-on les facteurs nécessaire à l’assemblage des histone sur l’ADN?
Les chaperones des histones
À quel moment le chargement de l’hélicase est-il effectué dans le cycle cellulaire eucaryote?
Pendant la phase G1 (qui est juste avant la phase S).
Pourquoi répliquer l’ADN exactement une fois est-il problématique pour les chromosomes eucaryotes?
Parce qu’ils ont plusieurs origines de réplications (petits chromosomes eucaryotes peuvent avoir + 10 origines de réplications et chromosome humain des milliers).
Il faut donc qu’assez de ces origines de réplications soient activaés pour s’assurer que le chromosome est complètement répliqué pendant la phase S.
Comment les télomérases règlent-elles le problème de la réplicaiton des bouts des chromosomes?
Les télomérases étendent le bout en 3’ des chromosomes, ce qui permet aussi d’allonger le bout en 5’.
Les télomérases permettent donc aussi d’apporter une matrice additionnelle pour la machinerie de réplication du brin retardé
Pourquoi l’hélicase est il chargé avant l’activation des origines de réplications chez les eucaryotes (comparativement aux procaryotes)?
La séparation temporelle entre le chargement de l’hélicase et l’activation des origines de réplications permet d’assurer que chaque chromosome est répliqué seulement une fois pendant chaque cycle cellulaire.
Est-ce que les anciennes histones sont toutes retenues dans un seul des deux chromosomes?
Non, si c’était le cas, ce chromosome aurait plusieurs modification relativement à l’autre copie du chromosomes.
