3- Réplication de l'ADN Flashcards
Vrai ou Faux. Toutes les cellules ont exactement le même code génétique.
vrai
En combien de temps la cellule se divise-t-elle en 2?
16 heures
Combien de temps prend la réplication de l’ADN?
10 heures. À la vitesse de 80 000 pb/s sans erreur.
Vrai ou Faux. Deux brins mères sont complémentaires et inverses.
vrai
Quelles sont les deux éléments nécessaires à la réplication de l’ADN?
- dNTP (bases azotées)
- Jonction amorce-matrice
Expliquez le mécanisme biochimique de l’ajout d’une base azotée.
- Une amorce 5’-3’ est appariée au brin matrice.
- Le 3’OH va faire une attaque nucléophile sur les 2 phosphates béta et gamma. Le phosphate alpha va se lier au 3’OH et les autres phosphates s’échappent. Cette attaque est catalysée par l’ADN polymérase.
Vrai ou Faux. Quand l’appariement des bases azotées complémentaires n’est pas correct, l’ADN polymérase ne peut plus catalyser l’attaque nucléophile du 3’OH sur les phosphates.
Faux. Elle peut quand même catalyser la réaction (non spécifique) d’ajout d’un nucléotide même si l’appariement entre les bases n’est pas possible.
L’ADN polymérase peut être représentée comme une ____.
main
La paume de la main correspond au ____ ____ de l’ADN polymérase.
site catalytique
Que retrouve-t-on dans la paume de la main?
- 2 ions métalliques divalents : un des ions oxyde le 3’OH en 3’O-(pour favoriser l’attaque nucléophile en rendant l’oxygène plus réactif) et l’autre stabilise les phosphates béta et gamma.
Vrai ou Faux. Grâce à la présence d’activité endonucléase dans la paume de la main, la fidélité augmente de 1 erreur/100 000 nucléotides ajoutés à 1 erreur/10 milliards de bases ajoutées.
vrai
Vrai ou Faux. Il n’y a qu’un site actif dans la paume de la main, soit celui qui sert à la polymérisation.
Faux. Il y a aussi le site actif de l’exonucléase.
Qu’entraînent les mésappariements lors de la polymérisation.
Lorsque l’ADN polymérase fait mal son travail, il y a perte de l’affinité de l’ADN polymérase pour la jonction amorce-matrice. L’amorce n’a plus d’affinité pour le site actif de la polymérase. Ensuite, l’amorce se lie à l’exonucléase et elle va enlever quelques nucléotides mal appariés. On retrouve ensuite l’affinité de l’amorce pour le site actif de la polymérase.
À quoi servent les doigts de la main?
- Lorsque l’appariement est correct, les doigts se referment de 40 degrés sur le le dNTP. Ça permet de rapprocher le 3’OH et le phosphate et de favoriser la réaction. Plus le 3’OH est proche du phosphate, plus la vitesse de catalyse est rapide et efficace.
- Aussi les doigts induisent une rotation de 90 degrés entre la 1ère et la 2ème base de la matrice pour empêcher tout appariement d’un dNTP avec la 2ème base.
Vrai ou Faux. Le pouce de la main aide à la catalyse.
Faux
Quels sont les rôles du pouce?
- Maintenir l’amorce et le site actif de la paume en position optimale.
- Sert de stabilisateur de la double hélice.
- Permet de maintenir une association forte entre l’ADN polymérase et son substrat.
Décrivez le mode d’action d’appariement des bases azotées sur la matrice par l’ADN polymérase. (5)
- Le dNTP entrant s’apparie à la 1ère base disponible de la matrice à cause de la courbure de 90 degrés des doigts.
- Provoque une fermeture des doigts autour du dNTP apparié.
- Place les ions métalliques en position qui permet de catalyser la formation de la nouvelle liaison phosphodiester.
- Attachement du nucléotide à l’amorce, ce qui provoque l’ouverture des doigts et permet à la jonction amorce-matrice d’avancer d’une paire de base.
- L’ADN polymérase est prête pour un nouveau cycle d’ajout de nucléotide sur l’amorce.
Dans un tube, on veut répliquer un fragment d’ADN. Qu’a-t-on besoin? (4)
- Une amorce
- ADN polymérase
- Désoxyribonucléotides (dNTP)
- Ions métalliques
Vrai ou Faux. L’ADN polymérase se fixe à l’extrémité 3’ de l’amorce et se déplace de 5’ vers 3’.
Vrai
Vrai ou Faux. On peut dire que l’ADN polymérase est processive puisqu’elle catalyse plus qu’une réaction suite à la liaison à son substrat.
Vrai. Elle va ajouter de quelques nucléotides à 50 000 avant de se dissocier.
Quelle est l’étape limitante à la réaction lors de la réplication de l’ADN?
La liaison de l’ADN polymérase à sa jonction A-M. Sa liaison dure 1 seconde, tandis que l’ajout de nucléotide dure des millisecondes.
Vrai ou Faux. Une fourche de réplication est l’endroit où l’ADN passe d’un ADN bicaténaire à deux ADN bicaténaires.
vrai
Quel est le nom de l’ARN polymérase consacrée à la fabrication d’amorces (5-10 nt) sur la matrice monocaténaire?
La primase
On dit que la réplication est ____ puisque chacune des cellules filles va recevoir un brin de la cellule mère.
semi-conservative
Sur le brin discontinu, quelle longueur environ fait les fragments d’Okazaki?
De 100 à 2000 nt.
Quelle enzyme est responsable de la dégradation spécifique des ARN appariés à l’ADN?
La RNase H
Vrai ou Faux. La RNase H enlève tous les ARN appariés à l’ADN.
Faux. Elle n’enlève pas le dernier ribonucléotide puisqu’il est à côté d’un désoxyribonucléotide. Elle a besoin de deux ribos un a côté de l’autre pour les enlever.
Quel est le rôle de l’exonucléase 5’?
Elle enlève le dernier ribonucléotide laissé par la RNase H.
Vrai ou Faux. Chez la bactérie, l’élimination des amorces d’ARN se fait par une seule enzyme.
Vrai
Comment la brèche est remplie après le passage de la RNase H et de l’exonucléase 5’?
- L’ADN polymérase remplit la brèche.
- Ensuite, l’ADN ligase forme un lien phosphodiester entre les fragments d’Ogasaki.
Quelles sont les caractéristiques de l’hélicase? (4)
- Hexamère sous forme d’anneau
- Processive
- Peut aller soit de 5’ à 3’ ou de 3’ à 5’ en fonction du brin sur lequel elle est associée.
- Elle s’insère sur l’ADN simple brin et sépare les deux brins. Elle a besoin d’ATP pour briser les ponts H entre les bases.
Que sont les SSB?
- Des protéines liant l’ADN simple brin pour la stabiliser. Permettent d’empêcher le réappariement, la dégradation et la formation de boucles.
Vrai ou Faux. La liaison d’une SSB facilite la liaison d’une autre SSB à l’ADN simple brin.
Vrai. La liaison des SSB est coopérative.
Quel est le rôle des topoisomérases lors de la réplication de l’ADN?
Ils vont défaire le surenroulement positif causé par l’hélicase de réplication et vont le transformer en surenroulement négatif. Elles vont diminuer la tension dans le brin d’ADN.
Chez les procaryotes, quelle ADN polymérase est responsable de la réplication du chromosome?
ADN polymérase III
Chez les procaryotes, quelle ADN polymérase est responsable de l’élimination des amorces d’ARN et la réparation de l’ADN?
ADN polymérase I
Chez les eucaryotes, quelle polymérase est responsable de l’initiation de la réplication?
Polymérase alpha
Chez les eucaryotes, quelle polymérase est responsable de la synthèse du brin discontinu?
ADN polymérase delta
Chez les eucaryotes, quelle polymérase est responsable de la synthèse du brin continu?
ADN polymérase epsilon
Vrai ou Faux. La processivité de la polymérase alpha est élevée.
Faux. Elle a une processivité faible. Son but n’est pas de répliquer complètement le chromosome.
La procesivité de la polymérase delta et epsilon est faible ou élevée?
Élevée, mais la processivité de la polymérase delta est moins élevée que celle de epsilon.
Quels sont les caractéristiques de l’anneau coulissant? (3)
- Formés de plusieurs sous-unités en forme de beigne
- Encercle la double hélice
- Fortement lié à l’ADN polymérase (du moment qu’on a une jonction A-M parfaite, sinon l’anneau coulissant va se dissocier).
Vrai ou Faux. L’anneau coulissant augmente de beaucoup la processivité de la polymérase.
Vrai
Vrai ou Faux. Sans l’anneau coulissant, l’ADN polymérase se détache toutes les 20-100 pb.
Vrai. L’anneau empêche l’ADN polymérase de s’éloigner.
Lorsque l’____ ____ se détache, l’____ ____ reste pour recruter d’autres protéines.
Lorsque l’ADN polymérase se détache, l’anneau coulissant reste pour recruter d’autres protéines qui vont remplir la brèche.
Comment les anneaux coulissants sont-ils insérés sur l’ADN?
Par des poseurs d’anneaux coulissants à chaque jonction A-M.
Vrai ou Faux. L’anneau coulissant est retrouvé chez les procaryotes, les virus et les eucaryotes. C’est une structure fortement conservée.
Vrai
De quoi est constituée l’holoenzyme de l’ADN polymérase III? (4)
- 2 ADN polymérases III
- 2 protéines tau (tient l’enzyme ensemble, sont flexibles)
- Un poseur d’anneaux coulissants
- Anneau coulissant
Avec quelle partie de l’holoenzyme l’hélicase s’associera-t-elle?
Avec les protéines tau.
Quelle ADN polymérase doit être ralentie?
L’ADN polymérase du brin continu puisqu’elle va plus vite que celle du brin discontinu.
Quel est le but de l’holoenzyme?
Il faut que tout se produise en même temps, que tout aille à la même vitesse.
Vrai ou Faux. La primase a une affinité faible pour l’hélicase, donc la primase s’y associe à chaque seconde. C’est cette synchronicité qui détermine la longueur des fragments d’Ogasaki.
vrai
Comment se produit l’initiation de la réplication?
- Au départ, il faut ouvrir la double hélice pour fixer l’hélicase au niveau de l’origine de réplication.
- Ensuite, l’holoenzyme va pouvoir s’attacher.
Qu’est ce que le réplicateur?
- Séquence d’ADN pour l’initiation de la réplication qui inclus des séquences de fixation de l’initiateur et des séquences facilement dénaturables, donc riches en A et en T (2 ponts H au lieu de 3, donc plus facile à séparer).
Qu’est-ce que l’initiateur?
- Protéine qui reconnaît spécifiquement une séquence du réplicateur. - Active l’initiation de la réplication.
Vrai ou Faux. Le réplicateur active l’initiation de la réplication.
Faux. C’est l’initiateur.
Vrai ou Faux. Chez les eucaryotes, l’initiateur sert au recrutement de l’hélicase.
Vrai
Quels sont les rôles des initiateurs? (3)
- Ils se fixent à l’ADN correspondant aux séquences du réplicateur.
- Ils recrutent les protéine nécessaires à l’initiation de la réplication.
- Ils déforment ou dénaturent la région adjacente à leur site de liaison.
Vrai ou Faux. L’hélicase a une bonne affinité avec la protéine tau.
Vrai
Vrai ou Faux. À l’origine de réplication, il y aura une synthèse dans les deux directions, alors ça prend 2 hélicases et 2 holoenzymes.
Vrai
L’initiation de la réplication eucaryote se fait en 2 événements distincts. Nommez-les.
- Sélection des réplicateurs (G1) : Assemblage d’un complexe de protéine sur chaque réplicateur.
- Activation des origines de réplication (S) : Séparation des brins aux réplicateurs et recrutement des ADN polymérases.
Comment se forme le pre-RC?
- L’initiateur ORC reconnaît le réplicateur
- ORC recrute 2 poseurs d’hélicases : Cdc6 et Cdt1.
- Le complexe formé recrute l’ADN hélicase.
Vrai ou Faux. Le complexe pre-RC est actif en phase G1.
Faux. Il ne se passe rien tant qu’on ne tombe pas en phase S.
Comment se passe l’assemblage des fourches à l’entrée de la phase S?
- Il y a phosphorylation (activation) des complexes pre-RC et d’autres protéines par Cdk et Ddk (kinases présentes en phase S)
- Ensuite, le complexe recrute les ADN polymérases.
Comment se passe la régulation des fourches?
En phase G1, le niveau de Cdk est bas, donc permet la formation de pré-RC. En phase S, G2 et M, le niveau de Cdk est élevé, ce qui permet l’activation des pré-RC déjà positionnés. Lorsque le niveau de Cdk est bas, il n’y a pas d’activation de pré-RC possible. Quand elle est élevée, il n’y a pas de formation de nouveaux pré-RC.
Quel est le problème avec les chromosomes linéaires lors du retrait des amorces?
Au bout du chromosome linéaire, il n’y a pas de jonction A-M pour remplacer le dernier fragment. Pour une division cellulaire, ça ne cause pas de problèmes, mais après des millions de division, il y a plusieurs millions de nucléotides manquants.
Qu’est-ce que les télomères?
- Ce sont les extrémités des chromosomes
- Ce sont des séquences courtes répétées des milliers de fois (Humain : 5’TTAGGG)
Vrai ou Faux. Lorsque les télomères sont trop courts suite à de nombreuses réplications, un signal est envoyé à la cellule pour lui dire de mourir.
Vrai. Par contre, la cellule cancéreuse peut recruter des télomérases pour synthétiser les extrémités manquantes malgré l’absence de la jonction A-M au bout du chromosome.
Quel est le mode d’action de la télomérase?
La télomérase allonge l’extrémité 3’. Elle est composée d’une partie d’ARN et une partie protéine. C’est l’ARN qui sert de matrice et forme une jonction amorce-matrice pour la réverse transcriptase (sous-unité catalytique de la télomérase chez les virus). La TERT rétrotranscrit l’ARN en ADN.
Quel est le rôle de la télomérase?
De faire l’élongation des télomères lorsqu’ils deviennent trop courts.
Comment se produit l’extension des télomères?
- La télomérase allonge l’extrémité 3’
- La synthèse en 5’ est assurée par la machinerie du brin discontinu ( polymérase delta chez l’eucaryote).
- Il reste toujours une extrémité 3’ monocaténaire qui est très instable et va s’hybrider sur elle-même pour devenir de l’ADN triple brin ( Boucle T).
Comment se produit la régulation de la longueur des télomères synthétisés?
- Des protéines liant l’ADN double brin télomérique inhibent la télomérase.
- Plus il y a de ces protéines, plus la télomérase est inhibée.
- Elle va finir par se décrocher.
