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Biologie moléculaire > 3. Réplication de l'ADN > Flashcards

3. Réplication de l'ADN Flashcards

1
Q

La réplication de l’ADN se fait à quelle phase de la division cellulaire ?

A

Interphase.

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2
Q

Quel mécansime serait capable de répliquer une molécule dont la structure en double hélice est pour le moins complexe ?

A

La matrice protéique.

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3
Q

Pourquoi l’ARN n’est pas une bonne molécule pour stocker l’information génétique ?

A

Bien que ses bio-polymères sont auto-réplicants, l’ARN est instable, sa demi-vie est courte.

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4
Q

Que sont les prions ?

A

Des protéines ARN qui changent leur repliement en 3D, ce qui donne l’impression qu’elles sont autoréplicatives.

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5
Q

La réplication est conservative, semiconservative ou dispersive ?

A

Semiconservative.

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6
Q

Comment se fait la réplication en bref chez les bactéries ?

A

Puisque les génomes bactériens sont circulaires, il y a seulement une origine de réplication. La réplication est alors bi-directionnelle, ce qui fait en sorte qu’il y a deux fourches de réplication.

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7
Q

Comment se fait la réplication en bref chez les eucaryotes ?

A

Puisque le génome est linéaire, il y a plusieurs origines de réplications. Des centaines de milliers d’origines de réplication sont rassemblées par “usines”, cela forme alors des bulles de réplication le long d’un chromosome.

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8
Q

Ou sont situés les origines de réplications chez les eucaryotes ?

A

À toutes les 30-50 kb le long des chromosomes.

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9
Q

Pourquoi les origines de réplication ne fonctionnent pas en même temps ?

A

Il ne faut pas qu’elles se chevauchent.

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10
Q

Les origines de réplication sont actives ou dormantes selon quoi ?

A
  • L’état de compaction de la chromatine.
  • De la distance des autres origines de réplication en action.
  • Du stade de développement de l’embryon.
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11
Q

Pourquoi les origines de réplication sont faciles à ouvrir ?

A

Les séquences sont riches en A-T.

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12
Q

Comment sont organisées les origines de réplication chez les organismes complexes ?

A
  • Régulation épigénétique de l’activité des origines de réplication.
  • Séquences en CIS très conservées.
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13
Q

Quels sont les 4 désoxyribonucléotides ?

A

dGTP, dATP, dCTP et dTTP.

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14
Q

Ou sont attachés les tri-phosphates du désoxyribonucléotide tri-phosphate ?

A

Via le groupe hydroxyle en 5’ du désoxyribose.

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15
Q

La synthèse du brin complémentaire se déroule en quel sens ?

A

5’ vers 3’.

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16
Q

Est-ce que l’ADN polymérase peut ajouter seule des nucléotides ?

A

Non, contrairement à l’ARN polymérase, elle a besoin d’une amorce.

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17
Q

Quelle est la réaction qui permet la formation du brin amorce ?

A

Le groupement hydroxyle en C3 du 2’-désoxyribose attaque le phosphate alpha du nucléotide triphsophate entrant.

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18
Q

L’addition d’un nucléotide (dNTP) à la chaîne en voie de synthèse de longueur n est quoi ?

A

1) Rupture de la liaison phosphate alpha-beta.

2) L’hydrolyse du pyrophsphate par la pyrophosphatase.

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19
Q

Est-ce que la synthèse de l’ADN est réversible ?

A

Non.

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20
Q

Pourquoi est-ce que l’ADN polymérase est capable de catalyser 4 types de réactions avec le même site actif ?

A

Chacune des 4 bases azotés présente le même encombrement stérique et la même géométrie.

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21
Q

Comment l’ADN polymérase peut catalyser l’ajout du bon nucléotide parmis le 4 possibilités ?

A

Elle se base sur la complémentarité de la liaison WC : l’encombrement des liaisons non complémentaires et surtout l’angle qu’elles forment empêchent l’attaque nucléophile du 3’-OH libre sur le phosphate alpha du nucléotide entrant.

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22
Q

Qu’est-ce que le principe de la sélectivité cinétique ?

A

L’ADN polymérase favorise favorise l’une des 4 réactions possibles selon la meilleure proximité spatiale qu’elle offre au site catalytique (celle qui respecte la largeur de la double hélice).

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23
Q

Entre la liaison WC et phosphodiester, laquelle s’effectue avant l’autre ?

A

WC.

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24
Q

Quel est le mécanisme qui permet de distinguer les rNTP des dNTP ?

A

L’exclusion stérique.

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25
Q

Quel est le mécanisme d’exclusion stérique au site actif de l’ADN polymérase ?

A

1) La cavité de liaison aux nucléotides est trop petite pour abriter les 2 groupements hydroxyles des ribonucléotides.
2) Cette cavité est délimitée par 2 acides aminés qui font des contacts électrostatiques van der vaals avec l’anneau du sucre.
3) Si ces 2 acides aminés (glutamates) sont changés, il n’y a plus aucune distinction possible entre rNTP et dNTP.

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26
Q

Est-ce que la liaison Van Der Walls est plus ou moins forte que la liaison hydrogène ?

A

Moins forte.

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27
Q

L’ADN polymérase se lie autour de quelle structure ?

A

Matrice-amorce.

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28
Q

Quels sont les trois domaines principaux de la structure matrice-amorce ?

A

La paume, les doigts et le pouce.

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29
Q

Quels sont les deux fonctions des domaines de la matrice-amorce ?

A

Polymérase et exonucléase (sur la paume).

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30
Q

La paume est constituée de quoi ?

A

Un feuillet beta qui contient le site catalytique.

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31
Q

Comment se forme la liaison phosphodiester dans la paume ?

A

Des ions métalliques aident à incorporer le nucléotide tri-phosphate entrant en 3’-OH du dernier nucléotide incorporé en réduisant l’affinité de l’hydrogène pour son oxygène. Cette réaction attaque le phsophate alpha du dNTP. Les ions Mg2+ coordonnent les charges négatives des 2 autres phopshates pour s’assurer que le 3’-O- attaque bien le phosphate alpha du dNTP et stabililser le pyrophsophate.

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32
Q

Lorsqu’il y a un mésapppariement dans la paume, qu’est-ce qui se passe ?

A
  • Catalyse ralentie,
  • Affinité réduite,
  • Rejet de l’amorce du site catalytique de la polymérase,
  • Le mécanisme de réparation se lie au brin mésapparié.
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33
Q

Les doigts participent à quoi ?

A

La catalyse.

34
Q

Quelles sont les deux étapes de la catalyse des doigts ?

A
  • Liaison avec le dNTP entrant.

- Blocage de son appariement près des ions métalliques qui favorisent la catalyse.

35
Q

Dans la catalyse du domaine des doigts, comment tiennent les ions Mg2+ ?

A

Grâce aux interactions avec 2 aspartates.

36
Q

Quelle est la troisième étape de la catalyse du domaine des doigts ?

A

S’associent au brin matrice et le coudent à 90 degrés entre la 1ere et la 2e base.

37
Q

Qu’est-ce qui se passe à chaque fois que l’ADN polymérase ajoute un nucléotide au brin néoformé ?

A

1) Le dNTP s’apparie avec la première base libre du brin matrice.
2) Les doigts emprisonnent cet appariement.

38
Q

Que fait le pouce ?

A

1) Maintient l’amorce pour garantir une position vacante en face de la première base libre de la matrice et du site catalytique.
2) Maintient la polymérase à son substrat.

39
Q

Pourquoi l’ADN polymérase est dite une enzyme processive ?

A

Capable de catalyser de nombreuses réactions consécutives rapidement.

40
Q

Qu’est-ce qui facilite le mouvement de l’ADN polymérase le long de l’ADN ?

A

La non spécificité à la nature de la séquence.

41
Q

L’ADN polymérase est réparatrice grâce à quoi ?

A

3’-exonucléase.

42
Q

Quelle est l’erreur la plus fréquente ?

A

L’incorporation de la mauvaise forme tautomérique d’une base donnée.

43
Q

Que fait l’incorporation d’une mauvaise forme tautomérique ?

A

Ne permet plus de construire des liaisons WC sans perturber la topologie de la double hélice.

44
Q

Que fait l’exonucléase ?

A

Dégrade l’ADN en 3’-OH en sens inverse de la synthèse, donne à la polymérase une 2e chance d’apparier le bon nucléotide.

45
Q

Que se passe-t-il lorsque le nucléotide mésapparié change l’orientation du 3’-OH ?

A
  • Inhibe les intéractions électrostatiques de la paume de la polymérase.
  • Défavorise fortement l’ajout d’un second nucléotide.
46
Q

Que se passes-t-il lorsque la jonction matrice-amorce est perturbée ?

A
  • Les ponts hydrogènes sont rompus.

- Les 3-4 derniers nucléotides ajoutés s retrouvent simple brin.

47
Q

Le simple brin a plus d’affinité pour quel site ?

A

Le site exonucléase.

48
Q

Quel sont les deux types de synthèse d’ADN ?

A
  • Synthèse continue du brin précoce.

- Synthèse discontinue du brin tardif.

49
Q

Que fait la RNASE H ?

A
  • Reconnaît et retire chaque amorce d’ADN.
  • Dégrade spécifiquement l’ARN apparié avec de l’ADN.
  • Coupe la liaison phosphodiester entre deux ribonucléotides.
50
Q

Que fait l’hélicase ?

A

Elle casse les liaisons WC en hydrolysant de l’ATP.

51
Q

Quelles sont les deux étapes du fonctionnement de l’hélicase ?

A
  1. Sépare les deux brins à l’origine de réplication avec DnaA+ATP (bactéries) et CRO+ATP (eucaryotes).
  2. Aspire l’ADN simple brin dans sa cavité centrale.
52
Q

Que sont les structures en épingles à cheveux ?

A

Boucles qui se lient chacune à un phoshpate du squelette du brin d’ADN, ainsi qu’aux deux désoxyriboses adjacents.

53
Q

Que sont les SSB?

A

Protéines de stabilisation de l’ADN simple brin.

54
Q

Comment se lient les SSBs à l’exosquelette phosphate ?

A
  1. Interactions électrostatiques.

2. Interactions d’empilement hydrophobes avec les bases.

55
Q

Que fait Pol alpha/primase chez l’humain ?

A

Synthèse d’amorces ARN puis élongation d’ADN.

56
Q

Que fait Pol gamma chez l’humain ?

A

Synthèse du brin tardif, réparation par excision de nucléotide.

57
Q

Que fait Pol epsilon chez l’humain ?

A

Synthèse du brin précoce, réparation par excision de nucléotide.

58
Q

Que fait pol 1 chez E.coli ?

A

Retrait de l’amorce d’ARN, remplacement avec de l’ADN.

59
Q

Que fait Pol 2 chez E.coli ?

A

Réparation de l’ADN.

60
Q

Que fait pol 3 (coeur) chez e.coli ?

A

Réplication chromosomique (1 brin).

61
Q

Que fait pol 3 (holoenzyme) chez e.coli ?

A

Réplication chromosomique (2 brins).

62
Q

Quelles sont les spécialités de pol 1 chez e.coli ?

A
  • Retire les amorces ARN pour initier la synthèse de l’ADN.
  • Retire les ponts phosphodiester entre ribonucléotides et entre ribonucléotides et desoxyribonucléotides.
  • Remplace l’amorce ARN par des désoxyribonucléotides.
63
Q

Qu’est-ce que le modèle du trombone ?

A

Boucle formée par l’ADN simple brin entre l’hélicase et l’ADN pol 3.

64
Q

Qu’est-ce que la réplication ?

A

Ouverture du duplexe d’ADN pour permettre à l’hélicase de se lier autour d’un simple brin et que ce dernier serve de matrice pour la synthèse d’une amorce d’ARN pour les fragments préoce et tardif.

65
Q

Il y a combien d’OR chez les eubactéries ?

A

1

66
Q

Qu’est-ce que le réplicateur ?

A

Ensemble de séquences en CIS de l’OR qui dirigent l’initiation.

67
Q

Qu’est-ce que l’initiateur ?

A

Protéine qui, en reconnaissant spécifiquement une partie de l’ensemble des séquences du réplicateur, active l’initiation de la réplication.

68
Q

Quelles sont les trois fonctions des protéines initiatrices ?

A
  • Liaison à l’ADN.
  • Séparation des brins.
  • Recrutement des 2 réplisomes.
69
Q

De quoi est formé un réplisome ?

A
  • 1 holoenzyme pol 3
  • 1 hélicase
  • Primases
  • Pinces coulissantes
70
Q

Quelles sont les caractéristiques des réplicateurs ?

A
  • 1 site de liaison à l’initiateur qui noyaute l’assemblage de la machinerie d’initiation de la réplication.
  • 1 série de régions riches en liaisons A-T qui favorisent la sépraration des deux brins.
  • La régulation de l’action des protéines d’initiation est très précise.
71
Q

Quels sont les deux motifs répétés dans le modèle du réplicon d’e.coli ?

A
  • 1 nonamère, site de liaison à l’initiateur DnaA, répété 5X.
  • 1 tridécamère, site d’ouverture de l’origine de réplication, répété 3X.
72
Q

Quelles sont les deux étapes du modèle du réplicon ?

A
  1. Liaison de l’initiateur à une séquence spécifique du réplicateur.
  2. L’initiateur fixé sur le réplicateur recrute d’autres facteurs d’initiation de la réplication.
73
Q

Dans la formation des deux réplisomes, quelles sont les interactions présentes ?

A
  • Interactions protéine-ADN, entre DnaA et séquences spécifiques.
  • Interaction PROT=PROT, entre DnaA, B et C.
74
Q

Quel est le rôle du porteur ?

A

Empêche l’hélicase de se fixer n’importe ou.

75
Q

Qu’est-ce qu’une réplication incomplète ?

A

Pas de séparation des chromatides soeurs, il y a des cassures ou des erreurs.

76
Q

Quel est le défi chez les eucaryotes quant à la réplication ?

A
  1. Un nombre suffisant d’OR doivent être activées pour assurer la réplication du chromosome entier lors de la phase S.
  2. Les origines répliquées passivement ne doivent pas s’activer non plus pour ne pas répliquer de l’ADN plus d’une fois.
77
Q

Que contient la première étape de l’initiation de la réplication chez les eucaryotes ?

A
  1. Sélection du réplicateur en phase G1.

2. Activation de l’origine en phase S.

78
Q

Que se passe-t-il à la sélection du réplicateur ?

A
  • Formation des complexes pre-RC.
  • ORC reconnait et se lie au réplicateur, recrute 2 porteurs d’hélicase.
  • ORC +(Cdc6+Cdt1) recrutent l’hélicase Mcm2-7.
79
Q

Que se passe-t-il à l’activation de l’origine en phase S ?

A
  • 2 protéines kinases s’activent en phosphorylant pre-RC.
  • Ça provoque leur relargage dans le nucléoplasme.
  • Cdk et Ddk phosphorylent d’autres protéines de réplication.
  • L’ADN Pol alpha/primase intéragit avec l’hélicase pour synthétiser l’amorce ARN.
  • PCNA est ajoutée par son proteur lorsque le Complexe matrice-amorce est formé.
  • L’ADN Pol epsilon reconnait l’amorce ARN et commence la synthèse du brin précoce.
80
Q

Qu’est-ce qu’une kinase ?

A

Une protéine qui attache avec une liaison covalente un groupement phosphate sur une protéine cible.

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