ADN Flashcards
structure ADN
polymère désozynucléotides
bicaténaire
structure doubl-hélice
unité de base des acides nucléiques
nucléotides
base azotée
pentose
groupe phosphate
nomenclature base, nucléoside et nucléotide
nucléoside = base + sucre
nucléotide = base + sucre + phosphate
types de bases azotées
A et G = purines (petites)
T, C, U = pyrimidines (grosses)
ADN = AGTC
ARB = AGUC
sucre ARN vs ADN
ribose -> ARN
désoxyribose -> ADN
phosphates
si la base est l’adénine :
adénosine mono phosphate, diphosphate, triphosphate selon le nombre de phosphates attachés
les phosphates s’attachent au C5 hydroxyl du pentose
lien phosphodiester
nucléotides liés par lien phosphodiester entre les carbones 5’ et 3’ des pentoses dans l’ARN et l’ADN
formation du lien phosphodiester
entre les carbones 5’ et 3’ des sucres
croissance de l’ADN se fait vers l’extrémité 3’
les phosphates impliqués dans les liens phosphodiesters donnent une charge négative à l’ADN
formation du lien phosphdiester
entre les carbones 5’ et 3’ des sucres
les desoxyribonucléosides triphosphates viennent s’ajouter sur l’extrémité 3’ du brin amorce
structure hélicoïdale de l’ADN
1- ADN forme une double hélice
2- les brins d’ADN ont une polarité 5’ -> 3’
3- les brins d’ADN sont antiparallèles et complémentaires
base appariées : A-T et G-C
appariement des bases avec pont hydrogène
A-T : 2 ponts hydrogènes
G-C : 3 ponts hydrogènes (plus fort)
squelette d’ADN = enchaînement des sucres et des phosphates
position des bases dans la double hélice
sucres et phosphates à l’extérieur de l’hélice
phosphates ont une charge négative
bases à l’Intérieur de l’hélice
protéines qui se lient à ADN sont basiques ou acides?
basiques
structure hélicoïdale
sillon mineur et sillon majeur
10 paires de nucléotides par tour d’hélice
est ce que les messagers traversent la membrane cellulaire?
NON
de quel type est la réplication de l’ADN
semi-conservative
quand à lieu la réplication
durant l’interphase, phase S
quels sont les éléments importants du chromosome dans la réplication
télomères; préserve l’intégrité des extrémités des chromosomes
plusieurs origines de réplication
centromère qui s’attache au fuseau mitotique
où débute la réplication
origines de réplication
dans quelle direction se fait la synthèse d’ADN
bidirectionnelle
que font les fourches de réplication
s’éloignent dans des directions opposées, formation de deux fourches de réplication à chaque origine de réplication
par quoi est ouvert l’ADN
protéines d’initiation
à quoi sert l’ADN simple brin
matrice pour la réplication
origine de réplication
reconnue par protéines initiatrices qui ouvrent l’hélice et séparent les brins; les hélicases le lient à l’ADN, ouvrent l’ADN
l’origine de réplication est une région riche en bases A-T ( moins stables, car 2 ponts HE)
ADN polymérase
synthétise uniquement 5’->3’
nécessite une amorce d’ADN ou d’ARN, elle ne peut pas initier la réplication, car elle doit ajouter à l’extrémité 3’ d’un nucléotide existant
elle requiert une matrice, un brin matrice à copier
brin matrice vs complémentaire
un brin sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire par addition de nucléotide de manière complémentaire
énergie pour la polymérisation
les nucléotides triphosphates fournissent l’énergie requise pour la polymérisation
l’ADN polymérase couple la libération d’énergie à la réaction de polymérisation
cmt l’énergie est libérée
par la coupure de 2 phosphates sur 3 du nucléotide triphosphate qui s’ajoute. le 3e sert de lien avec le nucléotide sur lequel le nouveau s’attache
vitesse de ADN polymérase
100 nucléotides / seconde
génome -> 6-8 heures
par quoi est reconnu l’origine de réplication
1) origine est reconnue par protéines d’initiation qui ouvre l’hélice
2) liaison de l’hélicase qui ouvre l’ADN
3) liaison de la primase qui fait des amorces en ARN
4) formation du complexe primase-hélicase
nom des deux nouveaux brins
brin conducteur et brin tardif (Okazaki)
différence entre deux brins
brin conduteur: synthèse d’ADN se fait à partir d’une seule amorce
brin retardé: synthèse discontinue, fragments d’Okasaki
ce qu’il reste entre deux fragments d’Okazaki
nick ; brèche ou coupure simple brin
il manque un lien phosphodiester
enzyme ADN ligase va seller la brèche entre les deux fragments en créant un lien phosphodiester
que fait POL 1
remplace les amorces d’ARN par de l’ADN
principales protéines de la réplication
hélicase: sépare ADN
primase: primase d’ARN
POL 3: synthèse ADN à partir de l’amorce ( une seule amorce requise pour brin continu, plusieurs requises pour brin discontinu)
POL 1: remplace amorce ARN par ADN (1- activité de nucléase pour enlever amorce, 2- activé ADN pol de réparation)
ligase: lie les deux bouts d’ADN en faisant lien phosphodiester et en utilisant ATP
clamp coulissant: prot circulaire maintient ADN POL et ADN ensemble durant synthèse
SSB (single stranded binding) protéine: fixe ADN simple brin, empêche l’appariement avec le brin complémentaire
Topoisomérase
coupe simple brin dans ADN en aval de la fourche de réplication, puis reliant le brin coupé. cela permet de relâcher le stress et éviter un super enroulement en aval de la fourche
problème avec synthèse discontinue
reste bout de matrice non répliqué des brins tardits aux extrémités du chromosome (télomères)
ADN pol ne peut pas démarrer synthèse d’ADN dans le vide, besoni d’un bout 3’ OH de l’amorce
primase a besoin d’une matrice pour synthétiser l’amorce
solution des télomères
enzyme télomérase ajoute séquence répétée d’ADN à l’extrémité 3’ -OH du brin matrice du brin tardif
permet d’allonger l’extrémité des chromosomes et assure l’intégrité de la réplication
cmt fonctionne le télomère
reconnait séquence des extrémités des chromosomes, y ajoute des séquences répétés qui servent de matrice à la réplication
réplication télomères
télomérase se fixe à la matrice pour ajouter un segment d’ADN répété 1500 fois sur l’ADN.
la composante ARN complémentaire sert de matrice pour la composante protéique qui fait la synthèse des segments répétés et de l’élongation du brin dans le sens 5’ vers 3’
télomérase
1- partie protéique
activité d’ADN polymérase capable d’utiliser de l’ARN comme matrice = transcriptase inverse
2-partie ARN = matrice d’ARN faisant partie intégrante de la télomérase
cmt est complété le brin tardif
ADN pol alpha complète le brin et porte une activité primase
télomérase active où
uniquement dans les gamètes et cellules souches (cel non différenciées et cel embryonnaires)
vieillissement est en partie dû à la perte de l’activité télomérase dans les cellules somatiques, cela raccourcit progressivement les télomères
lien entre télomère et cancer
certain types de cancers réactivent la télomérase
btw, il y a 10 000 nucléotides répétés dans le télomère et perte de 200 à 300 nucléotides dans chaque réplication
causes d’erreurs dans l’ADN
erreurs d’incorporations de nucléotides peuvent se produire lors de la réplication de l’ADN
ADN des cellules subit des lésions par
métabolisme (pH et reactive oxygen species )
radiations
composés chimiques et environnement
que ce passe-t-il s’il n’y a pas de correction
une mutation peut arriver sur un des deux brins de l’ADN par erreur de POL 3.
au cycle de réplication suivant, une des molécules d’ADN sera mutée de manière permanente et la mutation sera transmises
définition d’une mutation
erreur dans la séquence d’ADN qui n’est pas corrigé et qui est transmise
si la mutation survient dans les gamètes, elles sont transmises à la descendance
les mutations peuvent causer des maladies héréditaires
fibrose kystique
mutation héréditaire autosomale récessive la plus fréquente
cancer
mutation dans ADN des cellules somatiques, 4-5 mutations dans une cellule cancéreuse
proofreading
réparation durant la synthèse (proofreading)
vérification et autocorrection par ADN polymérase
DNA mismatch repair system
correction post-réactionnelle des mésappariements
reconnaissance du nucléotide mal incorporé, excision et réparation
excision repair
réparation des lésions par excision
les bases mutées par damination, dépurination, radiation (UV dimères de thymines) sont reconnues par de nucléases et excisées
ensuite, repolymérisation pas ADN pol de réparation et ligation
cmt reconnaître le brin muté du brin original
la réparation est faite en utilisant le brin indemne comme matrice.
en général, les nucléotides endommagés sont reconnus comme mésappariements causant une torsion; déformation de la double hélice.
proofreading en détails
ADN pol vérifie son travail et le corrige au besoin
-elle vérifie l’appariement des bases
-reconnais les mauvais appariements par déformation de l’hélice
-activité exonucléase de la polymérase; détache mauvais nucléotide par hydrolyse du lien phosphodiester en reculant et agit en exonucléase
-reprend son action régulière
-avec cela, il reste 1 erreur /10 000 000 nucléotide
vérification et édition de l’ADN néosynthétisé durant la réplication
durant réplication, ADN pol vérifie si nucléotide est incorrect
ADN pol détache le nucléotide incorrect et le remplace par nucléotide correct avant de continuer
ADN pol a un site catalytique de polymérisation et un site d’édition pour l’excision et la correction
si un nucléotide ajoutée est incorrect, le brin ce déplace temporairement vers le site E pour correction
quand est utile le DNA mismatch repair
mécanisme en action lordque la pol n’a pas détecté la mutation de façon co-réplicationnelle
mismatch repair en détail
mésappariement causent distorsion de la double hélice, cela est détectée par des protéines spécifiques
les protéines de reconnaissance forment un complexe qui recrute une exonucléase (exo1)
une portion du nouveau brin incluant le nucléotide erroné est dégradée par l’exonucléase
la lacune est réparée par ADN pol et ligation
cmt savoir quel brin utiliser comme matrice pour mismatch repair
besoin d’identifier le nouveau brin
on pense que les nouveaux brins on des nicks qui aident à les identifier, aussi pt par méthylation, car ADN est méthylé après la synthèse
endonucléase vs exonuclases
endonucléases clivent à l’intérieur de la molécule d’ADN produisant un nick si elles agissent sur un seul brin ou une coupure si elles agissent sur les deux brins
les exonucléases digèrent un brin d’ADN dans la direction 5’ vers 3’, soit de 3’ à 5’ selon le type d’exonucléase
pour qu’une exonucléase puisse agir, il lui faut un bout 5’ ou 3’ libre (selon le type d’exo), elle ne peut pas agir à l’intérieur de la molécule d’ADN
un nick fournit les deux bouts, sinon il faudrait l’action d’une endonucléase pour créer un nick avant qu’une exo puisse agir
dépurination
collisions thermiques entre des molécules causent la perte de bases purines (G,A) de certains nucléotides
énormément de pertes
cela ne casse pas le squelette phosphodiester de l’ADN, mais crée des lésions qui se comparent à des dents manquantes
quelle mutation une dépurination peut-elle entraîner
perte d’une paire de nucléotide sur un des deux nouvelles copies d’ADN
déamination
métabolisme cause perte de groupement amino de cytosines, causant transformation en base uracile (non-complémentaire à la base située sur l’autre brin d’ADN
pas de perte de base
cytosine, thymine et uracil se ressemblent pas mal
hors, U se lie avec A (A-T et A-U), alors que C se lie avec G
le brin mutant voit donc un G changer pour un A
dimères de thymine
rayons UV du soleil peuvent endommager ADN en provoquant formation de liens covalents entre deux thymines adjacentes
bris du double lien C-C à l’intérieur du cycle de la base et formation d’un lien covalent avec la base inférieure ou supérieure sur le brin
réparation des lésions par excision en détail
ADN endommagé est reconnu et la portion affectée est excisée par une nucléase
ADN pol de réparation se fixe au brin venant de subir la coupure et fait une copie complémentaires 5’- >3’ du brin normal laissé indemne
la cassure au niveau du squelette phosphodiester est reliée grâce à une ADN ligase
