ADN Flashcards
Que sont les nucléotides
Unités de base des acides nucléiques (ADN et ARN)
Qu’est-ce qu’un nucléoside
Base+sucre
Qu’est-ce qu’un nucléotide
Base (C1)+sucre+Phosphate (C5)
Quelles sont les bazes azotées
A et G =purine (2 cycles)
T et C et U = pyrimidine
Quelles sont les bases azotées de l’ADN et de l’ARN
ADN=AGTC
ARN=AGUC
Quelle est la différence du sucre dans l’ADN et l’ARN
ARN=ribose (OH sur le C2)
ADN=désoxyribose (Pas de OH, H sur C2)
Quelle est la distinction fondamentale entre le ribose et désoxyribose
OH du ribose est très réactif, donc ARN pas stable, alors que ADN ou car H pas très réactif
Décrit les phosphates des nucléotides
Lié au C5
Mono-phosphate, di-phosphate, tri-phospate
Si la base est l’adénine=adénosine mono,di ou triphosphate
Qu’est-ce que le lien phosphodiester
Dans ADN ou ARN, nucléotides sont liés par des liens phosphodiesters entre les C 5’ et 3’ des sucres
Comment sont les sucres des nucléotides
Pentose (ribose)
Comment se forme un lien phosphodiester
Phosphates impliqués dans les liens confèrent une charge négative à l’ADN
Perte de 2 phosphates d’un nucléotide donne l’énergie nécesaire pour faire le lien
Décrit la structure hélicoïdale de l’ADN
Double hélice avec une polarité 5’-3’
Brins d’ADN sont antiparallèles et complémentaires (A avec T et G avec C)
Qu’est-ce que le squelette de l’ADN
Sucres+phosphate
Combien de ponts-H sont formés dans l’appariement des bases
A-T=2
G-C=3, donc plus forts
Qu’est-ce qui est à l’intérieur et à l’extérieur de l’hélice
Ext=sucres et phosphate
Int=Bases azotées
Quels sont les sillons de l’ADN
Sillon mineur et majeur
Comment sont les protéines se liant à l’ADN
Basiques (chargées +) car l’ADN est chargé -
Que permet le sillon majeur
Accès plus facile aux bases pour les enzymes par lui que par le mineur
Combien de nucléotides par tour d’hélice
10
COmment est la réplication de l’ADN
Semi-conservative
Quand a lieu la réplication de l’ADN
Dans la phase S de l’interphase
Quels sont les éléments importants du chromosome dans la réplication
Télomères requis pour préserver l’intégrité des extrémités des chromosomes
De multiples origines de réplication
Centromère s’attachant au fuseau mitotique
Ou débute la réplication de l’ADN
Débute au niveau des origines de réplication
Comment se fait la synthèse de l’ADN
Bidirectionnelle
Les deux fourches de réplication (en forme de Y, deux fourches de réplication formées à chaque origine de réplication) s’éloignent dans des directions opposées à partir de multiples origines de réplication dans les chromosomes
Comment est ouvert l’ADN
Protéines d’initiation
À quoi sert l’ADN simple brin dans la réplication
Matrice
Qu’est-ce qui est reconnu durant l’origine de réplication
Région riche en appariement des bases A-T (moins stables; 2 ponts-H, car + facile à ouvrir que si c’était G-C (3 ponts-H))
L’origine est reconnue par des protéines d’initiation qui ouvrent l’hélice séparant les brins. Crée assez d’espace pour que l’hélicase se lie à l’ADN
Liaison de l’hélicase (fonction d’ouvrir l’ADN double-brin, dézipe l’ADN) Brise les ponts-H
Quelles sont les contraintes de l’ADN polymérase
Elle ne peut synthétiser que dans le sens 5’-3’, dans le sens de formation des liens phosphodiesters
Elle requiert une amorce d’ADN ou d’ARN, car elle ne peut pas initier la réplication, doit ajouter un nouveau nucléotide à un bout 3’ OH déjà existant
Elle requiert une matrice (brin matrice à copier, région simple brin)
Ou se fait l’ajout de nucléotides par l’ADN polymérase
3’OH du brin amorce
D’ou vient l’énergie pour la polymérisation
Les nucléotides triphosphates fournissent l’énergie requise pour la polymérisation
La coupure de 2 phosphates fournit de l’énergie qui est couplée, par l’ADN polymérase, à la réaction de polymérisation
Comment se fait la réplication après la liaison de l’hélicase
Liaison de la primase (fait des petites amorces en ARN)
Formation du complexe primase-hélicase
Comment se fait la réplication au niveau de la fourche
La synthèse d’ADN se fait sur les deux brins dans le sens 5’-3’, donc dans le sens 3’-5’ du brin matrice
Il y a le brin tardif et le brin conducteur
À quoi servent les single-stranded DNA binding proteins
Pour éviter que l’ADN simple brin s’enroule en faisant des liens entre les bases complémentaires du même brin et empêcher la réplication
Comment se fait la synthèse d’ADN dans le brin conducteur et tardif (retardé)
Conducteur: Synthèse d’ADN continue à partir d’une seule amorce
Retardé: doit être synthétisé de façon discontinue, sous forme de courts fragments (fragments d’Okazaki) qui seront ensuite réunis bout à bout
Qu’est-ce qui reste entre 2 fragments d’Okazaki
Nick: brèche ou cupure simple brin, rupture (manque) d’un lien phosphodiester
Qu’Est-ce qui selle les nick
ADN ligase, en créant un lien phosphodiester cérant une continuité dans le brin d’ADN
Décrit l’extension et le remplacement de l’amorce sur le brin tardif chez E coli
Extension de l’amorce ARN par l’ADN polymérase III
Finalisation de l’extension de l’amorce en ARN par l’ADN polymérase III
Remplacement de l’amorce d’ARN par de l’ADN par l’ADN polymérase I
Ligation du nouveau fragment d’Okazaki à la chaine en croissance par l’ADN ligase
Décrit l’ADN polymérase dans le brin tardif
Avance jusqu’à l’amorce suivante
Une activité ribonucléase élimine l’amorce en ARN
Une ADN polymérase de réparation complète l’ADN entre ;es fragments d’Okazaki
Une ligase selle le nick
Décrit les principales protéines impliquées dans la réplication chez E coli
Primase: ARN polymérase qui ne requiert pas d’amorce pour polymériser des ribonucléotides. Synthétise des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN
ADN poly III: Utilise les amorces d’ARN sur le brin retardé pour synthétiser les fragments d’Okazaki du brin tardif. Une seule amorce d’ARN est requise pour synthétiser le brin conducteur
ADN poly I: Enzyme avec 2 activités: Activité de nucléase (enlève l’amorce d’ARN) et activité d’ADN polymérase dite de réparation
ADN ligase: Lie 2 bouts d’ADN en créant un lien phosphodiester et en utilisant de l’ATP
Sliding clamp: Clamp coulissant, protéine circulaire maintient l’ADN polymérase et l’ADN pendant la synthèse d’ADN
SSB protein: protéine fixant l’ADN simple brin, dont son rôle est d’empêcher ce brin de s’apparier avec son brin complémentaire
Hélicase: sépare les brins/Protéines de liaison à l’ADN simple brin maintiennent brins séparés
Décrit la dynamique de relâche du brin retardé par la polymérase
Voir vidéo 6a
Qu’arrive-t-il avec l’avancement de la fourche de réplication
À mesure que l’hélicase ouvre l’hélice, il en résulte un super-enroulement en aval (après) de la fourche
Que fait la topoisomérase
Relâche le stress du super-enroulement en faisant une coupure simple-brin dans l’ADN, en aval de la fourche de réplication et en re-ligant le brin d’ADN coupé
Décrit le problème de la synthèse discontinue
Après dégradation de l’amorce en ARN, il restu un bout de matrice non répliqué des brins tardifs aux extrémités du chromosome (les télomères), car l’ADN polymérase ne peut pas démarrer la synthèse d’ADN dans le vide, elle a besoin d’un bout 3’OH de l’amorce.
La primase a besoin d’une matrice pour synthétiser l’Amorce
On perdrait donc un bout d’ADN à chaque réplication
Quelle est la solution au problème au bout des brins discontinus
L’enzyme télomérase ajoute une séquence répétée d’ADN à l’extrémité 3’OH du brin matrice du brin tardif
Cela permet d’allonger l’extrémité des chromosomes et d’Assurer leur intégrité lors de la réplication
Que fait la télomérase
Elle reconnait des séquences spécifiques des extrémités des chromosomes auxquelles elle se lie pour y ajouter des séquences répétées qui serviront de matrice à la réplication des extrémités des chromosomes eucaryotes. Cela évite la perte de séquences importantes aux extrémités chromosomiques.
De quoi est composé le télomère
Segment d’ADN répété 1500 fois (TGGGGTTG) environ 10 000 nucléotides répétés
Sa composante ARN complémentaire (3’ACCCCAAC5’) sert comme matrice pour sa composante protéique qui fait la synthèse des segments répétés et de l’élongation du brin dans le sens 5’-3’
Il n’y a donc pas de problème avec la perte de séquences d’ADN,car il n’y a aucune info importante
Quelles sont les parties protéiques de la télomérase
PArtie protéique: Activité d’ADN polymérase capable d’utiliser de l’ARN comme matrice (activité de transcriptase inverse)
PArtie ARN=matirce d’ARN faisant partie intégrante de la télomérase
Décrit le mécanisme de la télomérase
Extension du brin complémentaire au brin retardé. La télomérase agit comme une polymérase utilisant son ARN comme matrice
La télomérase se re-apparie avec l’extrémité de la séquence ajoutée plusieurs fois ici. Plusieurs séquences répétées peuvent ainsi être ajoutéeen tandem
Le brin retardé est complété par la polymérase alpha, qui elle porte une activité primase
Ou est active la télomérase
Gamètes et les cellules souches (non différenciées et embryonnaires)
Le vieillissement est en partie dû à la perte de l’activité télomérase dans les cellules somatiques, ce qui raccourcit progressivement les télomères
Quand se réactive la télomérase
Dans certains types de cancer (métastases, tumeur tardive)
Combien de nucléotides sont perdus par division
200 à 300, télomères composés de 10 000 nucléotides environ
Comment se font les erreurs dans la réplication de l’ADN
Erreurs d’incorporation des nucléotides pendant la réplication
Lésions à l’ADN provoqués par le métabolisme (pH, ROS), les radiations (UV, rayons X) et des composés chimiques dans l’environnement
Qu’Advient un changement de nucléotide sans réparation
Mutation peut survenir durant la réplication due aux rares erreurs faites par l’ADN polymérase. Au cycle de réplication suivant, une des molécules d’ADN sera mutée de façon permanent et sera transmise. Si c’est dans une cellule germinale, elles sont héritées par la descendance. PEuvent causer des maladies héréditaires. Dans cellules somatiques est à l’origine de cancers (accumulation de 4-5 mutations dans une cellule)
Comment les mutations sont reconnues
Grâce à la nature de la double hélice. Comme l’ADN est double-brin, la réparation du brin muté est faite en utilisant le brin indemne comme matrice
En général, les nucléotides erronés et/ou endommagés sont reconnus comme mésappariements causant une torsion, une déformation de la double hélice
Qu’est-ce que la réparation co-réplicationnelle
Proofreading
L’ADN polymérase vérifie son propre travail et le corrige au besoin.
Reconnaissance des mauvais appariements par déformation de l’hélice (ponts-H sont différents)
Activité exo-nucléase de la polymérase: Elle détache le mauvais nucléotide par hydrolyse du lien phosphodiester en reculant et agit ainsi en exonucléase
Action régulière de polymérisation de la polymérase est reprise
Ne survie que 1 erreur sur 10 000 000 nucléotides
Quels sont les sites de l’ADN polymérase
Site catalytique de polymérisation (site P)
Site d’édition pour l’excision et la correction (site E). Le brin se déplace temporairement au site E pour correction
Décrit la réparation post-réplicationnelle de mésappariements (DNA mismatch Repair)
Mécanisme en action lorsque la polymérase n’a pas détecté la mutation de façon co-réplicationnelle
Les protéines de reconnaissance forment un complexe qui recrute une exonucléase (Exo1)
Une portion de nouveau brin incluant le nucléotide erroné est dégradé par l’Exo1.
Réparation de cette lacune par l’ADN polymérase et ligation
Comment le brin non-muté est identifié
Chez e coli, le nouveau brin n’est pas immédiatement méthylé
Chez d’autres organismes, on suppose que le brin néosynthétisé contient des nick qui aident à l’identifier (par méthylation aussi)
Quelle est la différence entre une endo et exonucléase
Endo; clivent à l’intérieur de la molécule d’ADN produisant un nick si ellesagissent sur un seul brin ou une coupure si elles agissent sur les deux brins
Exo: digèrent un brin d’ADN dans la direction 5’-3’ ou 3’-5’. Pour qu’elle puisse agir, il lui faut un bout 5’ ou 3’ libre, elle ne peut agir à l’intérieur de la molécule d’ADN. Exo1 peut agir,car un nick fournit un bout 3’ et 5’. Sinon, il faut une endo pour créer un nick pour que l’exo puisse agir
Dépurination
Collisions thermiques entre molécules causent la perte de purines (A et G). Casse pas le lien phosphodiester mais génère des lésions que l’on peut comparer à des dents manquantes
Sans réparation, sur un brin répliqué, il manquera une pb
Déamination
Métabolisme peut causer la perte d’un groupement amino de cytosines, causant la transformation en uracile (qui est non-cmplémentaire à G, elle est complémentaire à A)
Remplace NH2 par =O
Un G sera alors remplacé par un A dans un brin répliqué
Dimères de thymine
Rayons UV du soleil peuvent endommager l’ADN en provoquant la formation de liens covalents entre 2 thymines adjacentes par bris du double lien C=C du cycle de la base
Décrit le mécanisme de réparation des lésions par excision
ADN endommagé reconnu et la portion affectée est excisée par une nucléase (différrents reconnaissent lésions différentes)
ADN poly de réparation se fixe sur le brin venant de subir la coupure et fait une copie complémentaire (5’-3’) du brin laissé indemne
Finalement, la cassure existant au niveau du squelette phosphodiester est reliée grâce à une ADN ligase (même que fragments d’okazaki)
