ADN : Réplication Flashcards
On dit de la réplication de l’ADN qu’elle est
semi-conservative
Pourquoi dit-on que la réplication de l’ADN est semi-conservative
Car on conserve 1 brun parental et on fait 1 nouveau brin
Chaque nouvelle double hélice est composée d’un brin _ et d’un _ brin
- matrice
- nouveau
Dans quelle phase du cycle cellulaire a lieu la réplication de l’ADN
lors de l’Interphase, dans la phase S
Quels sont les éléments du chromosome importants dans la réplication
- Télomères
- origines de réplication
- Centromère
Quelle est la fonction des télomères dans la réplication
requis pour préserver l’intégrité des extrémités des chromosomes
Où s’attache le centromère
s’attache au fuseau mitotique
Qu’est ce qu’une origine de réplication
Là à partir d’où la réplication va commencer/se faire (crée des bulle de réplication)
Quels sont les 3 éléments requis pour répliquer adéquatement un chromosome
1) Origines de réplication, 2) Centromère (s’attache au fuseau mitotique) 3) Télomères
La réplication est elle unidirectionnelle ou bidirectionnelle
La synthèse d’ADN est bidirectionnelle
Pourquoi dit-on que la synthèse d’ADN est bidirectionnelle
Les deux fourches de réplication s’éloignent dans des directions opposées à partir de multiples origines de réplication dans les
chromosomes
À l’origine de réplication on peut voir…
- une bulle de réplication
- deux fourches de réplications
Quelle est la forme des fourches de réplication
en forme de Y
Il y a toujours deux _ formées à chaque origine de réplication
fourches de réplication
Comment les origines de réplication
sont reconnues par la machinerie de réplication?
En raison des séquences où il y a beaucoup de AT, car ils possèdent des liens plus faibles (2 liens H vs 3), donc ce sera plus facile de dénaturer et ouvrir cette partie de l’hélice
La synthèse d’ADN commence aux
origines de réplication
l’ADN est ouvert par des _
protéines d’initiation
l’ADN _ va servir de matrice
simple brin
Comment se faire l’OUVERTURE de l’hélice
Il y a des protéines qui vont se lier aux séquences riches en A-T et vont forcer l’ouverture de l’hélice et la réplication pourra commencer
La réplication se fait à partir de…
la bulle de réplication
L’origine de réplication est reconnue par quoi?
des protéines spécifiques
L’origine de réplication est une zone/région riche en appariements des bases…
A-T (moins stable; 2 ponts Hydrogène)
Pouvons nous avoir plusieurs origines de réplication sur un
même chromosome?
Oui, (10 000 origines en
46 chromosomes humains)
L’origine est reconnue par des
protéines d’_ qui_ l’hélice en _ les brins
- initiation
- ouvrent
- séparant
Quel est le nom de la protéine qui a comme fonction d’ouvrir
l’ADN double-brin (déziper l’ADN)
Hélicase (truc : coupe la double hélice)
La réplication de l’ADN est un processus enzymatique effectué par quelle enzyme majoritairement?
l’ADN Polymérase
Quelles sont les contraintes que possède l’ADN polymérase pour être capable de faire la réplication de l’ADN
1- ELLE NE PEUT SYNTHÉTISER QUE DANS LE SENS 5’ à 3’ (L’ADN polymérase synthétise dans le sens de formation de formation de phosphodiesters 5’ ->3’)
2-ELLE REQUIERT UNE AMORCE d’ADN ou d’ARN (elle ne peut pas initier la réplication, elle doit obligatoirement ajouter un nouveau nucléotide à un bout 3’ déjà existant)
3-ELLE REQUIERT UNE MATRICE (brin matrice à copier, région simple brin)
Un brin d’ADN sert de _ pour la synthèse du brin _ par addition de _
de façon _
- matrice
- complémentaire
- nucléotides
- complémentaire (C-G et A-T)
À quelle extrémité du brin amorce l’ADN polymérase peut-elle ajouter les nucléotides (un à la fois)
à l’extrémité 3’ du brin amorce
On synthétise de l’extrémité _ à _ sur le nouveau brin
5’ à 3’
On lit le brin matrice (à copier) dans quel sens?
de 3’ à 5’ (car les brins sont antiparallèles)
D’où vient l’énergie requise pour la polymérisation
Les nucléotides triphosphates fournissent l’énergie
Comment est-ce que les nucléotides triphosphates fournissent-ils l’énergie requise pour la polymérisation et la réplication?
Grâce à l’ADN polymérase qui couple la libération d’énergie à la réaction de polymérisation.
C’est l’énergie libérée par la coupure de 2 phosphates (sur 3 (triphosphates)) liés au nucléotide servant à la synthèse qui permet la réplication
L’ADN polymérase est elle efficace? donnez un exemple de son niveau d’efficacité
OUI! 100 nucléotides à la seconde chez l’humain.
Il y a donc, chez l’humain, une réplication totale du génome (tout le matériel génétique/tous les chromosomes dans le noyau) en 6 à 8 heures environ
Qu’est ce que la primase
Une ARN polymérase qui synthétise des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN (fait des petites
amorces en ARN)
Quelles sont les étapes du démarrage de la réplication
1) L’origine est reconnue par des protéines d’initiation qui ouvrent l’hélice séparant les brins
2) Liaison de l’hélicase
3) Liaison de la primase
4) formation du complexe primase-hélicase
Au niveau de chaque fourche de réplication la synthèse d’ADN se fait sur quel brin?
les deux brin (brin conducteur et brintardif)
voir image p.17
Au niveau de chaque fourche de réplication la synthèse d’ADN se fait sur les deux brins, cela veut il dire qu’un brin est-il synthétisé dans le sens 5’ à 3’ et l’autre dans le sens 3’ à 5’ ?
NONNNN
(mais cela va former un brin conducteur et un brin tardif (celui-ci avance de 5’ à 3’, mais dans le sens opposé au brin conducteur))
Quelle est la différence dans la synthétisation du brin tardif vs celle du brin conducteur
La synthétisation du brin tardif se fait en morceau vs celle du brin conducteur se fait en continu
A la fourche de réplication, les deux brins d’ADN nouvellement synthétisés ont une polarité…
inverse
Dans le brin conducteur, on remarque une synthèse d’ADN en _, et ce, à partir de combien amorce?
- continu
- à partir d’une seule amorce
Dans le brin retardé (tardif), on remarque une synthèse d’ADN qui DOIT être faite de façon _, et ce, à partir de combien amorce?
- discontinue sous forme de courts fragments (fragments d’Okasaki)
- à l’aide de plusieurs amorces
(les fragments d’Okasaki seront ensemble réunis bout à bout)
Lorsqu’on regarde une bulle de réplication, si la matrice du Brin conducteur de la fourche droite est en bas à droite où sont les autres matrice?
- En haut à droite: Matrice du Brin tardif de la fourche droite
- En bas à droite: Matrice du Brin conducteur de la fourche de droite
- En bas à gauche: Matrice du Brin tardif de la fourche gauche
- En haut à gauche: Matrice du Brin
conducteur de la fourche gauche
Lorsqu’on regarde une boucle, il y a une alternance entre les brin _ et _
- conducteurs
- tardifs
Chaque _ à son amorce
fragment d’Okasaki
Que permet la boucle pour les polymérases?
Cela permet qu’il y ait 2 ADN polymérases qui avancent vers la droite, mais qu’une synthétise vers la droite et l’autre vers la gauche
Étapes de l’extension et remplacement de l’amorce en ARN
par de l’ADN sur le brin tardif et dites chez E. coli qu’elle enzyme est impliquée.
- Extension de l’amorce d’ARN –> formation d’un nouveau fragment d’Okazaki (par ADN polymérase III)
- Finalisation de l’extension
de l’amorce d’ARN (par ADN polymérase III) - Remplacement de l’amorce
d’ARN (qui est effacé) par de l’ADN (par ADN polymérase I) –> il y a un Nick - Ligation du nouveau fragment
d’Okazaki à la chaîne en
Croissance (ligase) –> fermer le Nick (fait par l’ADN ligase)
Pourquoi devons nous absolument retirer le brin amorce
Car c’est de l’ARN donc cela dérange et il est impossible de lier le brin amorce avec les autres fragments de Okazaki puisque c’est de l’ARN
Qu’est ce qu’un Nicks
Un phosphodiester qui manque sur un brin (coupure simple brin). L’ADN polymérase ne peut pas le sceller, c’est la ligase qui vient remplir.
Chez les eucaryotes, à quelle fréquence de nucléotides la primase ajoute-t-elle d’amorce d’ARN? Et cette amorce ajoutée d’ARN est de combien de nucléotides?
La primase ajoute une amorce d’ARN de 10 nucléotides à tous les 200/300 nucléotides
Chez E. cole (bactéries), l’amorce ajoutée d’ARN est de combien de nucléotides et les fragments d’Okazaki sont de combien de nucléotides?
- l’amorce est de 5 nucléotides
- les fragments d’Okazaki de 1000
nucléotides
Quel est le chemin de l’ADN polymérase
Elle avance jusqu’à l’amorce suivante
Une activité _ élimine l‘amorce en ARN
ribonucléase
Qu’est ce qui s’occupe de compléter l’ADN entre les fragments d‘Okazak
Une ADN polymérase de réparation
Qu’est ce qui selle le « nick »
Une ligase
Quelles sont les principales protéines impliquées dans la réplication chez E coli
- Hélicase
- Primase
- L’ADN polymérase I
- L’ADN polymérase III
- Clamp coulissant (Protéine circulaire)
- ADN Ligase
- SSB (Single stranded binding) protéine
Qu’est ce que la primase et qu’est ce que sa fonction dans la réplication chez E. coli
La primase est une ARN polymérase qui ne requiert pas d’amorce pour polymériser des ribonucléotides.
Fonction: Synthétise des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN (c’est elle qui dépose l’amorce)
Quelle est la fonction de l’ADN polymérase III dans la réplication chez E. coli
Utilise les amorces d’ARN sur le brin retardé pour synthétiser les fragments d’Okasaki du brin tardif. (Une seule amorce d’ARN est requise pour synthétiser le brin conducteur)
Quelles sont les 2 fonctions/activités de l’ADN polymérase I dans la réplication chez E. coli
1) Activité de Nucléase (enlève l’amorce d’ARN)
2) Activité d’ADN polymérase dite de réparation
Quelle est la fonction de l’ADN Ligase dans la réplication chez E. coli
Elle est une enzyme qui lie deux bouts d’ADN en créant un lien phosphodiester et en utilisant de l’ATP (elle ferme le Nicks)
Quelle est la fonction du sliding clamp dans la réplication chez E. coli et qu’est ce que le slinding clamp?
Le clamp coulissant est une protéine circulaire qui a comme fonction de maintenir l’ADN polymérase et l’ADN en place pendant la synthèse d’ADN
Quelles sont les fonction du SSB (Single stranded binding) protéine dans la réplication chez E. coli et qu’est ce que le SSB protéine?
- Une protéine fixant l’ADN simple brin
- Son rôle est d’empêcher ce brin de s’apparier avec son brin complémentaire
- Le SSB maintient l’ADN tout droit puisque l’ADN est “nu” (simple brin)
Quelle sont les 2 fonction de l’hélicase dans la réplication chez E. coli ?
1- Elle sépare les brins
2- C’est une Protéines de liaison à l’ADN simple brin qui
maintient les brins séparés
Quel est le résultat qui pourrait être problématique de l’avancement de la
fourche de réplication, à mesure
que l’hélicase ouvre l’hélice double brin
Il en résulte un super-enroulement en aval de la fourche
Qu’est ce que la topoisomérase et qu’elle est sa fonction?
La Topoisomérase relâche le stress causé par le super-enroulement en aval de la fourche en faisant une coupure
simple-brin dans l’ADN, en aval de la fourche de réplication, et en religant le brin d’ADN coupé (va relier les brins après)
Au cours de la réplication quelle structure viendra chasser les protéines SSB
Elles seront chassées par l’ADN polymérase pour que celle ci puisse synthétiser le brin
La topoisomérase est celle qu’on retrouve chez les _ et elle est appelée _ chez les _.
- eucaryotes
- gigase
- E. coli
Quel est le mécanisme de la réplication
voir image p. 28
Expliquez le problème de la synthèse discontinue
- Après dégradation de l’amorce en ARN il reste un bout de
matrice non répliqué des bris 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). Puis, la primase a besoin d’une matrice pour synthétiser l’amorce (elle ne peut pas le faire dans le vide, donc l’espace où il y avait la dernière amorce restera toujours vide) - À chaque réplication on perdrait un bout d’ADN
Donc le problème est pour répliquer l’extrémité du brin _
tardif
Le problème majeur de la réplication des télomères est qu’il y a un risque de…
perdre information chromosomique importante si perd un bout d’ADN à chaque nouvelle réplication des chromosomes
En résumé, pourquoi à chaque réplication on perdrait un bout d’ADN
Car il n’y a pas de matrice ni pour l’ADN polymérase, ni pour la primase
Quelle est la solution du problème de la réplication des télomères
L’enzyme télomérase ajoute une séquence répétée d’ADN (petits morceaux d’ADN qui n’ont pas nécessairement de sens) 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
Mécanisme de la réplication des télomères
- La télomérase reconnaît des séquences spécifiques des extrémités des chromosomes
- Elle se lie à ces extrémités pour y rajouter des séquences répétées qui serviront de matrice à la réplication des extrémités des chromosomes eucaryotes.
Qu’est ce que le mécanisme de la réplication des télomères évite comme problème et pourquoi?
Cela évite la perte de séquences
importantes aux extrémités chromosomiques.
Car puisque l’ADN synthase effectue la synthèse depuis le nouveau primer (mis en place grâce à la matrice allongée), l’amorce importante qui était la dernière, soit le bout que le chromosome allait perdre, va pouvoir se faire remplacer en ADN. Ce qui fait en sorte qu’on ne perd pas ce bout important d’information génétique.
La _ se fixe par _ à la matrice pour permettre à _ de s’allonger d’un segment d’ADN répété _
fois (TGGGGTTG). Il y a donc au final environ _ nucléotides répétés dans le
télomère
- télomérase
- complémentarité
- l’ADN
- 1500
- 10 000
La télomérase possède dans sa structure une composante ARN complémentaire, quelle est sa fonction?
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’ (c’est ce qui permet à la matrice de s’allongée avec des segments répétés)
Pour bien comprendre la réplication des télomères, voir la page 35
page 35
Avec la solution grâce à la telomérase, y a t’il encore un problème?
Pas de problème avec la perte
de séquences d’ADN parce qu’il n’y aucune information importante au bout du télomère (juste de l’info aléatoire)
Quelle est la structure de la télomérase et quelles fonctions ses différentes parties lui permettent-elles d’accomplir?
1) PARTIE PROTÉIQUE : Activité d’ADN polymérase capable d’utiliser de l’ARN comme matrice pour ainsi allongé le brin matrice du brin tardif
(activité transcriptase inverse)
2) PARTIE ARN : Matrice d’ARN faisant partie intégrante de la télomérase (permettant l’activité de transcriptase inverse)
Quel est le mécanisme de la télomérase elle-même
- La télomérase agit comme une
polymérase utilisant son ARN
comme matrice pour permettre l’extension du brin complémentaire au brin tardif - La télomérase se re-apparie avec l’extrémité de la séquence ajoutée plusieurs fois ici. Plusieurs séquences répétées peuvent ainsi être ajoutées en tandem.
- Grâce au mécanisme de la télomérase, le brin tardif peut être complété par l’ADN
polymérase alpha, qui elle porte une activité primase
Où retrouve-to-on la télomérase active?
Uniquement dans les gamètes et les cellules souches (cellules non différenciées et cellules
embryonnaires)
Quelle est la conséquence du fait que la télomérase n’est pas active dans nos cellules somatiques
Le vieillissement est en partie dû à la perte de l’activité télomérase dans les cellules somatiques, ce qui raccourcit progressivement les télomères
Dans certains cancer, on remarque une…
réactivation de la télomérase dans certains types de cancer
En moyenne, il y a environ _ nucléotides répétés dans le
télomère et une perte de _ nucléotides à chaque réplication
- 10 000
- 200 à 300
Quel est le rôle des télomères dans le cancer (selon le type de tumeurs)
- Tumeur précoce: Perte de télomères
- Tumeur avancée/tardive/métastase: Réactivation de la télomérase (Réplication de l’ADN et ++ métastase)
