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MMD1042 - 2 > ADN : Réplication > Flashcards

ADN : Réplication Flashcards

1
Q

On dit de la réplication de l’ADN qu’elle est…

A

…semi-conservative

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Q

Pourquoi dit-on que la réplication de l’ADN est semi-conservative?

A

Car on conserve 1 brin parental et on fait 1 nouveau brin: chaque brin de la double-hélice sert de modèle pour la synthèse d’un autre brin

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3
Q

Chaque nouvelle double hélice est composée d’un brin _ qui sert de _ et d’un _ brin qui _

A
  • matrice/parental
  • modèle
  • nouveau
  • copie le brin d’ADN parentale
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4
Q

Dans quelle phase du cycle cellulaire a lieu la réplication de l’ADN?

A

Lors de l’interphase, dans la phase S

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5
Q

Quels sont les 3 éléments du chromosome importants dans la réplication?

A
  • Télomères
  • origines de réplication
  • Centromère
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6
Q

Quelle est la fonction des télomères dans la réplication?

A

Préserver l’intégrité des extrémités des chromosomes

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7
Q

Où s’attache le centromère d’un chromosome?

A

Au fuseau mitotique

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8
Q

Qu’est ce qu’une origine de réplication?

A

De multiples régions particulières dans les chromosomes à partir d’où la réplication va commencer/se faire avec la création de bulles de réplication

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9
Q

La réplication de l’ADN est-elle unidirectionnelle ou bidirectionnelle?

A

La synthèse d’ADN est bidirectionnelle

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10
Q

Pourquoi dit-on que la synthèse d’ADN est bidirectionnelle?

A

Les deux fourches de réplication s’éloignent dans des directions opposées à partir de multiples origines de réplication dans les chromosomes, formant ainsi des bulles de réplication.
** Ces multiples fourches finissent par se rejoindre les unes les autres

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11
Q

À chaque origine de réplication, on peut observer…

A

… 1 bulle de réplication

… 2 fourches de réplications

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12
Q

Quelle est la forme des fourches de réplication?

A

En forme de Y

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13
Q

Comment les origines de réplication sont-elles reconnues par la machinerie de réplication?

A

En raison des séquences où il y a beaucoup de A-T, car ils possèdent des liens plus faibles (2 liens H vs 3), ce qui fait en sorte que ces régions sont plus faciles à dénaturer pour ouvrir cette partie de l’hélice

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14
Q

Aux origines de réplication, l’ADN est ouverte par des _

A

… protéines d’initiation

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15
Q

Qu’est-ce qui constitue la matrice dans la réplication de l’ADN?

A

L’ADN simple brin (chaque brin de la double hélice à répliquer)

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16
Q

Comment se faire l’OUVERTURE de l’hélice?

A

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

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17
Q

La réplication de l’ADN se fait à partir de…

A

… la bulle de réplication

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18
Q

Pouvons nous avoir plusieurs origines de réplication sur un même chromosome?

A

Oui, (10 000 origines en 46 chromosomes humains)

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19
Q

Quelles sont les 2 étapes d’initiation de la réplication de l’ADN (avant même d’ajouter des nucléotides)

A
  1. L’origine de réplication est reconnue par des protéines spécifiques d’initiation grâce aux liaisons faibles qui ouvrent l’hélice en séparant les brins
  2. L’enzyme HÉLICASE se lie à l’origine de réplication
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20
Q

Quelle est la fonction de l’enzyme hélicase?

A

Ouvrir/déziper le double-brin d’ADN tout au long de la réplication

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21
Q

La réplication de l’ADN est un processus enzymatique effectué par quelle enzyme majoritairement?

A

L’ADN Polymérase

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22
Q

Quelles sont les 3 contraintes que possède l’ADN polymérase pour être capable de faire la réplication de l’ADN?

A

1- ELLE NE PEUT SYNTHÉTISER QUE DANS LE SENS 5’ à 3’ (L’ADN polymérase synthétise dans le sens de formation des liens 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 puisqu’il doit y avoir un OH pour former la liaison phsophodiester avec le prochain nucléotide)

3-ELLE REQUIERT UNE MATRICE (brin matrice à copier, région simple brin)

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23
Q

Un brin d’ADN sert de _ pour la synthèse du brin _ par addition de _ de façon _

A
  • matrice
  • complémentaire
  • nucléotides
  • complémentaire (C-G et A-T)
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24
Q

À quelle extrémité du brin amorce l’ADN polymérase peut-elle ajouter les nucléotides (un à la fois)?

A

à l’extrémité 3’ du brin amorce

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25
Q

La copie (la synthèse du nouveau brin par la formation de liens phosphodiester) se fait dans le sens (1) alors que la lecture du brin matrice, dans le sens (2), faisant en sorte que les brins d’une double hélice d’ADN sont (3)

A
  1. 5’ à 3’
  2. 3’ à 5’
  3. Antiparallèles
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26
Q

D’où vient l’énergie requise pour la polymérisation?

A

Les nucléotides triphosphates

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27
Q

Comment les nucléotides triphosphates fournissent-ils l’énergie requise pour la polymérisation et la réplication?

A

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 (pyrophosphate) sur 3 liés au nucléotide triphosphates servant à la synthèse qui permet la réplication

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28
Q

Quelle est la vitesse de l’ADN polymérase?

A

100 nucléotides à la seconde chez l’humain (très efficace)

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

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29
Q

Qu’est ce que la primase?

A

Une ARN polymérase qui synthétise des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN (fait des petites
amorces en ARN) N’IMPORTE OÙ (sans besoin d’une amorce elle-même)

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30
Q

Quelles sont les étapes du démarrage de la réplication (avec la primase)?

A
  1. L’origine de réplication est reconnue par des protéines spécifiques d’initiation grâce aux liaisons faibles qui ouvrent l’hélice en séparant les brins
  2. L’enzyme HÉLICASE se lie à l’origine de réplication
    3) La PRIMASE se lie à l’origine de réplication
    4) Formation du complexe primase-hélicase
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31
Q

À chaque fourche de réplication, sur combien de brins à la fois l’ADN est-elle synthétisée?

A

Sur les 2 brins à fois (brin conducteur et brin tardif), donc les deux possèdent leur complexe primase-hélicase ainsi que leur ADN polymérise

32
Q

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’?

A

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))

33
Q

Quelle est la différence dans la synthétisation du brin tardif vs celle du brin conducteur?

A

La synthétisation du brin tardif se fait en morceau vs celle du brin conducteur se fait en continu

34
Q

A la fourche de réplication, les deux brins d’ADN nouvellement synthétisés ont une polarité…

A

… inverse

35
Q

Dans le brin conducteur, on remarque une synthèse d’ADN en _, et ce, à partir de combien d’amorces?

A
  • continue

- à partir d’une seule amorce

36
Q

Dans le brin retardé (tardif), on remarque une synthèse d’ADN qui DOIT être faite de façon _, et ce, à partir de combien d’amorces?

A
  • discontinue sous forme de courts fragments (fragments d’Okasaki)
  • à l’aide de plusieurs amorces

(les fragments d’Okasaki seront ultimement réunis bout à bout)

37
Q

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?

A
  • 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
38
Q

Lorsqu’on regarde une boucle, il y a une alternance entre les brin _ et _

A
  • conducteurs

- tardifs

39
Q

Chaque _ possède son amorce

A

fragment d’Okasaki

40
Q

Quelles sont les 7 étapes d’extension et de remplacement de l’amorce en ARN par de l’ADN sur le brin tardif chez E. coli ainsi que les enzymes impliquées?

A
  1. Synthèse d’une nouvelle amorce d’ARN du côté de l’extrémité 5’ de l’ancien fragment d’okazaki par la PRIMASE
  2. Extension de l’amorce d’ARN –> formation d’un nouveau fragment d’Okazaki par ADN POLYMÉRASE III dans le sens 5’ -> 3’
  3. Finalisation de l’extension de l’amorce d’ARN par ADN POLYMÉRASE III
  4. Digestion de l’amorce d’ARN par ADN POLYMÉRASE I
  5. Apparition d’un Nick
  6. Remplacement de l’amorce d’ARN digérée par ADN POLYMÉRASE I
  7. Ligation du nouveau fragment d’Okazaki à la chaîne en
    Croissance pour fermer le Nick par l’ADN LIGASE
41
Q

Pourquoi devons nous absolument retirer le brin amorce lors de la synthèse d’ADN?

A

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

42
Q

Qu’est ce qu’un Nick?

A

Un phosphodiester qui manque sur un brin (coupure simple brin à la jonction entre 2 fragments) car l’ADN polymérase ne peut pas le sceller; c’est la ligase qui vient remplir

43
Q

Chez les eucaryotes, à quelle fréquence de nucléotides la primase ajoute-t-elle une amorce d’ARN sur le brin tardif? Et cette amorce ajoutée d’ARN est de combien de nucléotides?

A

La primase ajoute une amorce d’ARN de 10 nucléotides à tous les 200/300 nucléotides

44
Q

Chez E. coli (bactéries), l’amorce d’ARN est de combien de nucléotides et les fragments d’Okazaki sont de combien de nucléotides?

A
  • l’amorce est de 5 nucléotides

- les fragments d’Okazaki sont de 1000 nucléotides

45
Q

Quel est le chemin de l’ADN polymérase lorsqu’elle termine de synthétiser un fragment d’Okazaki?

A

Elle avance jusqu’à l’amorce suivante (en passant par-dessus le brin qu’elle vient de synthétiser car la nouvelle amorce se trouve proximalement à la confluence des 2 brins d’ADN)

46
Q

Quelles sont les 7 étapes simplifiées d’extension et de remplacement de l’amorce en ARN par de l’ADN sur le brin tardif chez les eucaryotes ainsi que les enzymes impliquées?

A
  1. Synthèse d’une nouvelle amorce d’ARN du côté de l’extrémité 5’ de l’ancien fragment d’okazaki par la PRIMASE
  2. Extension de l’amorce d’ARN –> formation d’un nouveau fragment d’Okazaki par ADN POLYMÉRASE dans le sens 5’ -> 3’
  3. Finalisation de l’extension de l’amorce d’ARN par ADN POLYMÉRASE
  4. Digestion de l’amorce d’ARN par une activité ribonucléase
  5. Apparition d’un Nick
  6. Remplacement de l’amorce d’ARN digérée par ADN POLYMÉRASE DE RÉPARATION
  7. Ligation du nouveau fragment d’Okazaki à la chaîne en
    Croissance pour fermer le Nick par l’ADN LIGASE
47
Q

Quelles sont les principales protéines impliquées dans la réplication chez E coli?

A
  1. Hélicase
  2. Primase
  3. L’ADN polymérase I
  4. L’ADN polymérase III
  5. Clamp coulissant (Protéine circulaire)
  6. ADN Ligase
  7. SSB (Single stranded binding) protéine
48
Q

Qu’est ce que la primase et qu’est ce que sa fonction dans la réplication chez E. coli?

A

La primase est une ARN polymérase qui ne requiert pas d’amorce pour polymériser des ribonucléotides.

Fonction: Catalyse l’ajout de nucléotides pour synthétiser des amorces d’ARN à partir d’une matrice d’ADN (c’est elle qui dépose l’amorce)

49
Q

Quelle est la fonction de l’ADN polymérase III dans la réplication chez E. coli?

A
  • 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
50
Q

Quelles sont les 2 fonctions/activités de l’ADN polymérase I dans la réplication chez E. coli?

A

1) Activité de Nucléase (enlève l’amorce d’ARN)

2) Activité d’ADN polymérase dite de réparation

51
Q

Quelle est la fonction de l’ADN Ligase dans la réplication chez E. coli?

A

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)

52
Q

Quelle est la fonction du sliding clamp dans la réplication chez E. coli et qu’est ce que le slinding clamp?

A

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

53
Q

Quelles sont les fonctions du SSB (Single stranded binding) protéine dans la réplication chez E. coli et qu’est ce que le SSB protéine?

A
  • Une protéine fixant l’ADN simple brin
  • Son rôle est d’empêcher ce brin de s’apparier/se tortiller avec son brin complémentaire
  • Le SSB maintient l’ADN tout droit puisque l’ADN est “nu” (simple brin) jusqu’à ce qu’il soit chassé par l’ADN polymérase
54
Q

Quelle est la fonction de l’hélicase dans la réplication chez E. coli?

A

Elle sépare les brins de la double hélice

55
Q

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?

A

Il pourrait en résulter un super-enroulement en aval de la fourche, empêchant ainsi cette dernière d’avancer

56
Q

Qu’est ce que la topoisomérase et quelle est sa fonction?

A

La Topoisomérase relâche le stress causé par le super-enroulement en aval de la fourche en faisant des coupures d’un simple-brin dans l’ADN, en aval de la fourche de réplication, et en re-ligant le brin d’ADN coupé, le tout à maintes répétitions

57
Q

Au cours de la réplication, quelle structure viendra chasser les protéines SSB?

A

Elles seront chassées par l’ADN polymérase pour que celle-ci puisse synthétiser le brin?

58
Q

La topoisomérase est celle qu’on retrouve chez les _ et elle est appelée _ chez _.

A
  • eucaryotes
  • gigase
  • E. coli
59
Q

Que forme le filament tardif lors de la réplication et pourquoi?

A

Le filament tardif d’ADN forme une boucle

La boucle permet qu’il y ait 2 polymérases qui avancent dans le même sens, mais 1 synthétise vers la droite et l’autre, vers la gauche (sinon, les 2 polymérases iraient dans des sens opposés, ce qui n’est pas possible car la fourche avance vers la droite)

60
Q

Qu’est-ce que le problème de la synthèse discontinue?

A

Après la dégradation de l’amorce d’ARN il reste un bout de matrice non répliqué des bris tardifs aux EXTRÉMITÉS du chromosome: les télomères

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). –> ALORS QU’IL N’Y A PAS D’AMORCE

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) –> ALORS QU’IL N’Y A PAS D’ADN À L’EXTRÉMITÉ DU BOUT À RÉPLIQUER

À chaque réplication, on perdrait un bout d’ADN

61
Q

Bref, quel brin est concerné par le problème de la synthèse discontinue?

A

Le brin tardif (son extrémité 5’)

62
Q

En résumé, pourquoi à chaque réplication on perdrait un bout d’ADN s’il n’y avait pas de solution au problème de la synthèse discontinue?

A

Car il n’y a pas de matrice ni pour l’ADN polymérase, ni pour la primase

63
Q

Quelle est la solution du problème de la réplication des télomères?

A

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

64
Q

Mécanisme de la réplication des télomères (5 étapes)

A
  1. La télomérase reconnaît des séquences spécifiques des télomères (extrémités des chromosomes)
  2. Elle se lie à ces extrémités pour y rajouter des séquences répétées qui serviront de matrice à la réplication des extrémités des chromosomes eucaryotes
  3. Une nouvelle amorce se lie sur la séquence allongée, formant ainsi un ultime frangment d’Okasaki
  4. L’amorce préalablement problématique (anciennement la dernière amorce) est remplacée par de l’ADN
  5. Le brin tardif est complété en utilisant la matrice aléatoire par l’ADN POLYMÉRASE ALPHA, qui porte une activité primase
65
Q

Qu’est ce que le mécanisme de la réplication des télomères évite comme problème et pourquoi?

A

Cela évite la perte de séquences
importantes aux extrémités chromosomiques.

Car puisque l’ADN polymérase 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.

66
Q

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

A
  • télomérase
  • complémentarité
  • l’ADN
  • 1500
  • 10 000
67
Q

La télomérase possède dans sa structure une composante ARN complémentaire, quelle est sa fonction?

A

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 matrice dans le sens 5’- 3’ (c’est ce qui permet à la matrice de l’ADN de s’allonger avec des segments répétés)

68
Q

Quelle est la structure de la télomérase et quelles fonctions ses différentes parties lui permettent-elles d’accomplir?

A

1) PARTIE PROTÉIQUE : Activité d’ADN polymérase capable d’utiliser de l’ARN comme matrice pour ainsi allonger 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)

69
Q

Quel est le mécanisme de la télomérase elle-même? (2 étapes)

A
  1. La télomérase agit comme une
    polymérase utilisant son ARN
    comme matrice pour permettre l’extension du brin complémentaire au brin tardif
  2. La télomérase se ré-apparie avec l’extrémité de la séquence qu’elle vient d’ajouter: plusieurs séquences répétées peuvent ainsi être ajoutées en tandem.
70
Q

Où retrouve-t-on la télomérase active?

A

Uniquement dans les gamètes et les cellules souches (cellules non différenciées et cellules embryonnaires)

71
Q

Quelle est la conséquence du fait que la télomérase n’est pas active dans nos cellules somatiques?

A

Le vieillissement est en partie dû à la perte de l’activité télomérase dans les cellules somatiques, ce qui raccourcit progressivement les télomères

72
Q

Dans certains cancer, on remarque une…

A

réactivation de la télomérase dans certains types de cancer

73
Q

Dans les cancers où il y a réactivation de la télomérase, en moyenne, il y a environ _ nucléotides répétés dans le télomère et une perte de _ nucléotides à chaque réplication (ce qui allonge la longueur des télomères)

A
  • 10 000

- 200 à 300

74
Q

Quel est la situation des télomères dans le cancer (selon le type de tumeur)?

A
  • Tumeur précoce: Perte de télomères

- Tumeur avancée/tardive/métastase: Réactivation de la télomérase (Réplication de l’ADN et ++ métastase)

75
Q

Qu’est-ce qu’une amorce?

A

Un morceau d’ADN/ARN déjà synthétisé

76
Q

La fourche de réplication avance (1), alors que les polymérises avancent (2)

A
  1. Dans une seule direction

2. Dans 2 directions opposées

MMD1042 - 2 (12 decks)

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