Biochem synchrone 2

Question 1

Quelle est la différence entre le brin avancé et le brin retardé dans la réplication de l’ADN, en termes d’extrémités ?

Answer 1

Le brin avancé est synthétisé de manière continue dans le sens 5’ → 3’ en suivant la fourche de réplication. - Le brin retardé est synthétisé en fragments d’Okazaki également dans le sens 5’ → 3’, mais dans le sens opposé à la progression de la fourche.

Question 2

Quels sont les rôles des trois polymérases chez les procaryotes ?

Answer 2

• ADN polymérase I : Remplace les amorces d’ARN par de l’ADN. - ADN polymérase II : Impliquée dans la réparation de l’ADN. - ADN polymérase III : Assure l’élongation de la chaîne principale lors de la réplication.

Question 3

Quels sont les rôles des ADN polymérases chez les mammifères ?

Answer 3

• Polymérase α : Synthèse de l’ADN à partir des amorces. - Polymérase δ : Poursuit l’élongation du brin. - Polymérase β : Réparation de l’ADN dans le noyau. - Polymérase γ : Réplication de l’ADN mitochondrial.

Question 4

Quelles sont les deux fonctions principales de l’ADN en tant que porteur de l’information génétique ?

Answer 4

• Stabilité de l’information : Assure l’intégrité du génome à travers les générations. - Transmission de l’information : Permet la réplication et l’expression du génome.

Question 5

Quels sont les rôles de l’hélicase dans la réplication de l’ADN, en particulier aux origines de réplication ?

Answer 5

• L’hélicase déroule la double hélice d’ADN en brisant les liaisons hydrogène entre les bases. - Elle agit spécifiquement aux origines de réplication, riches en séquences A-T.

Question 6

Quelles sont les étapes clés de la réplication de l’ADN ?

Answer 6

• Initiation : Reconnaissance des origines de réplication par des complexes protéiques. - Déroulement : Séparation des brins par l’hélicase. - Amorçage : Synthèse d’amorces d’ARN par la primase. - Élongation : Synthèse des nouveaux brins par les ADN polymérases. - Terminaison : Rencontre des réplicateurs ou arrivée aux sites de terminaison.

Question 7

Qu’est-ce qu’un réplicateur, et de quoi est-il constitué ?

Answer 7

• Le réplicateur est un complexe protéique responsable des réactions de polymérisation lors de la réplication. - Il contient plusieurs enzymes, notamment l’ADN polymérase, l’hélicase et la primase.

Question 8

Comment se déroule l’allongement du brin d’ADN à la fourche de réplication ?

Answer 8

• Brin avancé : Synthèse continue dans le sens 5’ → 3’. - Brin retardé : Synthèse discontinue en fragments d’Okazaki, avec des amorces d’ARN synthétisées par la primase.

Question 9

Qu’est-ce que l’élongation de la chaîne par transfert de groupement nucléotidyle ?

Answer 9

• L’ADN polymérase catalyse l’ajout de nucléotides en transférant un groupement nucléotidyle au groupe hydroxyle 3’ du brin croissant. - Cela forme une nouvelle liaison phosphodiester, permettant la croissance du brin.

Question 10

Quels sont les avantages de l’utilisation d’amorces d’ARN lors de la réplication de l’ADN ?

Answer 10

• Les amorces d’ARN sont facilement distinguées de l’ADN, permettant leur remplacement efficace. - Cela assure la fidélité de la réplication en conservant exclusivement de l’ADN.

Question 11

Qu’est-ce que la réplication bidirectionnelle de l’ADN ?

Answer 11

• La réplication progresse dans les deux directions à partir de chaque origine de réplication. - Cela forme des bulles de réplication et accélère le processus de duplication du génome.

Question 12

Comment se forment les bulles de réplication ?

Answer 12

• Elles se forment lorsque la double hélice d’ADN est séparée au niveau des origines de réplication. - Les fourches de réplication progressent dans les deux directions pour permettre la duplication des brins.

Question 13

Comment l’hydrolyse des dNTPs contribue-t-elle à la polymérisation de l’ADN ?

Answer 13

• L’hydrolyse des dNTPs libère l’énergie nécessaire à la formation des liaisons phosphodiesters entre les nucléotides. - Cela permet l’élongation du brin d’ADN en croissance.

Question 14

Comment se termine la réplication de l’ADN chez les procaryotes et les eucaryotes ?

Answer 14

• Procaryotes : La réplication s’arrête aux sites de terminaison où les fourches se rencontrent. - Eucaryotes : La terminaison survient lorsque deux réplicateurs provenant d’origines adjacentes se rencontrent.

Question 15

Quelles sont les interactions entre la structure de la chromatine et la réplication de l’ADN eucaryote ?

Answer 15

• L’ADN est empaqueté en nucléosomes, ce qui ralentit le glissement de la fourche de réplication. - Les histones nouvellement synthétisées se réassocient rapidement à l’ADN après la duplication.

Question 16

Quels dommages les dimères de thymine causent-ils à l’ADN, et comment sont-ils réparés ?

Answer 16

• Les dimères de thymine distordent la double hélice, rendant la réplication impossible. - Ils sont réparés par photoréactivation, grâce à une enzyme photolyase activée par la lumière visible.

Question 17

Qu’est-ce que la réparation par excision de base (BER) ?

Answer 17

• C’est un mécanisme qui corrige les bases altérées en excisant la base défectueuse. - Les ADN glycosylases catalysent l’élimination des bases altérées par hydrolyse de la liaison N-glycosidique.

Question 18

Comment la désamination hydrolytique de la cytosine est-elle corrigée dans l’ADN ?

Answer 18

• La désamination de cytosine en uracile est corrigée par l’uracile-ADN glycosylase. - Cela empêche la présence d’uracile dans l’ADN, maintenant son intégrité.

Question 19

Comment fonctionne la réparation par excision de nucléotides (NER) ?

Answer 19

• Un segment d’ADN endommagé, incluant les bases voisines, est excisé. - Une ADN polymérase comble la lacune et l’ADN ligase relie les fragments pour restaurer l’intégrité du brin.

Question 20

Qu’est-ce que la jonction des extrémités non homologues (NHEJ) ?

Answer 20

• C’est un mécanisme de réparation des cassures double-brins qui lie directement les extrémités sans utiliser de matrice. - Ce processus est souvent propice aux erreurs.

Question 21

Quelles enzymes sont impliquées dans le remplacement des amorces d’ARN par de l’ADN ?

Answer 21

• Chez E. coli : ADN polymérase I remplace les amorces d’ARN. - Chez les eucaryotes : ADN polymérase δ effectue cette tâche.

Question 22

Qu’est-ce que le dogme central de la biologie moléculaire ?

Answer 22

• Le dogme central décrit le flux de l’information génétique : - ADN → ARN → Protéines.

Question 23

Quels sont les fragments d’Okazaki, et comment sont-ils reliés ?

Answer 23

• Ce sont de courts segments d’ADN synthétisés sur le brin retardé. - Ils sont reliés par l’ADN ligase après la dégradation des amorces d’ARN par la RNAse H.

Question 24

Comment les protéines ORC et dnaA participent-elles à l’initiation de la réplication ?

Answer 24

• ORC (eucaryotes) : Complexe protéique qui lie les origines de réplication et recrute l’hélicase. - dnaA (procaryotes) : Protéine qui reconnaît les origines et initie la séparation de l’hélice.

Question 25

Qu’est-ce que l’amorçage de la réplication de l’ADN ?

Answer 25

• L’amorçage consiste en la synthèse de courtes amorces d’ARN par la primase. - Ces amorces fournissent un groupe hydroxyle 3’ nécessaire à l’action des ADN polymérases.

Question 26

Comment l’activité exonucléase des ADN polymérases contribue-t-elle à la fidélité de la réplication ?

Answer 26

• Les ADN polymérases possèdent une activité exonucléase 3’ → 5’ qui leur permet de corriger les erreurs. - Elles retirent les nucléotides incorrects et reprennent la synthèse.

Question 27

Qu’est-ce que la fourche de réplication, et comment fonctionne-t-elle ?

Answer 27

• La fourche de réplication est la structure en Y formée lors de la séparation des deux brins d’ADN. - Elle contient des enzymes essentielles, notamment l’hélicase, la primase et l’ADN polymérase.

Question 28

Qu’est-ce que la RNAse H, et quel est son rôle dans la réplication ?

Answer 28

• La RNAse H dégrade les amorces d’ARN utilisées pour amorcer la synthèse d’ADN. - Cela permet leur remplacement par de l’ADN par une ADN polymérase.

Question 29

Qu’est-ce que les fragments d’Okazaki, et pourquoi sont-ils nécessaires ?

Answer 29

• Les fragments d’Okazaki sont de courts segments d’ADN synthétisés de manière discontinue sur le brin retardé. - Ils permettent la synthèse dans le sens 5’ → 3’, même si le brin matrice est orienté dans la direction opposée.

Question 30

Quels mécanismes empêchent l’accumulation d’uracile dans l’ADN ?

Answer 30

• L’uracile-ADN glycosylase élimine l’uracile créé par désamination hydrolytique de la cytosine. - Cela empêche les mutations dans l’ADN.

Question 31

Comment les dimères de thymine sont-ils réparés par photoréactivation ?

Answer 31

• Une enzyme photolyase se fixe sur les dimères de thymine. - Une activation par la lumière visible inverse les dimères, rétablissant la structure normale de l’ADN.

Question 32

Comment fonctionne l’activité de l’ADN ligase ?

Answer 32

• L’ADN ligase relie les fragments d’ADN adjacents en formant des liaisons phosphodiesters. - Elle intervient particulièrement pour unir les fragments d’Okazaki sur le brin retardé.

Question 33

Comment la topoisomérase réduit-elle le surenroulement de l’ADN ?

Answer 33

• La topoisomérase coupe un ou les deux brins d’ADN pour relâcher la tension. - Elle réaligne ensuite les brins en les réassemblant.

Question 34

Quelle est la différence entre les origines de réplication chez les procaryotes et les eucaryotes ?

Answer 34

• Procaryotes : Une seule origine par chromosome, avec une séquence définie. - Eucaryotes : Plusieurs origines par chromosome, souvent influencées par la structure de la chromatine.

Question 35

Quels sont les avantages de la réplication bidirectionnelle de l’ADN ?

Answer 35

• La réplication bidirectionnelle double la vitesse de duplication de l’ADN. - Elle permet de compléter la réplication des longs génomes en un temps raisonnable.