bloc 3 Flashcards
Différences entre la réplication chez les procaryotes et eucaryotes
- Période de réplication durant le cycle cellulaire
- Nature des protéines de réplication
- Nombre de réplicons
- Régulation de l’initiation de la réplication
- Le problème de la réplication des extrémités des chromosomes linéaires
les phases S et M sont des points de contrôle importants du cycle cellulaire
• C’est à l’un de ces points que le cycle cellulaire s’arrête si ____ ou _____
les gènes critiques intervenant dans le contrôle du cycle cellulaire sont mutés ou
si l’ADN est très endommagé
Les ADN polymérases δ et ε possèdent ______ qui a pour rôle de _____
une protéine accessoire (PCNA)
retenir l’enzyme sur la matrice
Puisque le complexe Pol α/ primase est peu processif, il ne peut allonger l’amorce qu’il synthétise que d’environ 30 nt d’ADN
Ce complexe doit donc être remplacé par
l’ADN polymérase δ ou ε
Les ADN polymérases eucaryotiques ne possèdent pas d’activité exonucléase ___
• Par conséquent, elles ne peuvent ______
• Deux enzymes, _____ enleve les amorces
5 prim 3 prim
enlever les amorces d’ARN
RNAse H et FEN-1 (flap endonucléase), enlèvent ces amorces
L’initiation de la réplication chez les eucaryotes comporte deux étapes qui ont lieu à des temps différents dans le cycle cellulaire
- La sélection des origines durant la phase G1 (avant la phase S)
Cette étape mène à la formation d’un complexe préréplicatif (pré-RC) à chaque origine - L’activation des origines durant la phase S
Le complexe pré-RC déjà associé à l’origine est amené à initier la réplication
Formation du complexe pré-RC durant la phase G1
- D’abord le complexe ORC (origin recognition complex), formé de six protéines, s’associe avec l’origine. En fait, ORC (l’équivalent de DnaA de E. coli) demeure associé à l’origine durant tout le cycle cellulaire
- Une fois lié, ORC recrute deux chargeurs d’hélicase, Cdc6 et Cdt1
- Ensuite, le complexe Mcm2-7, qui est probablement l’hélicase fonctionnant à la fourche de réplication, est recruté
- Au terme de cette étape, il n’y a ni séparation des brins, ni recrutement d’ADN polymérases
L’activation des pré-RC durant la phase S conduit à l’assemblage des fourches de réplication :
Les pré-RC sont activés par deux protéines kinases, Cdk et Ddk (inactives en G1)
• Ces kinases phosphorylent les pré-RC et d’autres protéines de réplication, ce qui conduit à l’assemblage de protéines de réplication additionnelles (incluant les trois ADN polymérases et autres protéines nécessaires à leur recrutement et à l’initiation de la réplication). Pol δ et ε s’associent avant Pol α/primase
• Seulement une partie des protéines assemblées deviendront des composantes du réplisome Cdc6 et Cdt1 sont libérées ou dégradées
( VOIR PETITE ANIMATION )
Les Cdks jouent deux rôles apparemment contradictoires :
- Une forte activité Cdk est requise pour activer les pré-RC existants
- Une forte activité Cdk inhibe la formation de nouveaux
pré-RC
Après le passage de la fourche de réplication, des facteurs protéiques appelés ____ escortent les tétramères H3-H4 libres (______) et les dimères H2A- H2B (___) vers les sites d’ADN nouvellement synthétisé
• Ces facteurs transfèrent les histones à l’ADN
• Pour que les facteurs CAF-1 puissent diriger l’assemblage des nucléosomes, l’ADN-cible doit être ____. Ces facteurs s’associent avec ____.
chaperones des histones (CAF-1 et RCAF) NAP-1 en cours de réplication le PCNA
C. La transcriptase réverse
• Cette enzyme possède une activité ADN polymérase dépendante de ___
• Cette dernière activité permet la synthèse d’ADN dans le sens ___ en utilisant une matrice d’ARN avec amorce
• On trouve les transcriptases réverses dans les rétrovirus, des virus eucaryotiques dont le génome est sous forme ____
• Grâce à la transcriptase réverse, le génome des rétrovirus peut être converti en___
l’ARN
5’→3’
d’ARN simple-brin
ADN double-brin
La transcriptase réverse utilise ses trois activités enzymatiques pour convertir le génome d’un rétrovirus en ADN double-brin
- rna-directed DNA POL
- RNase H
- DNA directed DNA POL
La transcriptase réverse ne possède pas de fonction exonucléase de correction (___)
• Elle fait donc des erreurs
• Ceci explique ____
3’→5’
la capacité d’évolution très grande des rétrovirus, de même que la difficulté de mettre au point une thérapie anti-VIH efficace sur des temps assez longs
La réplication des extrémités des chromosomes linéaires soulève une difficulté
• ____
• Pourquoi ?
L’extrémité 5’ du brin retardé ne peut pas être complètement répliquée
La dernière amorce d’ARN à l’extrémité 5’ de ce brin ne peut pas être remplacée par de l’ADN
Les séquences des télomères contiennent de nombreuses répétitions en tandem d’une courte séquence
• Bien que ces séquences répétées varient selon l’espèce, l’unité de répétition suit le patron
5’-T1-4A0-1G1-8-3’ pour la plupart des espèces
Nombre de copies de la répétition dans l’ADN télomérique
• Le nombre de copies est variable selon l’espèce
• Chez une même espèce, le nombre de copies varie d’un chromosome à l’autre. De plus, le même chromosome provenant de différents tissus peut montrer un nombre variable de copies
• Dans les cellules somatiques de l’Homme, on trouve 500 à 3000 répétitions TTAGGG. On verra plus loin que leur nombre diminue avec l’âge
A SAVOIR COMME
À leur extrémité 3’, les télomères portent une extension simple-brin qui est
riche en G
Chez l’Humain, les télomères sont protégés par un complexe de six protéines appelé ___
Pourquoi est-il important que les extrémités des chromosomes soient ainsi coiffées ?
Shelterine ( tin2 , trf1, TPP1, POT1, TRF2/RAP1 )
Si elles ne le sont pas, les extrémités sont identifiées comme de l’ADN endommagé et soumises à la réparation d’ADN
Les bases G dans les séquences simple-brin de télomères s’associent pour former des ___
• C’est le 1er G qui est inclus dans le quartette
• Puisqu’il y a plus d’un G dans une répétition, plus d’un quartette pourrait être formé si d’autres G s’associent
quartettes de G
L’ADN simple-brin envahit la région bicaténaire, en formant une _____ET ____ .
double hélice avec le brin complémentaire et en déplaçant l’autre brin
Les protéines ____ des complexes Shelterine induisent le repliement des télomères
TRF1 et TRF2
Le problème du raccourcissement des extrémités de chromosomes est solutionné par
la synthèse des télomères par la télomérase
La majorité de l’ADN télomérique est synthétisé de manière normale durant la réplication de l’ADN
• Cependant, les télomères peuvent être allongés par un mécanisme de synthèse indépendant qui est catalysé par la télomérase
• La télomérase de Tetrahymena ajoute des répétitions en tandem de TTGGGG à l’extrémité 3’-OH de n’importe quel oligonucléotide télomérique riche en G, en l’absence de toute matrice
savoir.
La télomérase est une _____
• Elle fonctionne comme une ____
• La composante protéique de la télomérase fournit ____, tandis que la composante d’ARN sert de _____ .
• Chez Tetrahymena, la composante d’ARN contient 159 nt, incluant 15-22 bases qui sont complémentaires au brin riche en G dont elle dirige la synthèse. Seulement du dGTP et du TTP sont requis pour cette synthèse
ribonucléoprotéine
transcriptase réverse
l’activité catalytique de la transcriptase réverse
matrice pour chaque étape d’élongation
La télomérase synthétise les répétitions individuelles qui sont ajoutées aux extrémités des chromosomes, mais ne contrôle pas leur nombre
_____ jouent ce rôle
• Les protéines liant les télomères
Modèle de la régulation de la longueur des télomères.
_____ agissent comme inhibiteurs faibles de la télomérase
Le nombre de protéines liant les télomères dépend de ___. Lorsque le nombre de copies est élevé, l’extrémité 3’ des télomères ___.
Les protéines liant la partie bicaténaire des télomères ou les protéines les liant
la longueur des télomères.
n’est pas accessible à la télomérase
Chez les mammifères, l’ADN mitochondrial (15 kb) est répliqué en formant des ___
• Les origines pour répliquer les brins complémentaires ne sont pas situées au même locus et ne sont pas activées simultanément. L’origine sur le brin __ est d’abord activée
• ___ nouvellement synthétisé déplace le brin L parental, ce qui forme__
Après avoir parcouru une distance équivalente au___ , la polymérase atteint l’origine sur le brin L; la synthèse du brin H est alors amorcée
• Lorsque la synthèse du brin L est complétée, celle du brin H n’est complétée qu’au tiers
Boucle D H ( DEDANS ) Le brin L une boucle par déplacement ou boucle D 2/3 du génome
Les mutations peuvent être causées par :
-des facteurs environnementaux tels que les radiations
(UV et ionisantes) et agents mutagènes
– le métabolisme oxydatif qui génère des espèces d’oxygène réactives (radicaux hydroxyle, superoxyde, peroxyde)
– des réactions spontanées via l’action de l’eau (dépurination et désamination)
- mutation spontanées : réaction de méthylation non enzymatique des bases par la S-adénosylméthionine présente dans les cellules .
• Les mutations apparaissent également suite à des erreurs de réplication
Les radiations ionisantes (rayons X et γ) peuvent causer des____ .
• Les radiations ionisantes provoquent ces cassures en s’attaquant directement au ___ ou en ______ .
• Si les extrémités associées aux cassures double-brin ne sont pas reliées correctement, il en résultera des ___.
• Parce que les cellules ont besoin de chromosomes intacts pour répliquer leur ADN, on utilise les radiations ionisantes pour tuer rapidement les cellules cancéreuses. Certains agents chimiothérapeutiques, tel que la bléomycine, causent des cassures double-brin dans l’ADN
- cassures double-brin dans l’ADN
-désoxyribose
-générant des espèces d’oxygène réactives, qui réagissent à leur tour avec le désoxyribose
réarrangements chromosomiques et des translocations
La guanine peut être oxydée suite à l’attaque par des ___.
• Cette réaction d’oxydation génère ___, une base mutagène qui peut s’apparier aussi bien à ___.
• Si l’oxoG s’apparie à l’adénine durant la réplication, une transversion G•C -> T•A apparaîtra. Il s’agit d’une des mutations les plus communes chez les cancers humains
espèces d’oxygène réactives
l’oxoG
l’adénine qu’à la cytosine
L’ADN peut être endommagé par des réactions d’hydrolyse spontanées
a) La désamination de la cytosine génère l’uracile
b) La dépurination via l’hydrolyse du lien N-glycosyl produit un site abasique (i.e. un désoxyribose sans base)
c) La désamination de la 5-méthylcytosine génère une base naturelle, la thymine
d ) désamination : Adénine désaminée va donner hypoxanthine , qui sapparie avec C ( TRANSITION )
GUANINE , désaminée va donner xanthine ( pas de mutation )
La plupart des cellules possèdent au moins quatre types différents de système de réparation
- Systèmes de réparation directe
- Systèmes de réparation par excision
a) excision de nucléotides (NER) b) excision de bases (BER) - Systèmes de réparation de bases mésappariées
- Système de « réparation » par recombinaison, aussi appelé système de réparation de cassures bicaténaires
En plus de ces systèmes, E. coli et les eucaryotes possèdent des systèmes de réparation qui sont sujets à erreurs
• E. coli possède un système de réparation qui est induit par la réponse SOS. Ce système utilise une ADN polymérase qui ne fait pas partie de la machinerie de réplication normale pour répliquer le site d’ADN endommagé
• Les eucaryotes utilisent également des ADN polymérases distinctes pour répliquer les sites d’ADN endommagé
• Chez les eucaryotes, les cassures double-brin peuvent être réparés par le mécanisme ______
NHEJ
