CM1-: Génome: structure, réplication

Question 1

Comment est l’ADN (support de l’ingo génétique) chez les procaryotes, les eucaryotes, et les virus ou bactériophages?

Answer 1

Procaryotes:
Bactéries : ADN double brin circulaire (Nucléoïde, plasmides)

*Eucaryotes *:
Noyau : ADN double brin linéaire sous forme de chromosomes
Mitochondrie : ADN double brin circulaire
Chloroplaste : ADN double brin circulaire

Virus, bactériophages :
M13 : ADN simple brin circulaire
SV40 : ADN double brin circulaire
Parvovirus : ADN simple brin linéaire
Adénovirus: ADN double brin linéaire

Question 2

Que sont les plasmides?

Answer 2

Molécule:
-d’ADN double brins circulaire, ne possédant pas de capside et existant naturellement dans la bactérie.
- indépendante du chromosome bactérien (extra chromosomique).
- Se réplique dans la bactérie de manière autonome à partir de sa propre origine de réplication et en nombre de copies variable en fonction du type de plasmides.
- Est porteur de gènes non essentiels à la bactérie hôte mais lui conférant une
propriété particulière (exemple : la résistance à un antibiotique).
- Est modifiable par des techniques de génie génétique. Les plasmides utilisés
comme vecteurs ne sont pas «naturellement » transmissibles d’une bactérie à
une autre.
- Présente une structure tertiaire superenroulée

Question 3

Comment se fait l’organisation des génomes pro et eucaryotes?

Answer 3

1. Procaryotes (Bactéries, Archées):
   –>Généralement un chromosome circulaire mais parfois:
   - linéaire (Streptomyces)
   - plusieurs réplicons (ex Deinococcus radiodurans : 4 réplicons )
   -Plusieurs copies du chromosome et des réplicons dans chaque cellule

2.Eucaryotes (Plusieurs chromosomes linéaires
En une ou plusieurs copies (dépend du cycle de vie et de la ploïdie) )

Question 4

Comment répliquer l’ADN chez les procaryotes ? (étape 1)

Answer 4

Etape 1: Initiation
a–fixations de Dna A à l’origine OriC=>desestabilisation de l’ADN double brin à l’orgine
b–Ouverture de la double hélice par une hélicase DnaB aidée de la protéine DnaC
c–Protection et stabilisation de l’ADN simple brin par la protéine SSB (single-standed binding prot

Question 5

Quelle est l’origine de réplication bacterienne? Quelle est sa structure?

Answer 5

1. Oric
2. mesure 245 pb
3. a 13-mers, riches en A/T puis des sites de reconnaissance, 9-mers ou « itérons »
   ==séquience conservée chez les bactéries avec des séquences divergentes

Question 6

Combien d’origines de réplication il y a-t-il chez les mammiferes par rapport aux bactéries?

Answer 6

Mammifères: plusieurs milliers (avec taille de l’ADN génomique de 3. 10^8pb)

bactérie: Un par chromosome ou
plasmide (10^6 pb)

Question 7

Quelles sont les modalités du contrôle temporel des origines de réplication

Answer 7

• Chaque origine de réplication fonctionne au plus une fois par cycle cellulaire (phase S)

-Toutes les origines de réplication potentielles ne sont pas forcément activées
- L’activation des origines de réplication est contrôlée de manière stochastique.

Question 8

Comment répliquer l’ADN chez les procaryotes ? (étape 2) la réplication est semi-conservative

Answer 8

Synthèse d’ADN: par une ADN polymérase ADN-dépendante

Question 9

Quelles sont les propriétés de l’ADN polymérase III bactérienne?

Answer 9

1. Une enzyme “multifonctionnelle”
   -Activité polymérase 5’à3’
   -Activité exonucléase 3’à5’

2.Un complexe «multienzymatique »
-“core-enzyme” (3 unités): synthèse d’un brin

–>« holo-enzyme »
(dimère asymétrique)–>synthèse simultanée de deux brins

Necessite une amorce + nécessitent une extrémité 3’OH pour commencer

Question 10

Qu’est-ce qu’un dNTP?

Answer 10

C’est un désoxyribonucléotide (base A, C, G ou T)

Question 11

Par quoi sont unis les nucléotides?

Answer 11

Par des liaisons phosphodiester
-La Polymérisation se fait toujours dans le sens 5’ 3

Question 12

À quoi sert le magnésium?

Answer 12

Le magnésium aide à positionner dans l’enzyme le nucléotide afin
que la coupure ait lieu entre le phosphate a et le phosphate b

Question 13

Consclusion: etape de synthèse d’ADN (chez les bactéries), ce sont 4 étapes:

Answer 13

1. La primase (DNAG) crée sur chaque brin parental des courts fragments d’ARN
   2.La polymérase III (DNAE) se fixe à l’extremité du fragment d’ARN et crée les brin néosynthétisés en ajoutant les nucléotides par complémentarité dans le sens 5’ à 3’
   3.Les deux brins de la fourche sont répliqué au même temps

Question 14

Quel type d’enzymes permet de coordonner la synthèse du brin précoce et du brin retardé?
https://youtu.be/D91QfkZEN_M

Answer 14

Les holoenzymes ADN polymérases III

Question 15

Comment éliminer les ARN synthétisés par la primase et combler les brèches
dans l’ADN néosynthétisé?

Answer 15

chez les bactéries: l’ADN Pol I est responsable du remplacement des amorces, la ligase ferme la brèche

Question 16

Bilan général de la réplication, quelles sont toutes les enzymes mises en jeu lors de ce processus?
(7 enzymes)

Answer 16

1.DnaA : protéine de reconnaissance de ORiC

2.DnaB: ADN-hélicase, ouverture de la double-hélice.
–>DnaC stimule DnaB

3.DnaG Primase : ARN polymérase ADNdépendante responsable de la synthèse des amorces

4.Polymérase III: ADN polymérase ADN dépendante responsable de la synthèse d’ADN

5.Polymérase I: ADN polymérase ADN dépendante responsable de la suppresion d’amorces et du remplissage des breches

6.ADN ligase: ATPase, rétablissement de la continuité des brins

7.Topoisomérases: gestions des contraintes topologiques générées par la progression
de la fourche de réplication sur l’ADN