Cours 10: Réplication et réparation de l'ADN Flashcards
La formation de l’organisme requiert quoi
De nombreuse division cellulaire
Expliquer en une formule le développement des cellules
Cellules souche / embryonnaire => Cellules différenciés
* Se divise un nombre incalculable de fois
La division des cellules nécessite quoi
une copie intacte et parfaite du génome
Résumé les étapes du cycle cellulaire de la vie d’une cell.
Cellule mère => croissance => Réplication de l’ADN + ségrégation des chromosomes => 2 cell. filles identique
V/F : le code génétique est assez simple, composé de 4 type d’acide nucléique
FAUX : très complexe
Quelle sont les 2 fonctions de l’ADN *
L’ADN est le porteur de l’information génétique.
2 fonctions:
- Rôle dans la stabilité de l’information
- Rôle dans la transmission
Pourquoi l’ADN est favorables à garder l’information génétique
- Transferts de l’information à l’ARN
- Mécanismes de réplication efficace
- La réplication est fidèle
Quelle type de méthode est la réplication de l’ADN *
Semi-conservative :
La réplication aboutit ainsi à 2 molécules-filles d’ADN bicaténaire, chacune formée d’un brin parental et d’un brin nouvellement synthétisé
Autre que semi-conservative quelle sont les autres type de réplication
Conservatrice :
une cellule fille garde les 2 brins initiale
l’autre cell. fille ont les 2 brin répliqués
Dispersives
les deux cellule fille ont des segment de deux brins qui sont à la suite de l’Autre soit initiale soit répliqué
=> Diapo 8
Qui à émis l’hypothèse de la réplication semi-conservative et qui à prouvé cette hypothèse
Watson et Crick ont suggérer l’hypothèse
l’expérience de Meselson-Stahl confirme l’hypothèse ( 5 ans plus tard )
La synthèse de l’ADN est catalysée par quoi *
ADN polymérases
La synthèse de l’ADN se fait en quel sens *
TOUJOURS en direction 5’ ( phosphate libre ) → 3’ ( OH )
La synthèse de l’ADN ( polymérization de nucléotides ) nécessite quoi *
- Requiert des désoxynucleosides 5’-triphosphates (dNTPs, où N = A, T, C ou G) ;
Après la dénaturation, la synthèse de l’ADN à besoin de quoi pour commencer *
Une amorce d’ARN ( primases ) , , est synthétisée à l’origine de réplication.
=> Fournit un point de départ d’ARN pour que l’ADN polymérase commence la synthèse du nouveau brin d’ADN.
Expliquer le début de la réplication de l’ADN
- Double brin est dénaturés et séparés par l’hélicases
- Le déroulement se fait à des régions spécifiques nommés origines de réplication ( riches en AT )
Expliquer le début de la réplication de E.Coli
La cellule d’E. coli contient une protéine, le produit du gène dnaA, qui s’attache spécifiquement à cette séquence et y produit une dénaturation localisée de l’hélice d’ADN.
Deux réplicateurs s’attachent à ce site et commencent à répliquer le chromosome dans les 2 sens.
Donnez les séquences de l’origines de réplication pour les procaryotes
OriC une origine spécifique → déclenche le déroulement de l’ADN par l’hélicase.
V/F : les origines de réplication peuvent se faire n’importe où
Faux ce sont des séquences précises
Donnez les séquences des origines de réplication pour les levures
Levure : Similaire aux séquences procaryotes, mais plus longues ;
Donnez les séquences des origines de réplication pour les eucaryotes
ORC :
dépend de la structure de la chromatine
L’ADN chromosomique eucaryote contient une origines de réplication
Faux : contient plusieurs
Complexe de reconnaissance de l’origine de réplication ( ORC ) est composé de quoi
Complexe protéiques de six sous-unités ;
Quel est le rôle du ORC
- Lie les origines de réplication ;
- S’associe à d’autres protéines pour recruter l’hélicase
V/F : la réplication de l’ADN des eucaryotes prends le mêmes temps que chez les procaryotes
Vrai : du au fait qu’il y a plusieurs orignines de réplication comparés à une chez les procaryotes
=>Cependant, le processus de synthèse est plus lent que chez les bactéries : 50-100 nucléotides/seconde
V/F : la réplication est bi-directionelle
Vrai mais les deux côtés vont de 5’ vers 3’
Comment reconniat t’on la réplication eucaryotes
Bulles de réplication ( plusieurs origines de réplication )
Quel problème arrive t’on lorsque l’on déroule une double hélice
Un surenroulement liées à séparés deux brins d’un seul point
Comment fait t’on pour remédier au surenroulement de l’ADN
Topoisomérases :Enzyme qui clive un brin et relâche la torsion et répare le brin
Expliquer la réplication à double sens chez les procaryotes suite à la liaison à l’origine de réplication
- La machinerie protéique capable de procéder aux réactions de polymérisation s’appelle réplicateur ou réplisome
- Chacune des 2 fourches de réplication possède un réplicateur.
- La réplication semi-conservatoire de l’ADN démarre à l’origine de réplication et progresse à la fois dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse. La réplication des nouveaux brins d’ADN (gris clair) se produit aux deux fourches de réplication se rentrent au site de terminaison,
- Quant les fourches de réplication se rencontrent au site de terminaison, les 2 chromosomes se séparent.
Chez les eucaryotes la machinerie protéique capable de procéder aux réactions de polymérisation s’appelle comment
Réplicateur
Le réplicateur chez les procaryotes est formé de quoi
de plusieurs protéines qui catalysent les diverses réactions nécessaires à une réplication rapide et précise.
Quels sont les avantages de l’utilisation d’amorces d’ARN
- Amorces ajoutées sans contrôle-qualité ;
- L’ARN pourra être facilement reconnu comme “non-ADN” puis dégradé ;
- Conservation de l’ADN(dupliqué très fidèlement)!
Comment on appelle lors de la réplication de l’ADN la séparation des brins
Dénaturation
V/F : la synthèse du brin continu se fait dans la direction du déplacement de la fourche de réplication
Vrai
Quel sont les rôle de lA’DN polymérase alpha et delta chez l’humain
L’ADN polymérase (ADN pol α) catalyse la réaction de polymérisation complémentaire au brin-matrice à partir de l’amorce ( initie ) .
Elle sera remplacée par l’ADN pol δ afin de poursuivre la polymérisation( delta plus efficace ) .
Quelle sont les différente ADN polymérase chez E. coli et quel sont leurs rôles
ADN polymérase I
Répare l’ADN et prend part à la synthèse de l’un des brins au cours de la réplication.
ADN polymérase II :
Collabore à la réparation de l’ADN
ADN polymérase III :
Composant-clef du réplicateur et enzyme principale de la réplication de l’ADN, assure l’élongation de la chaîne au cours de sa réplication.
Quelle sont les 4 types d’ADN polymérases minimum qui se retrouve chez les eucaryotes et leurs rôles
désignées α, β, γ, δ…
- Les ADN polymérases α et δ effectuent les étapes d’allongement de la réplication d’ADN
- l’ADN polymérase β est une enzyme de réparation présente dans le noyau
- l’ADN polymérase γ sert à répliquer l’ADN mitochondrial.
Quelle sont les deux types de brin
Retardée ( sens contraire de la progression de la fourche )
Avancée ( même sens que la fourche )
=> Les deux brins néoformés sont de polarité opposée et antiparallèles
Quel est la particularité de la synthèse du brin retardée
le brin retardé est synthétisé de façon discontinue, en petits fragments 5’→ 3’ dans le sens opposé à celui du déplacement de la fourche
Que se passe t’il avec les fragments par la suite à la synthès de l’holoenzyme d’ADN polymérase
Les fragments néoformés successifs du brin retardé sont ensuite réunis dans une réaction indépendante.
Comment on appelle les petits fragments lors de la synthèse du brin retardées **
Fragements d’Okazaki
V/F : le brin retardée à plus d’Amorces que le brin continu
Vrai chaque fragment d’okazaki à sont amorce
La synthèse des amorces d’ARN est catalysée par quoi
une enzyme appeler primase
Comment on lie les fragments d’okazaki qui possède encore leur amorce d’ARN
- L’amorce d’ARN est digérée par la Rnase H,
- remplacée par de l’ADN par ADN polymérase I (E.coli) ou δ (eucaryotes),
- puis les fragments d’Okazaki adjacents sont reliés par l’ADN ligase.
V/F : L’ADN polymerase ne peut pas resoudre la coupure (nick) entre les frangement d’okazaki
Vrai , l’ADN ligase fait le travail
Expliquer ce que fait la RNAse
- Hydrolyse le brin d’ARN dans un double brin hybride ADN:ARN; Elle libère des extrémités 3’-OH et 5’-phosphate.
- Libère des extrémités 5’-phosphate et 3’-OH;
Expliquer le rythme de l’Activité de l’ADN polymérase dans un but de controle qualité
la polymérase ajoute un nouveau nucléotide seulement lorsque le précédent est complémentaire au brin-matrice.
Quelle activité de l’ADN polymérase caractéristique qui permet un controle qualité
L’ADN polymerase possède également une activité 3’-5’ exonucléase.
→ En présence d’une erreur → La polymérase “recule”, enlève le nucléotide, puis reprend la synthèse.
Pk on trouve plus d’erreur dans l’ARN que L’ADN
la synthèse de l’ADN est plus minutieux car plus important
L’ARN a une plus petite demi-vie
Expliquez la terminaison de la réplication chez les procaryotes
La réplication du chromosome d’E. coli s’achève au site de terminaison, zone opposée à l’origine de réplication sur ce chromosome fermé en cercle. Cette zone d’ADN porte des séquences servant de sites de liaison à une protéine dite de fixation au terminateur (protéine tus).
En inhibant l’activité hélicase du réplicateur, cette protéine tus empêche la fourche de dépasser cette région. Le site de terminaison porte aussi les séquences d’ADN indispensables à la séparation des chromosomes-fils qui suit la réplication complète de l’ADN.
Expliquez la terminaison de la réplication chez les eucaryotes
Chez les eucaryotes, la terminaison de la réplication survient lors de la rencontre de deux réplisomes provenant de deux origines de réplication différentes.
Quelle est une différence majeur entre le repliement de l’ADN des procaryotes et des eucaryotes
l’ADN eucaryote est tassé en chromatine.
Quel est une raison de la lenteur relative du glissement de la fourche de réplication chez les eucaryotes
à la fixation d’histones à l’ADN et à son empaquetage en nucléosome.
V/F : La réplication des chromosomes eucaryotes s’accompagne d’une synthèse concomitante d’histones
Vrai
Les histones néoformées vont se fixer où à l’ADN
en arrière de la fourche de réplication, peu de temps après la synthèse des nouveaux brins
V/F : L’ADN et les protéines sont les seule macromolécules que la cellule peut réparer
Faux : juste l’ADN
Pourquoi on ne répare que l’ADN
- Les lésions dans l’ADN menacent plus l’intégrité de l’organisme que le surcroît de dépenses énergétiques investi dans la réparation de l’ADN.
- La cellule ne tire aucun avantage à réparer ses autres types de macromolécules.
Pourquoi on dit que L’ADN endommagé menace l’organisme
- les lésions touchant un gène codant pour une protéine essentielle peuvent entraîner la mort
- L’accumulation de dommages causés à l’ADN au cours du temps aboutit également à une perte progressive de fonctions cellulaires ou à une croissance anarchique des cellules
Expliquer le développement de la mutation de l’ADN et cancer
1ère mutation : Les cellules sont d’apparence normale, mais prédisposées à une prolifération excessive.
2ème mutation : Les cellules commencent à trop proliférer, mais sont autrement normales.
3ème mutation : Les cellules prolifèrent plus rapidement et subissent des changements structuraux.
4ème mutation : Les cellules poussent de façon incontrôlable et ont une apparence anormale évidente
V/F : L’ADN normalement ne vivra jamais d’altération
Faux , L’altération de l’ADN est inévitable
Nommez des exemples dans la vie d’altération de l’ADN
- L’ADN polymérase commet des erreurs, i.e. en introduisant des mésappariements pouvant être corrigés.
- Le métabolisme cellulaire lui-même expose l’ADN aux effets dommageables des espèces réactives de l’oxygène (superoxyde, hydroxyle ou peroxyde) qui sont des sous-produits du métabolisme.
- Les agents environnementaux comme la lumière ultraviolette, les rayons ionisants et certains agents chimiques peuvent endommager physiquement l’ADN.
Donnez les voies de réparations de l’ADN
1) la réparation de l’ADN est un processus simple impliquant une seule enzyme, i.e. réparation de dimères de thymines et méthylation de guanine.
2) La réparation par excision de base (BER) corrige les lésions les plus fréquentes de l’ADN.
3) La réparation par excision de nucléotide (NER) corrige la deuxième forme la plus fréquente de lésion de l’ADN.
4) Les cassures doubles-brins peuvent être réparées par jonction des extrémités (Non-homologous end-joining: NHEJ).
5) Les molécules d’ADN cassées peuvent aussi être restaurées par recombinaison homologue (HR).
Que se passe t’il avec les thymines suite à l’exposition des rayons UV
L’ADN est particulièrement sensible aux rayons UV qui provoquent une dimérisation des thymine empilées de l’ADN bicaténaire.
La réplication devient impossible en présence de dimères de thymine, probablement parce que les dimères distordent le brin matrice; pour survivre, la cellule doit éliminer ces dimères
Divers types de cellules sont souvent endommagés par les UV solaires, comment peut t’on les réparer
leur réparation par photoréactivation est courante chez de nombreuses cellules procaryotes et eucaryotes, ( pas chez l’humain )
Expliquer le mécanisme de photoréactivation
Il implique la fixation d’une enzyme photoréactivatrice (photolyase) qui va se fixer sur l’ADN en face du dimère de thymine. Dès que le complexe ADN-enzyme est activé par la lumière (spectre visible),la réaction de dimérisation s’inverse
Expliquer la réparation par excision de base (BER)
- Des enzymes appellées ADN glycosylases catalysent l’élimination des bases altérées par hydrolyse de la liaison N-glycosidique.
- la glycosylase recrute l’enzyme endonuclease AP qui coupe la liaison phosphodiester 5’ à la ribose abasique (au milieu de la chaîne, ).
- Le trou sera comblé et réparé par DNA polymerase beta des eucaryotes et ADN ligase
Donner un exemple réel de BER
Cytosine => uracile : erreur fréquente lors d’un contact avec l’eau
Expliquer qu’est ce que la réparation par excision de nucléotide (NER)
- Mécanisme similaire au BER mais plutôt utilisé pour la réparation des dommages causés par la lumière UV et les radicaux libres.
- Un segment contenant le nucléotide endommagé et ouvert par l’hélicase et l’endnucléase. environ 30 de ses voisins est enlevé et la lacune qui en résulte est comblée par une ADN polymérase.
Qu’est ce que les jonctions des extrémités non homologues (NHEJ)
- Les radiations et les radicaux libres causent des cassures de la double hélice.
-Ku (protéine dimérique) reconnaît les extrémités d’ADN cassés et les aligne. - Ku change alors de conformation et recrute une exonucléase qui rogne jusqu’à 10 résidus.
- Les activités de nucléase, de polymérase mu, allonge avec et sans matrice
- ligase génèrent une molécule d’ADN sans cassure dont la séquence peut différer de celle de l’original.
=> Ce type de réparation est propice aux erreurs…
Qu’est ce que la recombinaison homologue
- ## Nécessite une autre molécule d’ADN double brin homologue.1) Exonucléase clive la partie
2) Une extrémité 3’ d’un segment homologue envahi l’autre molécule d’ADN
3) ADN polymérase va continuer l’extrémité 3’
4) Donne 2 double brin d’ADN avec pas de bris
=> Besoin des protéines de recombinations ( ReCa e.coli, Rad51 humain ) - Moins propice aux erreurs
Expliquer les défaults de la réparation de l’ADN
DIAPO 52
Si l’ADN endommagé subit un défault dans la réparation ( mutation de BRCA 1/2 )
=> Accumulation de mutations
