Cours 7 - Réplication et répartition de l'ADN

Question 1

À quoi conduit la réplication de l’ADN?

Answer 1

Production de 2 molécules d’ADN complètes et de même séquence

Question 2

Vrai ou faux; l’ADN est répliqué de façon conservative.

Answer 2

Faux. Semi-conservative. Chacun des brins parentaux forme un duplex avec un des brins nouvellement répliqué.

Question 3

Qu’est-ce qu’une bulle de réplication?

Answer 3

L’ADN est répliqué à partir d’origines de réplication via la formation de bules de réplication bidirectionnelles. Se réplique dans les 2 directions. Fourches de réplication la sépare des brins.

Question 4

Qu’a pour effet le déroulement de la boucle double-hélice de l’ADN durant la réplication (et transcription)?

Answer 4

Surenroulement de l’ADN devant la fourche de réplication (ou bulle de transcription)

Question 5

Topoisomérases fonction

Answer 5

Aident à réduire le surenroulement de l’ADN.
- Type I coupe 1 brin
- Type II coupe 2 brins
Sans ces enzymes, la fourche réplicative ne pourrait plus avancer car il deviendrait trop difficile de dérouler l’ADN

Question 6

Structure de l’ADN

Answer 6

• Double hélice
• Orientation antiparallèle des 2 brins
• Formé par l’appariement des bases azotées via des ponts H entre A-T (2 ponts) et C-G (3 ponts)
• Chacun des brins est formé par des liens phosphodiesters entre 3’ d’un désoxyribose d’un nucléotide et 5’ du désoxyribose du nucléotide suivant

Question 7

Synthèse de l’ADN

Answer 7

• Durant la réplication de l’ADN, est effectuée par des ADN polymérases qui ont toutes une activité 5’-3’ polymérase
• ADN polymérases nécessitent une amorce pour démarrer la synthèse de l’ADN
• Nécessite aussi un brin matrice-modèle afin de déterminer quel nucléoside triphosphate sera ajouté à la chaîne en élongation
• Différents types d’ADN polymérases. Utilisées dans différentes situations. Différent par vitesse d’Action et précision.

Question 8

Fonctionnement de l’ADN polymérase

Answer 8

• Catalysent la réaction entre le 3’OH de la chaîne en élongation et le premier groupement phosphate du nucléoside triphosphate (nucléotide) approprié
• Forme un nouveau lien phosphodiester qui allonge la chaîne d’ADN d’un nucléotide à la fois et forme une nouvelle paire de bases

Question 9

Qu’est-ce qui est particulier de la réplication des brins d’ADN dans une fourche de réplication?

Answer 9

Répliqués de 5’ vers 3’ donc un des brins est répliqué dans le sens de déroulement de l’ADN, mais l’autre est synthétisé de manière discontinue. La fourche de réplication avance, mais pas le site de départ de réplication de ce nouveau brin, il faut donc synthétiser plusieurs fragments et les lier ensemble après.

Question 10

Qu’est-ce qu’un Fragment d’Okazaki?

Answer 10

Primase synthétise de courts fragments d’ARN, qui sont utilisés comme amorces par l’ADN polymérase. La synthèse de l’ADN est complétée, puis une ligase connecte les brins d’ADN sur le brin discontinu.

Question 11

Protéines (autres que primases et ADN polymérases) essentielles à la réplication et leur fonction

Answer 11

• ADN hélicase; déroule l’ADN en simples brins (ATPase)
• Protéines SSB; se lient à l’ADN simple-brin et l’empêche de se replier en structures secondaires

Question 12

Mécanisme de réparation des erreurs lors de la réplication

Answer 12

ADN polymérases sont souvent équipées d’une activité exonucléase 3’-5’ qui leur permet de retirer les nucléotides mésappariés.
Il existe plusieurs mécanismes de réparation de l’ADN capables de détecter les lésions dans l’ADN et de les réparer

Question 13

Sources de dommages à l’ADN

Answer 13

• Facteurs intrinsèques (erreurs de réplication, métabolisme)
• Facteurs extrinsèques (rayons UV, rayons ionisants comme Gamma ou X, produits chimiques)

Question 14

Dangers des dommages à l’ADN

Answer 14

• Arrêt de la réplication (si la qté de dommages est trop grande, la cellule cesse de fonctionner. Déclenche la sénescence, apoptose ou nécrose qui vont protéger l’organisme)
• Mutation (changement permanent de la séquence de l’ADN. Peut causer des pertes de fonction des gènes ou gains de nouvelles fonctions indésirables)

Question 15

Types de dommages à l’ADN

Answer 15

• Mauvais appariements de bases (causées par des erreurs de la réplication de l’ADN. Paires A-C ou G-T par exemple)
• Bases modifiées chimiquement (oxydation, alkylation, déamination, dépurination, etc.)
• Dimères de pyrimidines (T-T, C-C adjacents pontés chimiquement)
• Cassures du lien phosphodiester (bris simple-brin ou bris double-brin)
• Perte de bases
• Hydrolyse de bases

Question 16

Systèmes de réparation de l’ADN (et type de dommage) (5)

Answer 16

• NER (réparation par excision de nucléotides); dimères de pyrimidines et bases modifiées qui déforment l’hélice
• BER (réparation par excision de base); Mésappariement avec U ou avec des T-G et bases modifiées
• MMR (réparation des mauvais appariements); Mésappariement après réplication
• HR (recombinaison homologue); Bris doubles-brins et fourches de réplication bloquées
• NHEJ (jonctions non-homologues); Bris double-brins

Question 17

Fonctionnement de la réparation par excision de nucléotides (NER)

Answer 17

1. Reconnaissance du dommage (par blocage de l’ADN polymérase sur le brin de matrice dans les gènes transcrits ou par détection de torsion dans l’hélice produite par une lésion)
2. Déroulement d’une région englobant le dommage (hélicase)
3. Clivage par hydrolyse (endonucléases)
4. Excision des nucléotides (par l’hélicase)
5. Polymérisation (ADN polymérase synthétise l’info manquante en utilisant le brin intact comme matrice)
6. Ligation (ADN ligase recolle le brin)

Question 18

Fonctionnement de la réparation par excision de base (BER)

Answer 18

1. Reconnaissance de la base modifiée par une glycosylase spécifique
2. Clivage de la base
3. Endonucléase du site apurinique ou apyrimidique (AP) coupe le lien phosphodiester en 5’ du phosphate du site AP
4. L’activité phosphodiestérase de l’ADN polymérase enlève le désoxyribosephosphate restant et polymérise le nucléotide manquant à partir du brin matrice intact
5. Une ADN ligase complète la réparation

Question 19

Fonctionnement de la réparation des mauvais appariements (MMR)

Answer 19

1. Reconnaissance de la lésion et du brin mère et fille par des hétérodimères MSH2-MSH6 (pb) ou MSH2-MSH3 (boucles d’ADN)
2. Recrutement de l’endonucléase MLH1-PMS2 qui fait des bris simple-brin dans l’ADN à proximité de la lésion
3. Exonucléase 1 vient digérer le brin mésapparié sur une courte distance
4. ADN polymérase resynthétise le brin fille sans mutation
5. ADN ligase complète la réparation

Question 20

Différence entre NHEJ et HR

Answer 20

• NHEJ recolle les 2 extrémités des bris double-brins en faisant parfois des erreurs (plus ou moins 1 ou 2 nucléotides)
• HR répare les bris double-brins en recopiant l’info manquante à partir d’un brin-homologue (le plus souvent le chromatide soeur après réplication de l’ADN). Cette façon de faire évite l’incorporation d’erreurs lors de réplication.