Cours 8 – Réplication et Réparation de l’ADN Flashcards
Quel est le mode de réplication de l’ADN chez les cellules eucaryotes ?
La réplication est semiconservative, c’est-à-dire que chaque molécule fille d’ADN contient un brin parental et un brin néoformé.
Comment se présente une molécule d’ADN après une réplication semiconservative ?
Chaque brin parental s’apparie avec un nouveau brin synthétisé, formant ainsi deux doubles hélices hybrides (1 brin ancien + 1 brin nouveau).
À partir de quoi débute la réplication de l’ADN ?
La réplication de l’ADN débute à des origines de réplication, qui sont des séquences spécifiques de l’ADN.
Que se forme-t-il au niveau des origines de réplication lors de la réplication de l’ADN ?
Une bulle de réplication se forme, où les deux brins d’ADN sont séparés pour permettre la synthèse de nouveaux brins.
Dans quel sens progresse la réplication de l’ADN à partir des bulles de réplication ?
La réplication est bidirectionnelle : elle progresse dans les deux directions à partir de chaque origine de réplication.
Que provoque le déroulement de la double hélice d’ADN pendant la réplication ou la transcription ?
Il provoque un surenroulement de l’ADN en avant de la fourche de réplication ou de la bulle de transcription.
Pourquoi le surenroulement de l’ADN est-il problématique ?
Il crée une tension mécanique sur la molécule d’ADN, qui peut empêcher la progression de la réplication ou de la transcription.
Quelles enzymes permettent de relâcher le surenroulement de l’ADN pendant la réplication et la transcription ?
Les topoisomérases de type I et II.
Quelle est la différence entre les topoisomérases de type I et de type II ?
Type I : coupe un seul brin d’ADN
Type II : coupe les deux brins d’ADN**
Quel est le rôle des topoisomérases dans la réplication ?
Elles réduisent le surenroulement en amont de la fourche de réplication, permettant ainsi à l’ADN de se dérouler. Sans elles, la progression de la fourche serait bloquée.
Quelle est l’orientation des deux brins dans la double hélice d’ADN ?
Les deux brins sont antiparallèles, l’un est orienté 5’→3’ et l’autre 3’→5’.
Quelles bases azotées s’apparient dans l’ADN et par combien de ponts hydrogène ?
Adénine (A) s’apparie avec Thymine (T) via 2 ponts hydrogène
Cytosine (C) s’apparie avec Guanine (G) via 3 ponts hydrogène
Comment les nucléotides sont-ils reliés entre eux dans un brin d’ADN ?
Par des liaisons phosphodiesters entre le carbone 3’ d’un désoxyribose et le carbone 5’ du suivant.
Quelle est l’activité directionnelle commune à toutes les ADN polymérases ?
Une activité 5’ → 3’ polymérase, c’est-à-dire qu’elles synthétisent l’ADN dans le sens 5’ vers 3’.
Quelles sont les deux conditions nécessaires à l’activité d’une ADN polymérase ?
Une amorce (avec une extrémité 3’-OH libre)
Un brin matrice (modèle) pour déterminer la séquence complémentaire**
Quel type de molécule est ajouté par l’ADN polymérase à la chaîne en élongation ?
Un désoxyribonucléoside triphosphate (dNTP), complémentaire à la base du brin matrice.
Quelle réaction est catalysée par l’ADN polymérase lors de la réplication ?
La formation d’un lien phosphodiester entre le 3’-OH du brin en croissance et le phosphate du nucléotide entrant.
Quelle est la conséquence directe de cette réaction catalysée par l’ADN polymérase ?
L’élongation du brin d’ADN d’un nucléotide à la fois et la formation d’une nouvelle paire de bases complémentaire au brin matrice.
Qu’est-ce qu’une fourche de réplication ?
C’est la structure en forme de “Y” qui se forme à l’endroit où l’ADN est déroulé pour permettre la synthèse des nouveaux brins pendant la réplication.
Quels sont les éléments principaux présents à la fourche de réplication ?
ADN parental déroulé
Brin avancé (synthèse continue)
Brin retardé (synthèse discontinue via fragments d’Okazaki)
ADN polymérases
Hélicase
Primase
Protéines fixatrices d’ADN simple brin (SSB)
Comment schématiser une fourche de réplication ?
FAIRE DESSIN
Pourquoi un seul des deux brins d’ADN peut-il être synthétisé de façon continue ?
Parce que l’ADN polymérase ne peut synthétiser l’ADN que dans le sens 5’ vers 3’.
Qu’est-ce que le brin avancé (leading strand) ?
C’est le brin d’ADN synthétisé de façon continue dans le sens d’ouverture de la fourche de réplication.
Qu’est-ce que le brin retardé (lagging strand) ?
C’est le brin synthétisé de façon discontinue, en courts segments appelés fragments d’Okazaki, car il est orienté dans le sens opposé à l’ouverture de la fourche.
Pourquoi la synthèse du brin retardé est-elle discontinue ?
Parce que la polymérase ne peut avancer que 5’→3’, elle doit donc synthétiser par petits segments à mesure que la fourche s’ouvre.
Que sont les fragments d’Okazaki ?
Ce sont des courts segments d’ADN synthétisés de façon discontinue sur le brin retardé lors de la réplication.
Quel enzyme initie la synthèse de chaque fragment d’Okazaki ?
La primase, qui synthétise une courte amorce d’ARN, sans avoir besoin d’amorce elle-même.
Que fait l’ADN polymérase après l’action de la primase ?
Elle utilise l’amorce d’ARN pour allonger le fragment d’Okazaki en ajoutant des nucléotides d’ADN.
Que se passe-t-il après que l’ADN polymérase a complété un fragment d’Okazaki ?
L’amorce d’ARN est retirée et remplacée par de l’ADN, puis les fragments sont reliés par une ADN ligase.
Quel est le rôle de l’ADN ligase ?
Elle forme les liaisons phosphodiester entre les fragments d’ADN, scellant ainsi le brin retardé de manière continue.
Quelles enzymes, en plus des ADN polymérases et de la primase, sont essentielles à la réplication de l’ADN ?
L’ADN hélicase et les protéines de liaison à l’ADN simple-brin (SSB).
Quel est le rôle de l’ADN hélicase lors de la réplication ?
L’hélicase déroule la double hélice d’ADN en séparant les deux brins, créant ainsi la fourche de réplication.
Quel est le rôle des protéines de liaison à l’ADN simple-brin (SSB) ?
Elles stabilisent les brins d’ADN simple en les empêchant de se réapparier ou de se dégrader pendant la réplication.
Que peut-il arriver pendant la réplication de l’ADN malgré la précision du processus ?
Des erreurs de mésappariement peuvent survenir lors de l’ajout de nucléotides.
Quelle activité permet aux ADN polymérases de corriger les erreurs de réplication ?
Une activité exonucléase 3’→5’ qui leur permet d’enlever les nucléotides mal appariés
Comment s’appelle ce mécanisme de relecture des ADN polymérases ?
Le proofreading (relecture), un processus de correction immédiate des erreurs pendant la synthèse de l’ADN.
Est-ce que l’activité de relecture des polymérases est suffisante pour protéger l’ADN contre toutes les erreurs ?
Non. En plus du proofreading, il existe plusieurs mécanismes de réparation de l’ADN capables de détecter et corriger des lésions.
Quel est le rôle des mécanismes de réparation de l’ADN ?
Ils détectent et réparent les lésions ou erreurs dans l’ADN pour préserver l’intégrité génétique de la cellule.
Pourquoi les mécanismes de réparation de l’ADN sont-ils essentiels ?
Parce qu’ils permettent de prévenir l’accumulation de mutations, qui pourraient sinon mener à des maladies comme le cancer.
Qu’est-ce qu’une source de dommage à l’ADN ?
C’est tout agent ou processus pouvant altérer la structure ou la séquence de l’ADN, menant à des mutations ou à des lésions.
Quelles sont des sources intrinsèques de dommages à l’ADN ?
Erreurs de réplication
Hydrolyse spontanée (ex. : désamination, dépurination)
Espèces réactives de l’oxygène (ROS) issues du métabolisme cellulaire
Quelles sont des sources extrinsèques de dommages à l’ADN ?
Rayons UV (formation de dimères de pyrimidine)
Radiations ionisantes (cassures double brin)
Agents chimiques (ex. : benzopyrènes, agents alkylants)
Certains médicaments ou toxines environnementales
Qu’est-ce qu’une lésion de l’ADN ?
C’est une altération chimique ou structurale de l’ADN pouvant empêcher sa réplication ou transcription correcte.
Nomme quelques types fréquents de lésions de l’ADN.
Bases modifiées (ex. : oxydation, alkylation, désamination)
Dimères de pyrimidine causés par les UV
Sites abasiques (perte d’une base)
Cassures simple brin (SSB)
Cassures double brin (DSB)
Mésappariements de bases
Ponts interbrins ou intrabrins
Quelle lésion est typiquement causée par les rayons UV ?
Les dimères de thymine (ou de pyrimidine), qui déforment la double hélice.
Quelle lésion est la plus dangereuse pour l’intégrité du génome ?
Les cassures double brin (DSB), car elles peuvent entraîner des réarrangements chromosomiques ou la perte d’information.
Quels sont les principaux systèmes de réparation de l’ADN ?
Réparation par excision de bases (BER)
Réparation par excision de nucléotides (NER)
Réparation des mésappariements (MMR)
Réparation des cassures double brin (NHEJ et HR)
Quel type de dommage est réparé par la BER (Base Excision Repair) ?
Les altérations mineures de bases, comme la désamination, l’oxydation ou les sites abasiques.
Quel type de dommage est réparé par la NER (Nucleotide Excision Repair) ?
Les lésions volumineuses qui déforment la double hélice, comme les dimères de thymine causés par les UV.
Quel est le rôle du système MMR (Mismatch Repair) ?
Il corrige les mésappariements de bases issus d’erreurs de réplication non détectées par l’ADN polymérase.
Quels mécanismes réparent les cassures double brin (DSB) ?
NHEJ (Non-Homologous End Joining) : rapide mais imprécis
HR (Homologous Recombination) : précis mais nécessite une chromatide sœur
Quelle voie de réparation est active uniquement après la réplication ?
La recombinaison homologue (HR), qui utilise la chromatide sœur comme matrice.
Quelles sont les étapes de la réparation par excision des nucléotides?
- Reconnaissance du dommage par blocage de l’ARN polymérase
sur le brin matrice dans les gènes transcrits ou par détection de la
torsion dans l’hélice induite par la lésion ayant lieu dans les autres
endroits du génome. - hélicase déroule l’ADN autour du
dommage. - Clivage du brin endommagé par des endonucléases,
- hélicase enlève le brin endommagé
- ADN polymérase
resynthétise l’information manquante en utilisant le brin intact
comme matrice - ADN ligase recolle le brin.
Quelles sont les étapes de la réparation par excision des bases?
- Reconnaissance de la base modifiée par une
glycosylase spécifique, - clivage de la base,
- endonucléase du
site apurinique ou apyrimidique (AP) coupe le lien phosphodiester
en 5’ du phosphate du site AP, - l’activité phosphodiestérase de
l’ADN polymérase enlève le désoxyribosephosphate restant et
polymérise le nucléotide manquant à partir du brin matrice intact. - Une ADN ligase complète la réparation.
Quelles sont les étapes de la réparation des mésappariements?
- Reconnaissance de la lésion et du brin mère
et fille par les hétérodimères MSH2-MSH6 (paires de bases) ou
MSH2-MSH3 (boucles d’ADN) - Recrutement de l’endonucléase
MLH1-PMS2 qui fait des bris simple-brins dans l’ADN à proximité
de la lésion. - Exonucléase 1 vient digérer le brin mésapparié sur
une courte distance, - ADN polymérase resynthétise le brin-fille
sans mutation. - ADN ligase complète la réparation.
Qu’est-ce que la réparation par NHEJ (Non-Homologous End Joining) ?
C’est un mécanisme de réparation qui recolle directement les extrémités d’une cassure double brin, sans matrice.
Quelle est la limite de la réparation par NHEJ ?
Elle est sujette à des erreurs, pouvant insérer ou supprimer 1 à 2 nucléotides, ce qui peut modifier la séquence.
Qu’est-ce que la recombinaison homologue (HR) ?
C’est une réparation précise qui copie l’information manquante à partir d’un brin homologue, généralement la chromatide sœur.
Quand la recombinaison homologue est-elle utilisée ?
Principalement en phase S ou G2 du cycle cellulaire, après la réplication, quand la chromatide sœur est disponible.
Pourquoi la recombinaison homologue est-elle plus fidèle que la NHEJ ?
Parce qu’elle utilise un brin matrice identique pour recopier l’ADN, sans perte d’information.
