Cours 9 - Réplication et réparation de l'ADN Flashcards

1
Q

Comment s’appellent les cellules avant qu’elles se différencient?

A

Cellules embryonnaires, souches ou totipotentes

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2
Q

Pourquoi la réplication de l’ADN est-elle aussi importante pour la division des cellules?

A

Car la division des cellules nécessite une copie intacte et parfaite du génome. Lors de la mitose, le matériel génétique des deux cellules filles doit être identique.

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3
Q

Quel est le dogme central de la biologie moléculaire?

A

L’ADN est le porteur de l’information génétique.
2 fonctions:
1. Rôle dans la stabilité de l’information
2. Rôle dans la transmission

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4
Q

Quels sont les 3 postulats de réplication de l’ADN et lequel a été retenu?

A
  1. Semi-conservative (a été retenu)
  2. Conservative
  3. Dispersive
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Q

Comment se déroule la réplication semi-conservative?

A
  • Les 2 brins de l’hélice de l’ADN parental se séparent
  • Chaque brin sert de gabarit ou matrice pour la synthèse d’Un brin complémentaire
  • La réplication donne 2 molécules-filles d’ADN bicaténaire (chacune formée d’un brin parental et d’Un brin nouvellement synthétisé)
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6
Q

Qu’est-ce que la synthèse d’ADN?

A

Polymérisation de nucléotides
* Catalysée par des ADN polymérases
* Requiert des désoxynucleosides 5’-triphosphates (ex: dATP)
* Nécessite une amorce d’ARN afin de débuter
* Procède tjrs en direction 5’(P) vers 3’(OH)

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7
Q

Quelle est la première étape de la réplication de l’ADN?

A

L’hélicase déroule et sépare les 2 brins-matrices aux origines de réplication (riche en AT)

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8
Q

Pour la cellule d’E. coli, comment se passe la première étape?

A

Elle contient une protéine (produit du gène dnaA) qui s’attache spécifiquement à l’OriC (reconu par la “machinerie de réplication”) 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.

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9
Q

Comment appelle-t-on ce qui reconnait les origines de réplication des eucaryotes?

A

Origin Recognition Complex (ORC) reconnait les régions dépourvues de nucléosomes où l’ADN est plus accessible.

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10
Q

Décris le ORC

A
  • Complexe protéique de 6 sous-unités
  • Lie les origines de réplication
  • S’associe à d’autres protéines pour recruter l’hélicase (MCM possède 1 acivité hélicase afin de séparer les 2 brins et débuter la réplication)
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11
Q

Qu’est-ce que le grand nombre d’origines de réplication permet aux eucaryotes?

A

Cela permet de copier l’ADN eucaryote dans un laps de temps proche de celui qui est nécessaire pour répliquer l’ADN procaryote (qui a une seule origine).

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12
Q

Quel est le rôle de l’hélicase?

A

Séparer (dénaturer) l’ADN sous forme d’hélice en la déroulant.

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13
Q

Où est-ce que l’hélicase commence à dérouler l’ADN (initiation)?
C’est une région riche en quelle base azotée?

A

L’initiation se fait aux “origines de réplication” qui sont des régions riches en AT.

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14
Q

Qu’est-ce que le déroulement de l’ADN par l’hélicase provoque sur le reste de l’ADN?
Quelle enzyme règle ce problème?

A

Séparer un fil torsadé cause plus de tensions + loin sur le fil. Le relâchement du surenroulement de l’ADN est effectué par la topoisomérase.

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15
Q

Comment la topoisomérase fonctionne-t-elle?

A
  1. Elle sent la force de tension
  2. Elle coupe un des deux brin
  3. Elle fait tourner ce dernier pour désenrouler l’ADN
  4. Elle répare la section qui a été coupée
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16
Q

La réplication de l’ADN chez les procaryotes s’effectue à (?) sens.

A

(?) double

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17
Q

Combien y-a-t-il de réplicateur chez les procaryotes?

A

2 car chacune des fourches de réplication possède un réplicateur.

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18
Q

Qu’est-ce que la primase?

A

Une enzyme qui synthétise une amorce d’ARN.

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19
Q

Dans quel sens est placé l’amorce d’ARN?

A

du 3’ vers le 5’

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20
Q

Quelle est la différence entre le brin continu et le brin discontinu au niveau de l’amorce d’ARN?

A
  • Sur le brin continu, une seule amorce est nécessaire pour démarrer la synthèse de l’ADN.
  • Sur le brin discontinu, la primase produit plusieurs amorces à intervalles réguliers, car la synthèse se fait sous forme de courts fragments d’Okazaki.
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21
Q

Quels sont les 3 avantages de l’utilisation d’amorces d’ARN?

A
  • Amorces ajoutées sans contrôle-qualité (basé sur la complémentarité des basees azotées, les erreurs seront corrigées plus tard)
  • L’ARN pourra être facilement reconnu comme “non-ADN” puis dégradé
  • Conservation de l’ADN seulement (dupliqué très facilement)
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22
Q

Quelle enzyme permet la polymérisation de l’ADN?

A

L’ADN polymérase

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23
Q

Dans quel sens l’ADN polymérase fonctionne-t-elle sur le brin continu?

A

De l’amorce d’ARN vers la fouche de réplication

24
Q

Quels sont les 3 types d’enzyme pour la polymérisation chez E. coli?

A
  • ADN polymérase I
  • ADN polymérase II
  • ADN polymérase III
25
Q

Comment se nomment les 4 types d’ADN polymérases les + utilisés chez les mammifères? Et combien en existe-t-il chez l’humain?

A
  • alpha
  • beta
  • gamma
  • delta

Il en existe 14 chez l’humain

26
Q

La synthèse de l’ADN polymérase progresse tjrs en direction (1) vers (2).

A

(1) 5’
(2) 3’

27
Q

L’élongation de la chaîne via un transfert de groupement (?)
Quel lien peut être formé?

A

(?) nucléotidyle
Un lien phosphodiester peut être formé.

28
Q

Comment sont aussi appelés les brins continu et discontinu?

A

brin avancé et brin retardé

29
Q

Comment est synthétisé le brin retardé d’ADN?

A

Il est synthétisé de façon discontinue, en petits fragments 5’ vers 3’ dans le sens opposé à celui du déplacement de la fourche.

30
Q

Comment se nomment les petits fragments d’ADN sur le brin retardé?

A

fragments d’Okasaki

31
Q

Comment le brin retardé obtient une forme continue?

A
  • Rnase digère l’amorce d’ARN
  • ADN polymérase I ou delta remplace l’amorce par de l’ADN
  • ADN ligase relie les fragments d’Okasaki adjacents
32
Q

Quelles sont les 3 caratéristiques de la Rnase qui lui permet de dégrader les amorces d’ARN?

A
  • Hydrolyse le brin d’ARN dans un double brin hybride ADN:ARN
  • Libère les extrémités 5’-phosphate et 3’-OH
  • Elle possède un domaine HBD qui reconnait les hybrides ARN-ADN et un domaine catalytique (domaine H)
33
Q

Comment est effectué le contrôle-qualité par l’ADN polymérase?

A
  • Elle ajoute un nouveau nucléotide seulement lorsque le précédent est complémentaire au brin-matrice
  • Elle a aussi une activité 3’-5’ exonucléase (elle peut reculer et corriger les erreurs)
34
Q

Pourquoi une erreur dans l’ARN est moins grave que dans l’ADN?

A
  • L’ARN a une courte demi-vie
  • L’ADN répliqué est transmis pour les générations futures (ce qui causerait des mutations et problèmes génétques)
35
Q

Comment se termine la réplication chez les procaryotes?

A
  • site de terminaison à l’opposé de l’origine de réplication sur le chromosome circulaire
  • cette région porte des séquences servant de sites de liaison à une prot de fixation au terminateur (prot tus)
  • la prot tus empêche la fourche de dépasser cette région en inhibant l’activité hélicase du réplicateur
36
Q

Comment se termine la réplication chez les eucaryotes?

A

La réplication se termine lorsque les deux réplisomes provenant de deux origines de réplications différentes se rencontrent.
Réplisome: complexe multiprotéique dynamique qui coordonne la réplication de l’ADN. (Contient hélicase, primase, etc.)

37
Q

Quel est un autre facteur de la lenteur du glissement de la fourche de réplication chez les eucaryotes?

A

La fixation d’histones à l’ADN et son empaquetage en nucléosome.

38
Q

Donne 2 exemples de dommages à l’ADN qui sont des freins pour sa réplication.

A
  • exposition aux rayons UV
  • exposition aux rayons X
  • Mammographie
  • Cigarette
  • PET scan
39
Q

Quelle est la seule macromolécule que la cellule peut réparer? Et pourquoi?

A

L’ADN, car
* les lésions dans l’ADN menacent plus l’intégrité de l’organisme que le surcroit de dépenses énergétiques investi dans sa réparation
* la cellule ne tire aucun avantage à réparer ses autres types de macromol.

40
Q

Pourquoi l’ADN endommagé menace l’organisme?

A

Car les lésions touchant un gène codant pour une prot essentielle peuvent entrainer la mort.

41
Q

Que peut-il arriver si l’ADN mute?

A

Une cellule peut devenir cancéreuse si son ADN a subi bcp de mutations.

42
Q

3 raisons montrent que l’altération de l’ADN est normale et ne conduit pas automatiquement au cancer:

A
  • L’ADN polymérase commet des erreurs (ex: mésappariements peuvent être corrigés)
  • Le métabolisme cellulaire expose l’ADN aux effets dommageables des espèces réactives de l’oxygène.
  • Les agents environnmentaux peuvent endommager physiquement l’ADN (ex: UV, rayons ionisants, agents chimiques).
43
Q

Quelles sont les 5 voies de réparation de l’ADN?

A
  • réparation de dimères de thymines
  • réparation par excision de base (BER)
  • réparation par excision de nucléotide (NER)
  • réparation par jonction des extrémités non-homologues (NHEJ)
  • réparation par recombinaison homologue (HR)
44
Q

Qu’est-ce qui cause la dimérisation des thymines (T^T)? Et pourqui cela pose problème?

A

Les rayons UV provoquent une dimérisation (lien covalent) des thymines empilées de l’ADN bicaténaire. La réplication devient impossible, car les dimères distordent le brin matrice, ce qui empêche l’ADN polymérase d’avancer.

45
Q

Quel est le mécanisme de réparation lorsqu’il y a présence de dimères de thymine? Et en quoi consiste-t-il?

A

La photoréactivation consiste à fixer une photolyase sur l’ADN en face du dimère de thymine.Dès que le complexe ADN-enzyme est activé par la lumière extérieure, la réaction de dimérisation s’inverse.

46
Q

Qu’est-ce que la réparation par excision de base (BER)?

raison du bris + enzymes impliquées

A
  • Des enzymes ADN glycosylases catalysent l’élimination des bases altérées par hydrolyse de la liaison N-glycosidique.
  • Ensuite, une endonucléase vient couper la liaison phosphodiester 5’ à la ribose sans base.
  • L’ADN polymérase reconnait le site sans nucléotide et fixe celui correspondant.
47
Q

Qu’est-ce qui fait que la cytosine peut former l’uracile?

A

La désamination hydrolitique (exposition à l’eau).

48
Q
  1. Pourquoi la formation d’uracile à partir de cytosine est très fréquente?
  2. Pourquoi doit-on réparer cette erreur?
  3. Par quel mécanisme?
A
  1. À cause d’une grande exposition à l’eau.
  2. Car l’uracile ne fait pas partie de l’ADN mais de l’ARN.
  3. BER
49
Q

Qu’est-ce que la réparation par excision de nucléotide (NER)?

raison du bris + enzymes impliquées

A
  • Mécanisme similaire au BER mais souvent utilisé pour les dommages causés par la lumière UV.
  • L’hélicase peut reconnaitre le nucléotide endommagé.
  • L’endonucléase brise le nucléotide (et environ 30 de ses voisins) à l’intérieur de l’ouverture créée par l’hélicase.
  • L’ADN polymérase utilise le brin complémentaire intact comme matrice.
50
Q

Qu’est-ce que la réparation par jonction des extrémités non-homologues (NHEJ)?

raison du bris + enzymes impliquées

A
  • Les radiations causent des cassures de la double hélice.
  • La famille de prot Ku recrute des exonucléases et des polymérases qui font le rognage et allongement des brins.
  • L’ADN ligase finit la réparation.
51
Q

Pourquoi le NHEJ n’est pas un mécanisme parfait?

A

Car il y a une perte d’un peu d’ADN (infos génétiques), mais c’est mieux que de faire la réplication quand on a un brin cassé.

52
Q

Qu’est ce que la recombinaison homologue (HR) et que nécessite-t-elle?

A
  • Nécessite une autre molécule d’ADN double brin homologue.
  • Des prots de recombinaison liant l’ADN simple brin sont nécessaires.
  • Bref, mix entre 2 chromatides soeurs
53
Q

Pourquoi le HR est moins propice aux erreurs?

A

Car il n’y a pas de pertes d’infos génétiques puisque l’ADN polymérase a utilisé un brin homologue pour reconstruire le bris.

54
Q

Quelle mécanisme de réparation est utilisé pour le gène BRCA1/2?

BRCA1/2: associé à certains gènes pour le cancer du sein

A

HR
Défaut de réparation mène à accumulation de mutations et possible cancer

55
Q

Reconstitue la réplication de l’ADN à partir des 7 prots/enzymes.

Qui faait quoi? Dans quel ordre?

A
  1. ORC/dnaA (reconnaissance origine et initiation)
  2. Hélicase (dénature et déroule ADN)
  3. Topoisomérase (empêche surenroulement)
  4. Primase (synthétise amorces ARN)
  5. ADN polymérase delta/alpha (polymérisation de l’ADN)
  6. RNAseH (dégradation amorces ARN)
  7. ADN ligase (relie les fragments d’ADN)