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II. A. Réplication chez les Procaryotes Flashcards

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1
Q

Expérience de Meselson-Stahl (1958)

A

But: comprendre le mécanisme de la réplication des molécules d’ADN.
3 Hypothèses: conservative, semi-conservative, dispersive
Principe: culture de bactéries pendant plusieurs cycles en modifiant le milieu de culture: avec azote lourd (15N) puis azote léger (14N)
Résultats: Pour savoir quel modèle est le bon, l’ADN des bactéries est extrait après la première, la deuxième et la troisième réplications (rappelons nous que les divisions ont été synchronisées donc toutes les bactéries sont au même stade de leur cycle cellulaire en même temps), placé dans une solution de chlorure de Césium et centrifugé. La position des ADN est repérée par une mesure de la densité optique. Cette manipulation permet de séparer les molécules d’ADN selon leur poids. Après la 1ère division (donc première réplication de l’ADN), il n’y a que de l’ADN hybride (contenant14N et15N). Ensuite, après la deuxième réplication, il y a de l’ADN hybride et de l’«ADN14N». Cette configuration ne peut correspondre que à l’hypothèse du modèle semi-conservatif.

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2
Q

3 étapes de la réplication

A
  1. L’initiation: nécessite la reconnaissance ADN perticulière ou doit débuter la réplication
  2. L’élongation: copie des brins d’ADN parentaux
  3. La terminaison: fin de la réplication quand l’ensemble du génome a été copié
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3
Q

OriC

A

Origine de réplication du chromosome bactérien.
Le chromosome bactérien est circulaire -> réplication bidirectionnelle, rapide (qqs dizaines de minutes)
Ce locus est constitué de [séquences consensus]. Ces séquences sont conservées dans l’évolution car elles ont un rôle : elles fixent des [protéines].

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4
Q

Initiation de la réplication chez les procaryotes: les participes

A

DnaA, B, C
Gyrase
DnaG Primase
SSB (single strand binding protein)
ADN polymérase

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5
Q

Rôle de DnaA dans la réplication procaryotique

A

Il reconnait les 4 séquences de 9pb (â proximité de 3 séquences de 13pb riches en A-T répétées en tandem. Ces séquences consensus forment OriC)

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6
Q

Rôle du DnaB et DnaC dans la réplication procaryotique

A

DnaB hélicase est une enzyme qui permet l’ouverture de la chaîne d’ADN et le recrutement d’autres protéines.
Initialement, lorsque DnaB se lie à dnaA, il est associé à dnaC, un régulateur négatif. Après la dissociation de DnaC, DnaB se lie à dnaG.
L’hélicase DnaB est le produit du gène dnaB.

dnaC est un facteur de charge qui se complexe avec l’extrémité C-terminale de l’hélicase dnaB et l’empêche de dérouler l’ADNdb au niveau d’une fourche de réplication. Un DnaB et un DnaC s’associent près de l’origine liée à l’DnaA pour chacun des DnaBs. Un complexe dnaB-dnaC est orienté dans la direction opposée à l’autre complexe dnaB-dnaC en raison de la nature antiparallèle de l’ADN. Parce qu’ils sont orientés dans des directions opposées, un complexe dnaB-dnaC se complexera avec dnaA de l’extrémité N-terminale de dnaB tandis que l’autre complexe dnaB-dnaC se complexera avec dnaA de la dnaC. Après l’assemblage de dnaG sur l’extrémité N-terminale de dnaB, dnaC est libéré et dnaB sera autorisé à commencer à dérouler l’ADNdb pour faire de la place à l’ADN polymérase III pour commencer à synthétiser les brins filles.

Cette interaction de dnaC avec dnaB nécessite l’hydrolyse de l’ATP.

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7
Q

Rôle du SSB (single strand binding protein) dans la réplication procaryotique

A

Stabiliser les régions simple brin

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8
Q

Combien d’ADN Polymérases interviennent dans la réplication chez E.coli?

A

ADN pol I
ADN pol III
Il existe ches E.coli une 3ème protéine: ADN Pol II qui n’intervient pas dans la réplication mais dans la réparation.

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9
Q

Sens de la polymérisation

A

5’ vers 3’ du brin en cours de synthèse

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10
Q

Les étapes de la réplication chez E.Coli à la fourche de réplication

A
  1. Ouverture ADN
  2. Primase = RNAPol : synthèse d’une amorce ARN d’environ 10 nucléotides
  3. Elongation de l’amorce par DNApol III
    La synthèse du brin précoce est continue et suit l’ouverture de l’ADN (DnaB, Gyrase, SSB)
  4. Poursuite synthèse brin précoce (continu). Synthèse du brin secondaire ou tardif: amorce ARN mise en place (primase) et élongation de l’amorce par DNA Pol III.
  5. Brin précoce: Poursuite ouverture ADN et synthèse
    Brin tardif: 2ème amorce ARN mise en place par la primase puis élonguée par DNAPol III w: synthèse discontinnue: génération de fragments = fragments d’Okazaki (1000-2000 nuc)
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11
Q

Rôle du RNAPol dans l’étape de l’élongation

A

Synthèse d’une amorce ARN d’environ 10 nucléotides

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12
Q

Rôle du DNApolIII dans l’étape de l’élongation

A

Elongation de l’amorce: holoenzyme de la DNA Pol III (dimère) assure à la fois la synthèse de:
- brin précoce (3’-5’)
- brin tardif (5’-3’) : contient des fragments d’Okazaki

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13
Q

Rôle du DNA Pol I

A
  • Exonucléasique 5’-3’ : dégradation de la première amorce l’ARN à partir de son extrémité 5’ P libre sur le brin tardif (fragment 1)
  • Polymérasique 5’-3’ : en prenant pour amorce l’extrémité 3’ OH libre du 2ème fragment d’Okazaki; synthèsecd’ADN
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14
Q

Rôle du Ligase dans l’élongation

A

Lie ensemble les 2 fragments en reconstituant une liaison 5’-3’ phosphodiester

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15
Q

Étapes de la terminaison

A
  • Protéine Tus reconnait et fixe aux séquences de Terminaison
    La fourche peut passer à travers Tus orientée dans une direction
    La fourche est bloqué si Tus dans l’autre orientation.
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16
Q

Taux d’erreur de l’ADN Pol III

A

1/10^5
Elle corrige certaines de ses erreurs grâce à son activité “proofreading” ou fonction d’édition

17
Q

Taux d’erreur final de la réplication d’E.coli

A

1/10^8 - 10^10 bases = 1erreur / génome pour environ 1000 cycles de réplication (génome 4.10^6 bases)

18
Q

V/F: Mécanisme de correction de mésappariement (Mismatch repair) intervenant pendant la réplication

A

Faux. Après

19
Q

Des protéines impliquées dans la réparation des mésappariements

A

Mut S
Mut H
Mut L

20
Q

MutS

A

se fixe sur les bases mal appariées

21
Q

le système MutHLS

A

Le processus de réparation des mésappariement de l’ADN chez Escherichia coli.
Le système reconnait efficacement les mésappariements depuis une simple base et jusqu’à 4 nucléotides, voire davantage.

Les étapes sont les suivantes :

reconnaissance du mésappariement par MutS ;
confirmation par recrutement de MutL ;
reconnaissance du brin méthylé par MutH, une endonucléase qui interagit avec MutL ;
coupure du brin non méthylé par MutH ;
digestion du brin non méthylé depuis la coupure jusqu’à la lésion par une exonucléase, après déroulement progressif du duplexe par une hélicase ;
resynthèse par l’ADN polymérase III ;
suture du brin par l’ADN ligase.

22
Q

Fonctionnement du MutH

A

entaille le brin fils en 5’ de l’erreur.
L’informatio qui permet à MutH de diffférencier les 2 brins est donnée par des méthylations assurées par le système Dam (DNA adenine methylation)
Méthylation sur les adénines en N6 en suivant motif pallindromique.
Le brin parental est méthylé au niveau de tous les motifs GATC; comme la méthylation s’effectue d’une manière un peu décalée par rapport à la réplication, le brin nouvellementcsynthétisé est moins méthylé juste après sa synthèse, ce qui permet à MutH de faire kla distinction et de couper au niveau des GATC non méthylés.

23
Q

Quelle protéine qui se fixe spécifiquement sur les 4 séquences consensus de 9pb au niveau de Ori C ?

A

Dna A

24
Q

Quelle protéine qui se fixe spécifiquement sur les 3 séquences consensus de 13pb au niveau de Ori C ?

A

Dna B

25
Q

Quelle protéine va commencer à dérouler l’ADN au niveau de Ori C exerçant ainsi son activité hélicase ?

A

Dna B

26
Q

Quelle enzyme élimine les torsions dues au déroulement de l’ADN?

A

Gyrase

27
Q

Quelle protéine va recouvrir le simple brin qui apparait du fait de l’ouverture de la double hélice d’ADN pour le protéger?

A

SSB

28
Q

Quelle protéine apparentée aux histones assure une bonne architecture du chromosome bactérien?

A

HU

29
Q

Système de réparation

A

Quand le système d’édition de la DNA Pol I et la DNA Pol III sont pris en défaut et qu’il reste des erreurs.
La protéine [MutS] se fixe sur les bases mal appariées. La protéine [MutH] entaille le brin fils en 5’ de l’erreur. La protéine [MutL] retrouve l’entaille en glissant sur l’ADN. Elle guide ainsi une [DNA pol I] qui comble la brèche qu’elle creuse. La liaison phosphodiester 3’-5’ manquante au niveau du brin néo-synthétisé est réalisée par une [ligase].

30
Q

A quels modifications de l’ADN Mut H est-il sensible?

A

Méthylations

31
Q

Par quels motifs sont portées ces modifications?

A

GATC

32
Q

Quel brin va être coupé par MutH?

A

Non méthylé

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