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Genetics > Intra 2 - Cours 3 > Flashcards

Intra 2 - Cours 3 Flashcards

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1
Q

La réplication de l’ADN se fait pendant quelle phase du cycle cellulaire?

A

La phase S.

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2
Q

Quelle est la molécule qui est porteuse de l’information génétique?

A

L’acide désoxyribonucléique (ADN).

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3
Q

Est-il vrai que des mutations de l’ADN peuvent entraîner des changements au niveau des protéines?

A

Oui, mais ce n’est pas toujours le cas.

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4
Q

Nommez les cinq caractéristiques de l’ADN la rendant propice à son rôle de “gardien de l’information génétique”.

A
  1. Sa réplication fidèle
  2. Sa double hélice
  3. La complémentarité des brins
  4. La réparation est efficace
  5. Le transfert de l’information génétique
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5
Q

Pourquoi est-ce que l’ADN joue un rôle important dans l’évolution des espèces?

A

Car sa structure permet la recombinaison et les mutations.

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6
Q

Quel est le but de la réplication de l’ADN?

A

Le but est de transférer l’information génétique à la génération suivante.

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7
Q

Quelle est la caractéristique de l’ADN qui est importante et essentielle au niveau de la transmission de l’information génétique et au niveau du maintien des caractéristiques des espèces?

A

La transmission par une cellule à ses deux cellules filles exige la réplication fidèle de l’ADN de la cellule initiale.

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8
Q

Lorsque la structure de l’ADN a été connue, quels ont été les mécanismes de réplication proposés? (3)

A
  1. Réplication conservative
  2. Réplication semi-conservative
  3. Réplication distributive
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9
Q

Quel est finalement le mécanisme de réplication de l’ADN et comment a-t-il été déterminé?

A

Les expériences de Meselson et Stahl ont clairement démontré que l’ADN est répliqué de manière semi-conservative.

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10
Q

Comment est-ce que l’expérience de Meselson et Stahl a permis de déterminer que la réplication de l’ADN est semi-conservative?

A
  1. Les bactéries poussent dans un milieu contenant du N15, rendant l’ADN “lourd”.
  2. Au temps 0, les bactéries sont transférées dans un milieu contenant du N14 (ADN légers). Ils sont récoltés à différents temps, chacun correspondant à un nombre croissant de générations.
  3. L’ADN est ensuite récupéré et centrifugé sur un gradient de CsCl, séparant ainsi l’ADN selon sa densité.
  4. Après un cycle de réplication, chaque molécule-fille contient un brin hérédité d’un de ses parents (N15) et un brin nouvellement synthétisé (N14), ce qui donne naissance à une molécule de densité intermédiaire.

Avec les générations un nombre de plus en plus grand de molécule “légères” sont observées, ainsi la réplication de l’ADN est semi conservative.

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11
Q

Quels éléments (structures) sont nécessaires à l’ADN polymérase pour la réplication de l’ADN?

A
  1. Un brin gabarit
  2. Une amorce (extrémité 3’ -OH)
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12
Q

Lors de la réplication de l’ADN, l’ADN polymérase ajoute un à un des nucléotides à l’extrémité 5’ d’une chaîne néoformée d’ADN. Vrai ou faux?

A

Faux. Elle ajoute les nucléotides à l’extrémité 3’ -OH.

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13
Q

Comment est-ce que les nucléotides sont appariés sur le brin matrice?

A

L’identité du nucléotide ajoutée à la chaîne naissante est fixée par apparaement de type Watson-Crick au brin matrice. (A-T et C-G)

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14
Q

Quel lien chimique créer l’ADN polymérase lors de la synthèse du nouveau brin?

A

L’enzyme synthétise l’ADN en catalysant la formation du lien phosphodiester entre le nucléotide (cNTP) entrant et la chaîne naissante.

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15
Q

Décrivez comment les ADN polymérases positionnent les nucléotides lors de la synthèse du brin néosynthétisé.

A

Les ADN polymérases positionnent les nucléotides triphosphates en face d’un ADN simple brin matrice, de telle sorte que le brin néosynthétisé soit allongé dans le sens 5’ vers 3’.

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16
Q

Dans quel sens se fait la synthèse du nouveau brin et comment se fait la lecture du brin?

A

La synthèse se fait dans le sens 5’ vers 3’ et la lecture se fait dans le sens 3’ vers 5’.

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17
Q

Lors du mécanisme de la synthèse de l’ADN, qu’est-ce qui engendre l’extention de l’extrémité 3’ de l’amorce d’un nucléotide.

A

L’attaque nucléophile de l’extrémité 3’-OH de l’amorce sur le phosphate alpha du dNTP entrant.

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18
Q

Résumez le mécanisme de la synthèse de l’ADN.

A
  1. L’extrémité 3’-OH déclenche une attaque nucléophile sur le phosphate alpha du dNTP.
  2. La première étape engendre l’extension de l’extrémité 3’ de l’amorce du nucléotide et l’élimination d’une molécule de pyrophosphate.
  3. Le pyrophosphate est hydrolysé en deux molécule de phosphate (pyrophosphate).
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19
Q

La réplication de l’ADN est uni-directionnelle ou bi-directionnelle?

A

Bi-directionelle, sur les deux brins.

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20
Q

Comment est-ce qu’on a découvert que la réplication et uni-directionnelle ou bi-directionnelle? Décrivez l’expérience.

A

Un organisme se réplique en présence d’une faible quantité de thymidine (H3), ce qui permet de marquer l’ADN et de le rendre visible sur un audiogramme.
Si on ajoute une grande quantité de thymidine pendant quelques secondes avant d’isoler l’ADN on peut marquer les bases seulement qu’à la fourche de réplication.
Si un seul point de branchement est marqué -> Réplication unidirectionnelle.
Si deux point de branchement sont marqués -> Réplication bidirectionnelle.

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21
Q

Au cours de la réplication, est-ce que les deux brins fils sont synthétisés dans le sens 5’ vers 3’?

A

Oui.

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22
Q

Comment est-ce que les brins avancé et retardé sont-ils synthétisés? (continu/discontinu)

A

La brin avancé est synthétisé de manière continue et le brin retardé est synthétisé par des fragments discontinus.

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23
Q

Chez les procaryots, le cycle de réplication de plusieurs phages dont le génome est composé d’ADN simple brin (+) montrent-ils un mode général commun de réplication?

A

Oui.

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24
Q

La synthèse de quelle structure permet la formation d’une forme réplicative double brin? (Lors de l’infection chez les procaryotes)

A

Le génome permet la synthèse d’un brin (-) complémentaire pour former cette forme réplicative.

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25
Q

La forme réplicative double brin sert de matrice pour la réplication de grandes quantités de brins génomiques de type (+) qui seront incorporés dans les phages. Comment se nomme cette technique? (procaryotes)

A

La technique de réplication en cercle.

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26
Q

Quel type de brins seront incorporés dans les phages lors de la technique de réplication en cercle?

A

Les brins génomiques de type (+).

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27
Q

Quel type d’ADN possède le bactériophage M13?

A

Un ADN circulaire simple-brin (+).

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28
Q

Que se passe-t-il lors de la première étape de la réplication du bactériophage M13?

A

Le brin (-) de l’ADN du phage M13 est répliqué à partir du brin (+) pour former un intermédiaire de réplication double-brin (un duplex de réplication).

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29
Q

Quelle enzyme crée une extrémité -OH libre servant d’amorce à la synthèse de l’ADN et comment s’y prend-t-elle? (réplication chez le bactériophage M13)

A

Une primase (ARN polymérase) place une amorce ARN près de la structure en tige-boucle, ce qui crée l’extrémité -OH libre.

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30
Q

Comment se fait la réplication chez le bactériophage M13?

A

De manière continue tout au long de la molécule.

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31
Q

Lors de la réplication chez le bactériophage M13, comment est-ce que l’amorce ARN est éliminée? (enzyme)

A

Elle est éliminée par l’ADN polymérase I et est remplacée par de l’ADN.

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32
Q

Quel est le rôle de la ligase dans la réplication chez le bactériophage M13?

A

Elle scelle la césure formée.

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33
Q

Que ce passe-t-il lors de la deuxième étape de la réplication chez le bactériophage M13? Mentionnez la technique utilisée.

A

La synthèse des brins (+) par la technique de réplication en cercle.

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34
Q

Qu’est-ce que la technique de réplication en cercle permet lors de la deuxième étape de la réplication chez le bactériophage M13?

A

Elle permet de répliquer de grandes quantités de brin génomique de type (+).

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35
Q

Lors de la deuxième étape de la réplication chez le bactériophage M13, comment est-ce que l’extrémité 3’-OH libre dans le brin (+) est-elle formée et à quoi sert-elle?

A

La forme réplicative double brin est coupée ce qui crée extrémité 3’-OH.
Ce groupement sert d’amorce à la synthèse du brins (+).

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36
Q

Lors de la synthèse du brin (+), quelle structure est utilisée comme matrice? (Réplication chez le bactériophage M13)

A

Le brin (-).

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37
Q

L’ADN polymérase peut faire seulement un tour de synthèse sur la molécule. Vrai ou faux?
(Réplication chez le bactériophage M13)

A

Faux. L’ADN polymérase peut continuer la synthèse pendant plusieurs tours. (Cercle roulant)

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38
Q

Le fait que l’ADN puisse continuer la synthèse pendant plusieurs tours permet quoi? (Réplication chez le bactériophage M13)

A

Cela permet de générer de longs concatémères d’ADN simple brin (+).

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39
Q

À la fin de la deuxième étape de la réplication chez le bactériophage M13, qu’est-ce qui sera encapsidés dans les phages et comment est-ce que cette molécule est formée?

A

Les concatémères d’ADN simple (+) produits sont clivés en génome unitaire.
Ce sont ces génomes unitaires qui seront encapsidés dans les phages.

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40
Q

Quel type d’ADN le bactériophage phiX174 contient-il?

A

De l’ADN simple-brin circulaire (+).

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41
Q

Lors d’une infection du bactériophage phiX174, comment est-ce que le brin (-) est synthétisé? (Quelles enzymes/strucutres sont impliquées)

A

Par l’action du primosome et de l’ADN polymérase III.

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42
Q

De quoi est formé le primosome?

A

L’origine de réplication est d’abord reconnue par des protéines qui forment le pré-primosome.

L’hélicase DnaB et la primase viennent former le primosome.

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43
Q

De quel modèle de réplication d’ADN est emprunté le bactériophage phiX174?

A

La modèle de réplication discontinue de l’ADN.

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44
Q

Le complexe (le primosome) se déplace dans le sens contraire à la réplication du bactériophage phiX174. Vrai ou faux?

A

Vrai.

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45
Q

Quel est le rôle de la primase dans la réplication du bactériophage phiX174?

A

Elle s’arrête quelques fois lors de la réplication pour inverser sa course et synthétiser une amorce ARN.

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46
Q

À quoi servent les amorces ARM synthétisées par la primase lors de la réplication du bactériophage phiX174 et que leur arrivent-il? (Indiquez les enzymes impliquées et leur rôle)

A

Chaque amorce permet la réplication de l’ADN par l’ADN polymérase III.
Les amorces sont ensuite enlevées pas l’ADN polymérase I.
Les césures sont ensuite réparées par l’ADN ligase.

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47
Q

Comment se déroule la synthèse du brin (+) lors de la réplication du bactériophage phiX174?

A

Par une variante du mécanisme des cercles tournants.

La technique est la même que pour le phage M13, sauf que le génome (+) néo-synthétisé est clivé à chaque tour.

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48
Q

Est-ce que la réplication de l’ADN commence à un site d’initiation précis? (Réplication chez les procaryotes)

A

Oui.

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49
Q

Résumé l’initiation de la réplication de l’ADN chez les procaryotes en trois grandes étapes.

A
  1. L’ADN s’enroule autour de protéines ;
  2. Ouverture des brins au niveau des séquences répétées ;
  3. Le complexe ouvert lie ensuite les hélicases DnaB.

L’ADN peut à ce moment être déroulé afin de préparer le complexe pour l’amorçage de la réplication bidirectionnelle.

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50
Q

Décrivez l’enroulement de l’ADN autour des protéines. (Réplication chez les procaryotes)

A

Plusieurs molécules DnaA se lient aux séquences 9-mère répétées au site d’origine, permettant à l’ADN de s’enrouler autour des protéines.

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51
Q

À quoi sert l’enroulement de l’ADN au niveau de l’initiation de la réplication de l’ADN? (Réplication chez les procaryotes)

A

Elle facilite l’ouverture des brins au niveau des séquences répétées de 13 nucléotides riches en A : T.

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52
Q

La régulation de l’initiation peut se faire à quels niveaux (2).

A
  1. La concentation et la disponibilité de la protéine DnaA ;
  2. La méthylation de l’ADN.
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53
Q

La réplication de l’ADN est régulées par quelles molécules? (2)

A
  1. La DnaA-ATP (sa quantité) ;
  2. SeqA.
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54
Q

Avant la réplication de l’ADN, les deux brins de l’ADN sont méthylés ou non?

A

Ils sont méthylés.

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55
Q

La réplication de l’ADN fait en sorte que quel brin soit méthylé?
(Réplication chez les procaryotes)

A

Le brin parental.

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56
Q

À quoi sert la protéine SeqA et où se lie-t-elle?

A

La présence de la SeqA empêche la reméthylation du nouveau brin ainsi que la liaison de DnaA au site ori C (site d’origine) elle se lie à l’ADN himéthylé.
(Réplication chez les procaryotes)

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57
Q

Que ce passe-t-il lorsque la SeqA se dissocie temporairement de l’ADN? (Réplication chez les procaryotes) Nommez l’enzyme impliquée.

A

La méthyltransférase Dam peut méthyler le brin néosynthétisé, ce qui empêche une nouvelle fixation de SeqA.

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58
Q

Que se passe-t-il lorsque les brins sont biméthylés? (Réplication chez les procaryotes)

A

La protéine DnaA peut fixer le site d’origine de réplication OriC et initier la réplication.

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59
Q

Les sites de terminaisons TerF, TerB et TerC laisse passer les réplisomes qui se déplace dans quel sens? Et qu’en est-t-il des sites de temrinaisons TerA, TerD et TerE? (Réplication chez les procaryotes)

A

Les sites de terminaison TerF, TerB et TerC : Laissent passer les réplisomes qui se déplace dans le sens antihoraire et bloquent ceux qui se déplace dans l’autre sens ;

Les sites de terminaison TerA, TerD et TerE : Laissent passer les réplisomes qui se déplace dans le sens horaire et bloquent ceux qui se déplace dans l’autre sens

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60
Q

À quelle protéine sont associés les sites de terminaison TerF, TerB et TerC? (Réplication chez les procaryotes)

A

La protéine Tus.

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61
Q

Quel est le résultat d’avoir différents sites de temrinaisons pour les différents réplisomes? (Réplication chez les procaryotes)

A

Les deux fourches de réplication partant du site oriC vont se rencontrer entre les sites Ter de sens opposés.

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62
Q

L’activité de quelle enzyme est nécessaire pour séparer les 2 molécules d’ADN après la réplication ?

A

La topoisomérase.

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63
Q

Lorsque l’ADN est dénaturé au site d’origine et que les hélicases sont posées, lors de la réplication du génome bactérien, qu’est-ce que les hélicases recrutent afin de commencer la synthèse des brins continus de façon bidirectionnelle?

A

Chaque hélicase recrute une primase qui synthétise une amorce ARN.

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64
Q

Quelle enzyme reconnait l’amorce ARN et qu’est-ce qu’elle permet?

A

L’ADN polymérase III reconnait l’amorce ARN et la synthèse de l’ADN commence. (Réplication chez les procaryotes)

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65
Q

À quel moment est-ce que la synthèse du brin discontinu est-elle initiée?

A

Elle est initiée, dans chaque direction, lorsque l’hélicase a franchit ~ 1000 nucléotïdes. À ce moment, une deuxième amorce ARN est synthétisée sur l’autre brin pour initier la synthèse du brin discontinu.

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66
Q

Chaque fourche de réplication de réplication assure la réplication non-simultanée des deux ADN simple brin issus de l’ADN double brin parental. Vrai ou faux? (Réplication chez les procaryotes)

A

Faux, la réplication est simultanée.

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67
Q

Quel type d’expérience a permis de mettre en évidence les fragments d’Okazaki?

A

Une expérience simple d’électrophorèse.

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68
Q

Décrivez l’expérience qui a permis de mettre en évidence les fragments d’Okazaki.

A

Les cellules sont marquées à la thymidine H3 pendant un très court temps, puis lysées;

L’ADN est isolé et dénaturé avant d’être analysé par électrophorèse et autoradiographie;

Une bande de poids moléculaire faible correspondant aux fragments d’Okazaki du brin retardé peut être observée.

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69
Q

Quelles ont été les résultats et les conclusions de l’expérience de marquage des frangments d’Okazaki?

A

Dans un milieu sans radioactivité, l’ADN marqué isolé migre vers un plus haut poids moléculaire en fonction de temps.

Ceci indique que les fragments sont de plus en plus longs et donc sont liés de façon covalente à des molécules d’ADN plus longue.

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70
Q

Qu’est-ce que la réplication semi-discontinue? Décrivez cette réplication. (Précisez les sens)

A

Les deux brins sont répliqués simultanément :

Le brin avancé est répliqué de façon continue dans le sens 5’ -> 3’ dans le même sens que la fourche de réplication.

Le brin retardé est également synthétisé dans le sens 5’ -> 3’, mais d’une manière discontinue, sous la forme des fragments d’Okazaki.

71
Q

Quels sont les problèmes rencontrés lors de la réplication de l’ADN? (4)

A
  1. Le sur-enroulement des brins d’ADN ;
  2. La séparation des brins ;
  3. L’initiation et réplication ;
  4. La réparation du brin retardé.
72
Q

Nommez les sept molécules impliquées dans la réplication de l’ADN.

A
  1. La topoisomérase
  2. L’hélicase (Dna B)
  3. Des protéines liant l’ADN simple-brin
  4. La primase (ARN polymérase)
  5. L’ADN polymérase III
  6. L’ADN polymérase I
  7. L’ADN ligase
73
Q

La synthèse de l’ADN s’effectue au moyen d’enzymes. Vrai ou faux?

A

Vrai.

74
Q

Quelle est la principale enzyme de la réplication chez les procaryotes, qui assure l’allongement de la chaîne au cours de sa réplication? Sous quelle forme se présente-t-elle?

A

L’ADN polymérase III, elle se présente sous forme de dimères composés chacun de 10 éléments.

75
Q

Quel est le rôle de l’ADN polymérase I dans la réplication de l’ADN, comment appelle-t-on le processus qu’elle emploie?

A

Elle enlève l’Amorce ARN et répare les brins d’Okasaki, ce processus se nomme translation de césure.

76
Q

Quel est le rôle de la primase (ARN polymérase) ?

A

Elle permet de synthétiser les amorces nécessaires à la réplication.

77
Q

Quelle enzyme catalyse la formation d’un lien phosphodiester qui scelle la césure et rétablit la continuité du brin retardé?

A

La ligase.

78
Q

Qu’est-ce qui engendre des surenroulements positifs dans l’ADN?

A

Le déplacement de la fourche de réplication.

79
Q

Quelle enzyme permet d’éliminer les surenroulements positifs dans l’ADN et en quoi sont-ils convertis?

A

Les topoisomérases éliminent les surenroulements positifs et les convertissent en surenroulements négatifs.

80
Q

Pourquoi est-il utile de tranformer les surenroulements positifs en surenroulements négatifs?

A

Ils permettent de garder l’ADN sous une topologie optimale.

81
Q

Nommez deux fonctions de la topoisomérase II.

A
  1. Elle permet de libérer les 2 génomes circulaires nouvellement synthétisés ;
  2. Elle empêche l’enchevêtrement des brins nouvellement synthétisés.
82
Q

Quel est le rôle des ADN hélicase et quelle est sa forme?

A

Les ADN hélicases séparent les deux brins de la double hélice.

Ce sont des complexes hexamédriques adoptant la forme d’un anneau autour de l’ADN.

83
Q

À quel moment est-ce que l’ADN hélicase se déplace sur l’ADN dans le sens 5’ -> 3’?

A

En présence d’ATP.

84
Q

L’ADN hélicase est-elle liée à la matrice du brin discontinu ou continu?

A

Brin discontinu. (retardé)

85
Q

L’association à quelle structure permet d’augmenter l’efficacité de l’ADN hélicase?

A

Au complexe gamma de la Pol III.

86
Q

Nommez une protéine qui est une hélicase.

A

La protéine dnaB.

87
Q

À quoi servent les protéines liant l’ADN simple-brin?

A

Elles empêchent leur ré-association. (Des ADN simple-brin)

88
Q

Résumez le mécanisme de réplication des fragments d’Okazaki. (Inclure le nom des enzymes impliquées)

A

Les ADN polymérases doivent disposer de la présence d’un gorupement 3’-OH libre pour pouvoir allonger un brin d’ADN.

Le groupement est fourni par des amorces d’ARN synthétisées par la primase.

89
Q

Lors de la synthèse de l’amorce ARN, la primase doit synthétiser l’amorce dans la même direction du déplacement de l’hélicase. Vrai ou faux?

A

Faux, dans la direction opposée au déplacement de l’hélicase.

90
Q

L’interaction entre quelles enzymes est nécessaire pour la synthèse de l’amorce sur le brin retardé?

A

La primase et l’hélicase.

91
Q

Quels sont les modèles proposés pour expliquer le mécanisme de la synthèse de l’amorce? (3)

A
  1. Une pause dans le mouvement du réplisome ;
  2. La dissociation de la primase du primosome ;
  3. Le réplisome continue son mouvement et la primase y reste associé, engendrant une boucle d’ADN lors de la synthèse de l’amorce.
92
Q

Pourquoi est-ce que le brin avancé est répliqué de façon continu alors que le brin retardé est répliqué au moyen des fragments d’Okazaki?

A

Car l’ADN ne peut être répliqué que dans la direction 5’ -> 3’.

93
Q

Par quoi débute la synthèse de l’ADN?

A

Par une amorce ARN qui est déposée par la primase.

94
Q

Qu’est-ce que l’holoenzyme Pol III décrivez sa structure?

A

Il s’agit d’une sous-unité de l’ADN polymérase III.

Elle est constiuée de trois domaines :

  • Deux exemplaire du noyau ;
  • Un exemplaire du complexe gamma qui porte la pince coulissante.
95
Q

Décrivez le complexe gamma de l’holoenzyme Pol III.

A

Il contient 2 copies de la protéaine tau. Chacune relie une copie du noyau au complexe poseur de la pince coulissante.

96
Q

Résumez les éléments protéiques de l’holoenzyme Pol III et leurs fonctions. (3)

A
  1. Le noyau, constitué de 3 sous-unités : Possède la fonction polymérase (5’ -> 3’) et les activités exonucléases (correction d’erreurs) (3’ -> 5’) ;
  2. La pince coulissante beta : Permet la synthèse de long fragments d’ADN ;
  3. Le complexe gamma : Module l’activité de Pol III. Il sert entre autres de transférer la pince coulissante à la matrice portant l’amorce.
97
Q

Quelle structure de l’holoenzyme Pol III fixe l’hélicase sur le brin discontinu?

A

Le complexe gamma.

98
Q

Décrivez la pince coulissante beta de l’holoenzyme Pol III et sa fonction.

A

Elle est formée de deux unités monomériques.

L’ADN se place au centre de l’axe et la pince permet la progressivité de l’ADN polymérase en favorisant son association avec l’ADN.

99
Q

Afin de catalyser l’ouverture de la ponce coulissante, le poseur d’anneau doit être lié à l’ATP. Vrai ou faux?

A

Vrai.

100
Q

Que se passe-t-il lorsque le poseur d’anneau est lié à de l’ATP lors de la réplcationde l’ADN?

A

Il se lie à la pince coulissante et l’ouvre au niveau d’une de ses sous-unités.

101
Q

À quoi sert l’ouverture au niveau d’une des sous-unités de la pince coulissante par le poseur d’anneau?

A

Cela permet la formation d’un complexe prêt à se lier à l’ADN.

102
Q

Que se passe-t-il lorsque le complexe formé (pince coulissante et anneau) se lie aux jonction amorce-matrice? (2)

A

L’anneau est placé autour de l’ADN double brin et l’ATP est hydrolysé.

103
Q

Suite au positionnement de l’anneau autour de l’ADN double-brin, que se passe-t-il au niveau du complexe poseur d’anneau et pince coulissante?

A

Lorsque lié à l’ADP, le poseur quitte le complexe, laissant l’anneau formé positionné sur l’ADN double brin de la jonction amorce-matrice.

104
Q

Résumez comment la fourche de réplication est reliée aux copies du noyau de Pol III, aux pinces coulissante, au complexe gamma, à l’hélicase DnaB et la primase.

A

La fourche de réplication est fixée par un complexe comprenant deux copies du noyau de Pol III qui sont liées à des pinces coulissantes et au complexe gamma. L’hélicase DnaB et la primase sont associées au brin retardé.

105
Q

Décrivez en cinq étapes la coordination des deux ADN polymérases à la fourche de réplication.

A
  1. L’ADN Pol III est en contact avec l’hélicase qui se déplace sur la matrice du brin retardé. Un des noyaux synthétise le brin continu et l’autre le brin discontinu. (Des protéines fixent les régions simple brin) ;
  2. Périodiquement, la primase joint l’hélicase et synthétise une amorce ARN sur la matrice du brin retardé ;
  3. Quand l’ADN Pol III du brin discontinu a terminé un fragment d’Okasaki, elle se sépare de l’anneau coulissant et de l’ADN, mais reste liée au poseur d’anneaux coulissants ;
  4. La région constituée par la matrice du brin discontinu et l’amorce ARN la plus récente devient la cible du poseur d’anneaux coulissants qui y dépose un nouvel anneau ;
  5. L’ADN Pol III du brin discontinu prend contact avec ce nouvel anneau et commence la synthèse de l’ADN du nouveau fragment d’Okazaki.
106
Q

Quels sont les deux modèles par lequel la machine de réplication peut fonctionner?

A
  1. Les deux hélicases sont séparées : Les deux ADN hélicases sont indépendantes, donc les réplisomes se déplacent sur l’ADN ;
  2. Les deux hélicases sont associées : Donc les réplisomes sont immobiles et c’est l’ADN qui bouge.
107
Q

Décrivez la réplication de l’ADN lorsque les deux hélicase sont séparées.

A

Une copie de l’enzyme réplique le brin du haut et l’autre copie le brin du bas. La Pol III assure la réplicationdes deux brins parentaux (2 matrices) au niveau de la fourche à laquelle elle est associée.

108
Q

Décrivez la réplication de l’ADN lorsque les deux hélicase sont associées.

A

Les deux copies de l’enzyme répliquent le même brin. Donc chaque holoenzy,e assure la réplication d’un seul brin parental (même matrice).

109
Q

Quelles sont les deux fonctions enzymatiques de l’ADN polymérase III? (Précisez le sens)

A
  1. La fonction polymérase (5’ -> 3’) permet la synthèse de l’ADN;
  2. La fonction exonucléase (3’ -> 5’) permet les corrections de lecture.
    Elle excise les nucléotides désappariés à partir de l’extrémité 3’ du brin croissant d’ADN.
110
Q

Comment est-ce qu’une mutation peut devenir définitive?

A

Suite à la réplication de l’ADN si elle n’est pas réparée.

111
Q

Comment est-ce qu’une mutation peut être introduite dans l’ADN?

A

Suite à une incorparation erronée d’une base lors d’un premier cycle de réplication.

112
Q

Quelles enzymes sont impliquées dans la voie de réparation des mésappariements dus à des erreurs de réplication? (4)

A
  1. MutS (ATPase)
  2. MutL
  3. MutH (endonucléase)
  4. L’ADN polymérase
113
Q

Résumez la réparation des mésappariements dus à des erreurs de réplication.

A
  1. MutS entoure l’ADN contenant le mésappariement et recrute MutL et MutH.
  2. Activité ATPase de MutS catalyse l’hydrolyse de l’ATP.
  3. MutH (endonucléase) crée une césure près du site de mésappariement.
  4. Une exonucléase digère le brin coupé pour enlever la région contenant le mésappariement.
  5. La brèche est alors comblée par l’ADN polymérase.
114
Q

Qu’est-ce qui dicte le choix du brin à réparer?

A

Le marquage de l’ADN.

115
Q

Décrivez la méthylation de l’ADN dans la réparation du nouveau brin.

A

L’ADN étant méthylé, la réplication engendre une molécule hémiméthylée. La MutH crée la césure sur le brin non-méthylé.

116
Q

Quelle enzyme permet la réparation des fragments d’Okazaki? Décrivez son action

A

L’ADN polymérase I, grâce à sa fonction exonucléase (5’ -> 3’), elle excise les nucléotides à partir de l’extrémité 5’ d’une cassure simple brin.

117
Q

Décrivez les deux activités de l’ADN polymérase I lui permettant de réparer le brin retardé en remplaçant l’amorce.

A

L’AND Pol I reconnait la césure entre le fragment d’Okasaki en formation et le fragment précédent.

Elle se fixe sur le fragment et son activité exonucléase dégrade l’amorce ARN et son activité polymérase ajoute des désoxynucléotides pour réparer le brin d’ADN.

118
Q

Quel est le rôle de la ligase au niveau des fragments d’Okazaki.

A

En raison du mécanisme de remplacement des amorces d’ARN par de l’ADN, il résulte des cassures simple brin entre les fragments d’Okazaki adjacents. Les cassures sont ressoudées par une réaction catalysée par l’ADN ligase.

119
Q

La réaction de la kigase est-elle couplée à une autre réaction? Si oui laquelle?

A

Oui, à l’hydrolyse de l’ATP :
ATP -> AMP + PPi

120
Q

Résumez le mécanisme des d’action de la ligase.

A
  1. Le groupement NH2 de la ligase se lie au phosphate alpha de la molécule d’ATP ;
  2. Le groupement AMP lié à l’enzyme interagit avec l’extrémité 5’-P de l’ADN et y est transféré, l’enzyme est donc libérée ;
  3. La molécule d’AMP est libérée lorsque le lien phosphodiester est crée entre les extrémités 5’ - P et 3’ - OH au niveau de la césure de l’ADN.
121
Q

Qu’est-ce qui permet la fidélité de la réplication? (5)

A
  1. La concentration des dNTPs
  2. La réaction de polymérisation en deux étapes
  3. L’activité de correction d’erreurs de la polymérase III
  4. La présence de mécanismes de réparation
  5. Les amorces ARN
122
Q

Résumez les 4 phases du cycle cellulaire chez les eucaryotes.

A
  1. Phase G1 : Préparation à la réplication de l’ADN
  2. Phase S : Réplicaiton de l’ADN ;
  3. Phase G2 : Préparation à la mitose ;
  4. Phase M : Mitose et division cellulaire.
123
Q

Combien de temps prend la réplication de l’ADN des cellules eucaryotes?

A

~ 6 à 8 heures.

124
Q

Les chromosomes des eucaryotes possèdent peu de réplicons. Vrai ou faux ?

A

Faux, ils possèdent de nombreux réplicons.

125
Q

Le mécanisme de réplication chez les eucaryotes est similaire à celui des procaryotes. Il y a tout de même des différences importantes. À quels niveaux? (2)

A
  1. Au niveau de la complexité des enzymes impliquées dans la réplication ;
  2. Au niveau du nombre d’origine de réplication.
126
Q

Quelle est la différence entre les polymérases chez les eucaryotes et les procaryotes?

A

Les cellules eucaryotes expriment également des polymérases spécialisées, la transcriptase inverse et la télomérase.

127
Q

L’initiation de la réplication chez les eucaryotes implique deux évènements distincts. Quels sont-ils?

A
  1. La sélection des réplicateurs ;
  2. L’activation des origines.
128
Q

Qu’est-ce que l’assemblage d’un complexe pré-réplicatif.

A

C’est un processus ordonné qui commence par l’association d’un complexe de reconnaissance de l’origine (ORC) avec le réplicateur.

129
Q

Les ADN hélicases eucaryotes sont formés à partir de quelles structures?

A

Le ORC recrute au moins deux protéines, Cdc6/Cdc18 et Cdt1. Ces trois protéines associées fonctionnent ensmeble pour assembler les ADN hélicases eucaryotes : Complexe Mcm2-7.

130
Q

Décrivez comment l’activité des sérine-thréonine kinases (Cdk) affectent la formation des complexe pré-réplicatifs (pré-RC)?

A

Une activité basse de la Cdk favorise la formation de pré-RC et une activité élevé de la Cdk active les pré-RC déjà positionnés et l’inhibition de la formation de nouveaux pré-RC.

131
Q

Décrivez comment l’activité des sérine-thréonine kinases (Cdk) affectent la formation des complexe pré-réplicatifs (pré-RC) dans le cycle cellulaire?

A

Phase G1 : l’activité des Cdk est faible = nouveaux pré-RC assemblés, mais pas activés.
Phase S : Niveau élevée des Cdk = stimule l’initiation de la réplication et empêche l’assemblage de nouveaux complexes sur les origines filles.

Le niveaux de Cdk reste élevée jusqu’à la fin de la mitose, aucun nouveau complexe pré-RC ne peut être assemblé tant que la ségrégation des chromosomes n’est pas terminée.

132
Q

À quoi conduit l’activaiton des pré-RC?

A

L’assemblage des fourches de réplication.

133
Q

Qu’est-ce qui stimule l’initiation de la réplication au débute de la phase S? (Réplication chez les eucaryotes)

A

Cdk et Dck phosphorylent des protéines de réplication.

L’activation des kinases aboutit au départ de Cdc6 et Cst1. La forme phosphorée de Cdc6 est rapidement dégradée.

134
Q

À quoi sert les phosphorylations des protéines de réplication dans l’initiation de la réplicaiton? (Réplication chez les eucaryotes)

A

Elles induisent le recrutement de nombreuses protéines supplémentaires, comme les ADN polymérases entre autres.

135
Q

Quelles sont les ADN polymérases recrutées lors de l’initiaiton de la réplicaiton? (Réplication chez les eucaryotes)

A
  1. ADN Pol delta et epsilon
  2. AND Pol alpha/primase
136
Q

Plusieurs polymérase assurent la réplicaiton de l’ADN chez les mammifères. Vrai ou faux?

A

Vrai.

137
Q

Résumez les différentes polymérases impliquées dans la réplication de l’ADN chez les mammifères et leur fonctions.

A

**

138
Q

Qu’est-ce que la PCNA?

A

L’antigène nucléaire de la prolifération cellulaire, c’est l’équivalent de la pince ou anneau coulissant chez les eucaryotes.

139
Q

Quels sont les rôles du PCNA?

A

Il se lie à l’ADN polymérase delta et lui confère une processivité presque illimitée.
Il joue également plusieurs autres rôles dans la cellule en s’associant à diffèrentes protéines.

140
Q

Durant la réplication de l’ADN, comment est-ce que les nucléosomes sont répartis sur l’ADN fils?

A

Au hasard.

141
Q

Comment est-ce que les tétramères H3-H4 sont transférés sur les brins fils ?
(Réplication chez les eucaryotes)

A

Ils sont tranférés au hasard sur l’un des deux brins fils sans se détacher de l’ADN. Les histones H3-H4 nouvellement synthétisées constituent la base des nucléosomes du brin qui n’a pas hérité du tétramère parental.

142
Q

Que se passe-t-il avec les dimères H2A-H2B pendant l’héritage des histones lors de la réplication de l’ADN ?
(Réplication chez les eucaryotes)

A

Les dimères H2A-H2B vont se détacher de l’ADN et entrer en compétition dans le pool d’histones cellulaires nouvellement synthétisées.
Ces dimères vont ensuite s’associer aux tétramères H3-H4 pour reconstituer des nucléosomes fonctionnels.

143
Q

Que peut-on déduire sur l’héritage des histones lors de la réplication de l’ADN?

A

Qu’en moyenne, pour chaque brin nouvellement synthétisé, un nucléosome sur deux provient du chromosome parental.

144
Q

Quel est le problème rencontré avec la réplication de génome linéaire?

A

Quand la fourche atteint l’extrémité du chromosome, la primase ne dispose pas suffisamment de place pour synthétiser une nouvelle amorce.

145
Q

Quel est le résultat du problème rencontré lors de la réplicaiton de génome linéaire?

A

Le problème provoque le raccourcissement des extrémité 5’.

146
Q

Quelle est la conséquence d’un raccourcissement des extrémités 5’?

A

Réplication incomplète et apparation de régions simple brin sur la matrice du brin discontinu et lorsque que cette molécule est répliquée, un des produits est raccourci et perd la région qui n’a pas été répliquée lors de la première ronde.

147
Q

Nommez les quatre solutions pour contourner le problème du raccourcissement de l’extrémité 5’.

A
  1. Formation de molécules multimériques ;
  2. Formation de structures particulières ;
  3. Extrémités variables ;
  4. Liaison covalente d’une protéine à l’extrémité 5’.
148
Q

Lors de la réplication, la synthèse du brin avancé génère une molécule dont les extrémités sont simple brin. Vrai ou faux?

A

Faux, les extrémités sont double brin.

149
Q

La synthèse du brin retardé laisse une extension 3’ simple ou double brin?

A

Simple brin.

150
Q

Décrivez les chromosomes humains brièvement.

A

Ce sont des molécules linéaires dont les extrémités appelées télomères doivent être répliquées.

151
Q

À quoi servent les télomères?

A

Ils forment des structures particulières ayant deux fonctions :

  1. Elles permettent la réplicaiton des extrémités ;
  2. Elle protègent l’ADN qui ne doit pas être reconnu par la cellule comme une structure avec bris double brins.
    (Pas une cassure de l’ADN qui doit être réparée)
152
Q

De quoi sont composées les extrémités des chromosomes?

A

Elles sont constituées d’un grand nombre de copies d’une séquence d’ADN répétée qui forme les télomères.

153
Q

Quelle enzyme permet d’ajouter un nombre élevé d’unités répétitives après chaque cycle de réplicaiton du chromosome?

A

La télomérase.

154
Q

Décrivez la télomérase. (Type d’enzyme, sous-unités…)

A

La télomérase est une ADN polymérase ARN dépendante constitué de plusieurs sous-unités protéiques et d’un ARN.

155
Q

Décrivez le mécanisme de la télomérase.

A

Elle allonge spécifiquement le 3’-OH de brin 3’ simple brin en utilisant son propre ARN comme matrice. Ce mécanisme inhabituel permet la synthèse d’ADN simple brin.

156
Q

L’ARN télométique contient une séquence complémentaire à celle de l’ADN simple brin de l’extrémité. À quoi sert cette région?

A

Cette région peut s’apparier à l’extrémité de l’ADN simple brin et servir de matrice à la synthèse de l’ADN.

À ce moment , l’ARN se détache, se déplace et se ré-apparie à l’extrémité simple brin.

157
Q

Les télomères forment une structure en boucle. Vrai ou faux?

A

Vrai.

158
Q

Expliquez ce qui se passe au niveau de l’extrémités 3’ et de l’ADN double brin avant que les télomères forment une structure en boucle.

A

Lorsque les extrémités 3’ simple brin sont générées par l’exonucléase, le télomère se replie permettant le rapprochement de séquences répétées présentes sur la région 3’ simple brin et sur l’ADN double brin.

159
Q

Décrivez comment la structure en boucle des télomères est formée après le rapprochement de la région 3’ simple brin et de l’ADN double brin.

A

L’extrémité 3’ simple brin envahie la région double brin et se paire à une séquence complémentaire, formant une hélice double brin et provoquant le déplacement du brin original, ce qui forme une boucle locale D et une extrémité en forme de boucle t.

160
Q

Comment est-ce que la formation de la boucle des télomères est-elle facilitée?

A

Par la présence de nombreuses protéines.

161
Q

Quels avantages apportent la structure en forme de boucle des télomères?

A

Cette structure protège et camoufle les extrémités des chromosomes et est aussi utilisée dans la répartition des extrémités lors de la réplication.

162
Q

Les cellules peuvent-elles se diviser en un nombre illimité?

A

Non, un nombre limité qui varie selon l’origine de la cellule.

163
Q

Comment appelle-t-on le nombre limite de division caractéristique des cellules?

A

La limite de Hayflick.

Les cellules ont donc une minuterie interne qui décompte le nombre de divisions qu’elles peuvent subir.

164
Q

Pourquoi est-ce que la télomérase joue un rôle dans la “minuterie” des divisions des cellules?

A

Car les télomères des cellules jeunes sont longs alors que ceux des cellules âgées sont plus courts.
Lorsque les télomères deviennent trop courts, des séquences importantes d’ADN sont perdus lors de la réplicaiton cellulaire et la cellule meurt.

165
Q

Est-ce que toutes les cellules ont des télomérases et quel est le résultat de la prsence d’une activité télomérique dans les cellules normales?

A

Non.
Les cellules somatiques en sont dépourvues alors que les cellules à division rapide ou cancéreuses montrent une activité télomérique élevée.
SI l’activité télomérique dans les cellules normales est réactivée, elles deviennet immortelles.

166
Q

Quelle type d’enzyme crée les extrémités 3’ simple brin étendues qui permettent la formation de la structure télomérique qui protège les extrémités?

A

Exonucléase (5’ -> 3’).

167
Q

À quoi sert la présence d’extrémités variables?

A

À réparer les extrémités de l’ADN lors de la réplication de génome linéaire.

168
Q

Comment est-ce que la réplicaiton du génome de l’adénovirus se produit-elle?

A

Elle procède par déplacement de brins. Les deux brins ne sont pas répliqués en même temps.

169
Q

Expliquez la réplication de l’adénovirus. (Mécanisme)

A

La synthèse d’un brin commence à une extrémité et déplace l’autre brin.
Lorsque la fourche de réplication atteint l’autre extrémité, le brin déplacé est relâché sous forme simple brin, et il est alors répliqué indépendamment.
Il y a à ce moment formation d’une tige double brin pour initier la réplicaiton due à la présence de séquences complémentaires aux extrémités.

170
Q

Comment est-ce que la réplication de l’adénovirus est initier à partir des extrémités sans amorce ARN ou ADN.

A

La réplicaiton requiert la présence d’une protéine qui reconnaît l’extrémité 5’ du génome.

171
Q

À quoi est liée la protéine nécessaire à la réplication de l’adénovirus?

A

Elle est liée à un nucléotide C via un lien phosphodiester qui implique un résidu sérine, et à l’ADN polymérase.

172
Q

Qu’est-ce qui permet donc l’initiation de la réplication du génome linéaire de l’adénovirus?

A

La fixaiton du complexe (protéine-nucléotide C-sérine et ADN-polymérase) à l’extrémité du génome.

173
Q

Que ce passe-t-il lorsque le complexe se fixe à l’extrémité du génome de l’adénovirus et quel en est le résultat?

A

La cytidine se paire à la guanine du brin complémentaire et fournit l’extrémité 3’OH nécessaire comme amorce à la réaction.
Ceci génère un nouveau brin d’ADN dont l’extrémité est liée de façon covalente à la protéine terminale.

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