La réplication de l’acide désoxyribonucléique

Question 1

la réplication est le mécanisme moléculaire précédant la division cellulaire qui concoure à…

Answer 1

la duplication du patrimoine génétique afin de transmettre un exemplaire identique d’ADN matrice à chacune des cellules filles créées.

Question 2

La réplication est semi-conservatrice car…

Answer 2

les deux brins parentaux d’ADN servent de matrices pour la synthèse du brin complémentaire et antiparallèle ou ADN fils néo-synthétisé et bidirectionnelle.

Question 3

quelque soit la taille du génome, le taux de mutations est extrêmement haut

Answer 3

FAUX/ il estextrêmement bas, nous retrouvons, en moyenne, un seul nucléotide incorrectement apparié toutes les 109 bases

Question 4

L’ADN parental va servir de matrice suivant un schéma semi-conservatif pour la synthèse de deux brins fils

Answer 4

vrai

Question 5

Le terme « dNTP » est l’appellation courante du mélange des quatre désoxyribonucléosides triphosphates :

Answer 5

▪ Le dATP (oudésoxy-adénosine triphosphate) ;

▪ Le dCTP(ou désoxy-cytidine triphosphate) ;

▪ Le dGTP (ou désoxy-guanosine triphosphate) ;
▪ Le dTTP (ou désoxy-thymidinetriphosphate).

Question 6

chez les procaryotes les chromosomes sont

Answer 6

circulaires

Question 7

chez les eucaryotes, les chromosomes sont

Answer 7

linéaires

Question 8

hélicases

Answer 8

protéines qui utilisent l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour catalyser l’ouverture de la double hélice d’ADN appariée sous forme de double brin : elles dénaturent l’ADN par rupture des liaisons hydrogène existant entre les nucléotides des deux brins parentaux.

Question 9

Après ouverture de l’hélice d’ADN, les protéines SSB

Answer 9

viennent tapisser les monobrins d’ADN afin d’éviter la réassociation des bases complémentaires et ainsi garder l’hélice « ouverte » et éviter la formation en épingle à cheveux.

Question 10

Les topoisomérases :

Answer 10

classe d’enzymes particulières permettant l’augmentation ou la diminution d’enlacements de la molécule d’ADN. Elles vont gérer les tensions générées par l’ouverture de l’hélice.

Question 11

Les topoisomérases ont pour mécanisme d’action général :

Answer 11

• La coupure transitoire de l’ADN par clivage d’une liaison phosphodiester ;
• La modification de l’enroulement +/- une fois l’ADN en libre rotation : on perd un tour de la double hélice ;
• La reformation de la liaison phosphodiester par les protéines ligases.

Question 12

Il existe deux classes de topoisomérases :

Answer 12

Les topoisomérases de type I sont ATP-indépendantes et ne coupent qu’un seul des deux brins de la double hélice de l’ADN ;

• Les topoisomérases de type II sont ATP-dépendantes et coupent les deux brins.

Question 13

Toutes les ADN polymérases présentent deux activités enzymatiques majeures :

Answer 13

• Une activité polymérasique qui permet la synthèse d’un brin d’ADN dans le sens 5’3’ par ajout de nucléotides en 3’-OH sur une chaîne de nucléotide existante ;
• Une activité exonucléasique 3’5’ aussi nommée fonction de correction ou d’édition.

Question 14

ADN polymérase III dans le mécanisme de réplication

Answer 14

Elle est l’enzyme principale de la réplication. Elle n’agit, en outre, pas toute seule puisqu’elle est liée à d’autres protéines pour former un complexe multimérique nommé holoenzyme.

Question 15

ADN polymérase I dans le mécanisme de réplication

Answer 15

Elle intervient aussi dans la réplication et possède, en plus, une activité exonucléasique 5’3’ importante dans ce que nous allons appeler la finition du brin et l’élimination des amorces d’ARN.

Question 16

L’ARN polymérase

Answer 16

Elle est appelée primase puisqu’elle synthétise l’amorce d’ARN nécessaire à l’action de l’ADN polymérase.

Question 17

Origine de réplication

Answer 17

sur un chromosome bactérien, il existe une zone nommée origine de réplication qui va servir de point d’initiation de la réplication ou oriC de 245 paires de bases. Cette séquence est riche en adénine (A) et en thymine (T).

Question 18

Protéines d’amorçage

Answer 18

lorsque la bactérie doit initier la réplication, des protéines d’amorçage vont venir sur des séquences répétées se trouvant sur cette oriC.

Question 19

Œil de réplication

Answer 19

la fixation des protéines d’amorçage va initier localement l’ouverture de la molécule d’ADN que nous appelons l’œil de réplication.

Question 20

Fourches de réplication

Answer 20

l’œil de réplication s’agrandit de plus en plus créant deux fourches de réplication qui vont progresser en sens opposés à partir du point d’initiation de la réplication. Ces deux fourches vont finir par se rencontrer et il y aura séparation des molécules qui vont être synthétisées ainsi que le chromosome bactérien.

Question 21

La réplication ne s’effectue pas de la même manière sur les deux brins d’ADN parentaux

Answer 21

vrai, elle est discontinue sur l’un des deux brins et continue sur l’autre.

Question 22

Un brin continu (avancé) sur lequel l’ADN polymérase III

Answer 22

suit le sens de la fourche

Question 23

Un brin discontinu (retardé) sur lequel l’ADN pol. III

Answer 23

suit le sens inverse de la fourche.

Question 24

Fragments d’Okasaki

Answer 24

sur le brin discontinu, nous allons avoir une synthèse à partir de plusieurs amorces d’ARN. La synthèse se fait ainsi par des petits fragments de manière rétrograde (ou à reculons). Chez les procaryotes, les fragments d’Okasaki possèdent une longueur de 1000 à 2000 nucléotides.

Question 25

Processivité

Answer 25

capacité d’une enzyme à polymériser sur une plus ou moins longue distance

Question 26

la vitesse de réplication procaryote est de l’ordre de

Answer 26

500 à 1000 nucléotides par seconde. Le chromosome bactérien est intégralement répliqué en environ 30-40 minutes. La prolifération cellulaire des bactéries est donc très rapide.

Question 27

Méthylase

Answer 27

la méthylation (ajout d’un groupement CH3) de l’ADN peut s’effectuer chez les procaryotes sur les adénines et les cytosines par une méthylase.

Question 28

La méthylation s’effectue :

Answer 28

Sur les séquences palindromiques GATC où seule l’adénine est méthylée

Sur les adénines et les cytosines de manière générale

Question 29

Les fourches de réplication eucaryotes s’arrêtent ainsi dans deux cas :

Answer 29

• Soit parce qu’elles rencontrent une autre fourche qui progresse en sens inverse ;
• Soit parce qu’elles atteignent l’extrémité d’un chromosome qui est linéaire.

Question 30

Nous retrouvons comme enzymes et protéines chez les eucaryotes :

Answer 30

▪ Les hélicases, encore appelées protéines Mcm ;

▪ Les protéines RPA qui correspondent aux protéines SSB chez les procaryotes (pour rappel, elles empêchent le ré-appariement spontané des brins d’ADN séparés et la formation de structures en épingles à cheveux) ;

▪ Les topoisomérases car les molécules d’ADN linéaires présentent des points de contact avec la membrane nucléaire ;

▪ La primase qui n’est pas associée physiologiquement à l’hélicase chez les eucaryotes ;

▪ Les ADN polymérases dont seules α, γ et δ participent à la réplication

Question 31

ADN polymérase α

Answer 31

Elle possède un rôle dans l’initiation de la réplication des fragments

Question 32

ADN polymérase β

Answer 32

Elle agit au niveau de la réparation de l’ADN.

Attention. – Elle ne participe pas à la réplication.

Question 33

ADN polymérase γ

Answer 33

Elle joue un rôle dans la réplication de l’ADN mitochondrial

Question 34

ADN polymérase δ

Answer 34

s’agit de l’enzyme majeure intervenant dans la réplication. Elle réalise la synthèse des deux molécules d’ADN filles (continue et discontinue) avec :
- Une activité polymérasique 5’3’
- Une activité de correction (ou d’édition) : activité exonucléasique 3’-5’.
Elle réalise la totalité de la synthèse du brin continu, une partie de la synthèse des fragments d’Okasaki du brin discontinu et elle est impliquée dans la finition des brins (comblement des lacunes).

Question 35

ADN polymérase ε

Answer 35

Elle agit au niveau de la réparation de l’ADN.

Attention. – Elle ne participe pas à la réplication.

Question 36

Le PCNA (Proliferating Cellular Nuclear Antigen)

Answer 36

correspond au clamp procaryote

(sous-unité β de l’ADN polymérase III). Il permet de maintenirl’ADN polymérase à proximité de son substrat et donc d’augmenter sa processivité

Question 37

Les RNases H (ou H1) et FEN-1

Answer 37

possèdent un rôle dans l’élimination des amorces d’ARN créées par la primase

Question 38

Les ligases

Answer 38

réalisent les dernières liaisons phosphodiesters chez les eucaryotes

(comme chez les procaryotes). Elles permettent de combler les lacunes issues de la dégradation des amores.

Question 39

L’extrémité des chromosomes est appelée

Answer 39

télomère

Question 40

Les télomérases sont des

Answer 40

ribonucléoprotéines, ce sont des ADN polymérases ARN-dépendantes : elle synthétise de l’ADN dans le sens 5’3’ et utilisent de l’ARN pour amorce.

Question 41

Lorsque les cellules saines sont cultivées in-vitro,

Answer 41

elles se divisent un certain nombre de fois, détectent que les chromosomes sont trop raccourcis et arrêtent de se diviser. Nous avons donc une information sur l’âge de la cellule

Question 42

Lorsque les cellules cancéreuses sont cultivées in-vitro,

Answer 42

nous apercevons une activité télomérasique élevée les empêchant de rentrer en sénescence réplicative.

Question 43

Le statut de méthylation de ces séquences CG répétées va contrôler l’expression du gène en question :

Answer 43

Lors d’une hyperméthylation, il y a verrouillage de la transcription ;

▪ Lors d’une hypométhylation, il y a déverrouillage et le gène peut être transcrit en ARN.