La réplication de l’ADN Flashcards
Quelles sont les 4 phases de la division cellulaire eucaryote?
Interphase :
1- Phase G1
2- Phase S (réplication d’ADN)
3- Phase G2
*Ne fait pas partie de l’interphase
4- Phase M (mitose + citokinèse)
Durant le cycle de division cellulaire, quels sont les changements majeurs que subissent le noyau et l’ADN (4)?
Durant le CDC, le noyau subit des changements majeurs ainsi que l’ADN qu’il contient:
- la disparition-reconstruction du noyau,
- la réplication et la condensation d’ADN en chromosomes mitotiques,
- la séparation des chromatides sœurs.
Quelles sont les 5 phases de la mitose?
1- Prophase
2- Prométaphase
3- Métaphase
4- Anaphase (fait aussi partie de la citokinèse)
5- Télophase (fait aussi partie de la citokinèse)
Qu’est-ce qui caractérise la prophase?
Condensation des chromosomes (positionnement des condensines)
Qu’est-ce qui caractérise la prométaphase?
Disparition du noyau
Qu’est-ce qui caractérise la métaphase?
Alignement des chromosomes : formation de la plaque équatoriale
Qu’est-ce qui caractérise l’anaphase?
Chromatides sœurs se séparent (détachement des cohésines)
Qu’est-ce qui caractérise la télophase?
Décondensation d’ADN (détachement des condensines et reconstruction nucléaire)
Quels sont les checkpoints du cycle cellulaire eucaryote (3)?
G1/S : L’environnement est-il favorable
G2/S : Est-ce que tout l’ADN est répliqué ? Tous les dommages à l’ADN sont-ils réparés ?
M : Tous les chromosomes sont-ils correctement attachés au fuseau mitotique
Quels sont les signaux du cycle cellulaire (2)?
Cdk (cycline dependant kinase) et cyclines
À quoi sert la double hélice d’ADN?
La double hélice d’ADN sert de matrice pour sa propre réplication: les nucléotides d’un “nouveau” brin sont insérés selon la complémentarité des bases avec le “vieux” brin – brin matrice.
—> Il est nécessaire d’ouvrir la double hélice initiale pour rendre accessibles ses 2 brins à la réplication.
Où doit se faire l’ouverture de la double hélice d’ADN?
L’ouverture doit se faire dans les régions spécifiques, appelées origines de réplication (ORI).
—> Un organisme peut avoir une seule ORI par chromosome (procaryote) ou plusieurs (eucaryote).
Comment sont les origines de réplication chez la levure vs l’humain?
Chez certains organismes, comme la levure, les ORIs sont des séquences précises (toujours les mêmes) riches en AT.
D’autres organismes dont l’humain, ne possèdent pas de séquence consensus (tous les ORI sont différents).
Vrai ou faux : Un chromosome peut avoir plusieurs ORIs ce qui augmente le temps nécessaire pour la réplication.
Faux : Un chromosome peut avoir plusieurs ORIs ce qui réduit le temps nécessaire pour la réplication.
Dans quelle phase les ORIs s’ouvrent? À quoi ça donne naissance?
Durant la phase S, chaque ORI s’ouvre (séparation du double brin d’ADN) et donne naissance à 2 fourches de réplication où travaillent plusieurs protéines responsables de la réplication.
Comment sont les chromosomes d’un procaryote vs eucaryote?
Chromosome procaryote = circulaire
Chromosome eucaryote = linéaire
Qu’est-ce que la protéine initiatrice?
La protéine initiatrice est la seule protéine dans la réplication qui reconnait une séquence spécifique de bases pour se lier à l’ADN.
- Les autres utilisent plutôt des interactions protéine-protéine et la reconnaissance de la forme générale d’ADN.
Quelles sont les 3 fonctions de la protéine initiatrice?
o trouver et lier l’ORI
o recruter d’autres protéines nécessaires à la réplication (formation d’un complexe d’initiation, hélicases)
o chez certains organismes (procaryotes) ouvrir la double hélice de l’ORI
La protéine initiatrice recrute ____________ (enzymes spécialisées dans l’ouverture d’ADN).
2 hélicases
Définir réplicateur
Ensemble complet des séquences suffisantes pour permettre l’initiation de la réplication.
Définir origine de réplication
Le site spécifique où commencent la séparation des deux brins et la réplication (riche en A:T). L’ORI fait partie du réplicateur.
Expliquer l’ouverture de la double hélice chez les procaryotes (3 étapes).
o DnaA lie spécifiquement les sites 9-mère.
o Lorsque DnaA est liée à l’ATP, la protéine interagit aussi avec un site 13-mère, et ainsi permet la séparation de la double hélice et la libération de l’ADNsb.
o Par la suite, DnaA aide à positionner l’hélicase qui poursuivra la séparation du db d’ADN.
Chez les eucaryotes, le complexe de reconnaissance de l’origine de réplication (ORC) est un complexe de _______ protéines.
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Quelle est la différence entre la liaison d’ORC au réplicateur vs au DnaA?
La liaison d’ORC au réplicateur n’aboutit pas à la dénaturation de l’ADN adjacent (contrairement au DnaA).
Par quoi est marqué le passage de la phase G1 vers la phase S?
Le passage de la phase G1 vers la phase S est marqué par l’activation des kinases dépendantes de cycline (Cdk).
—> Niveau élevé jusqu’à la fin de la division cellulaire, qui assure le passage du complexe pré-réplicatifs (pré-RC) vers un complexe actif et empêche la formation de nouveau pré-RC au niveau des réplicateurs.
La reconnaissance de l’origine de réplication chez les eucaryotes ne passe pas nécessairement par une séquence spécifiquement reconnue, mais plutôt par des motifs structurels impliquant quoi (4)?
—> Des séquences riches en AT ou en ilots CpG,
—> Une structure d’ADN particulière,
—> Des régions libres de nucléosomes,
—> Des régions impliquées dans l’initiation de la transcription.
Vrai ou faux : Les ORI sont déclenchés tous en même temps.
Faux : Les ORI ne sont pas déclenchées en même temps : Complexification en fonction du développement et des stress.
Décrire l’hélicase
Enzyme hexamèrique en forme d’anneau qui entoure l’ADN simple brin et se déplace rapidement (1000 nt/sec) le long de la chaîne.
—> Son déplacement nécessite l’hydrolyse d’ATP et entraîne la séparation des brins.
—> Sa forme lui donne une haute processivité
Dans l’hélicase, à quoi servent ses sous-unités, ses boucles et son pore?
o Chaque sous-unité possède une boucle capable d’agripper la charpente d’un nucléotide (sucre-P).
o Ces boucles fonctionnent comme 6 mains tirant sur une corde main par-dessus main et obligeant l’ADN à passer dans le pore central.
o Ce pore est étroit et ne laisse passer qu’un brin d’ADN : force la séparation du double brin.
Que se passe-t-il lorsque l’hélicase ouvre la double-hélice?
Lorsque l’hélicase ouvre la double hélice, les protéines SSB (Single-Strand Binding proteins) s’attachent sur l’ADN monocaténaire tout en formant des liens entre elles (« cooperative binding » = consolidation).
Quelles sont les fonctions des protéines SSB (2)?
o stabilisent les 2 brins séparés de l’ADN matriciel jusqu’à la synthèse des nouveaux brins complémentaires.
o empêchent la formation d’épingles par appariement de nucléotides complémentaires dans le même brin d’ADN. La formation d’épingles bloquerait la réplication.
Quelle est la conséquence du travail de l’hélicase?
L’hélice d’ADN fait un tour chaque 10 pb. Lorsque l’hélicase travaille, un surenroulement de l’ADN intervient:
o L’enroulement supplémentaire d’ADN (“supercoils”) est une source de tension.
Que faire pour enlever la source de tension de surrenroulement de l’ADN?
o Les topoisomérases coupent et ressoudent le double brin pour enlever les supertours.
Quels sont les 2 types de topoisomérases et leur rôle?
o Topoisomérase I : coupe et ressoude un des brins d’ADN
o Topoisomérase II : coupe et ressoude les deux brins d’ADN
À chaque ORI il y a formation de quoi?
À chaque ORI il y a formation d’un “oeil” de réplication par des hélicases qui ouvrent la double hélice d’ADN (devant l’hélicase, se placent les topoisomérases et derrière l’hélicase, se fixent les SSB).
—> Une fourche de réplication à chaque extrémité d’un œil de réplication est le siège de l’élongation
des nouveaux brins d’ADN.
Par qui est catalysée la synthèse de l’ADN?
La synthèse de l’ADN est catalysée par une enzyme appelée ADN polymérase.
- Elle a besoin d’une amorce présentant un 3’-OH libre commencer la synthèse d’un brin de novo
Comment se fait la synthèse de l’amorce pour la synthèse de l’ADN (3 étapes) et par qui?
La primase (ARN polymérase) est responsable de la synthèse de l’amorce :
1- Elle ajoute de courtes séquences d’ARN (env.10nt) sur le brin matrice.
2- Ces séquences seront ensuite utilisées comme référence par l’ADN polymérase pour synthétiser le reste du fragment.
3- Les ribonucléotides de l’amorce seront ensuite remplacés par des désoxyribonucléotides.
Par quoi est reconnue l’amorce d’ARN créée?
Chaque amorce ARN créée est ensuite reconnue par le « sliding clamp loader » (chargeur de pince glissante) qui y installe un anneau coulissant et une ADN polymérase.
—> En présence d’ATP, le chargeur se lie à l’anneau et l’ouvre pour qu’il puisse le charger sur l’ADN. Après l’hydrolyse de l’ATP, il se dissocie du complexe. Enfin, l’ADN polymérase se lie à l’anneau et commence la réplication
Vrai ou faux : Le « sliding clamp loader » et l’ADN polymérase sont en compétition pour le site de liaison.
Vrai : Une fois lié à la polymérase, l’anneau ne peut pas être lié de nouveau par le « sliding clamp loader »
De quoi sont composés les clamps?
Les clamps sont composés de plusieurs sous-unités identiques assemblées en forme d’anneau. Le trou central est suffisamment grand pour encercler la double hélice sans y toucher.
Quelles sont les fonctions des clamps (2)?
—> lie l’ADN au niveau de l’amorce, s’associe ensuite avec la polymérase et glisse avec elle.
—> permet de maintenir l’ADN polymérase sur le brin matrice
Quelle est la différence entre l’absence et la présence d’anneau coulissant?
Absence d’anneau coulissant : ADN pol. se détache au bout de 20 à 100 pb et s’éloigne
Présence d’anneau coulissant : ADN pol. se détache encore, mais son association avec l’anneau coulissant l’empêche de s’éloigner. La processivité de la polymérase augmente.
