Réplication de l’ADN et processus tumoraux Flashcards
La molécule d’ADN
- Hélice droite à double brins antiparallèles
- Appariement des bases par liaisons hydrogènes : A-T et G-C
- Agencement aléatoire des bases
- 10 bases par pas d’hélice et 0,34 nm entre 2 paires de bases
Réplication et cycle cellulaire
G0 Cellules quiescentes (non en division)
G1 : Phase de croissance 1
S : Phase de réplication du
matériel génétique
G2 : Phase de croissance 2
M : Phase de mitose
« Cellules souches »
Auto-renouvellement
Processus de différenciation
Cellule souche pluri-potente : capable de générer tous les types cellulaires d’un embryon ou d’un organisme adulte
Cellule souche multi-potente (somatique) : spécifique d’une lignée, à l’origine d’un nombre limité de types cellulaires
Réplication et tumorigenèse
La dérégulation du processus réplicatif est un contributeur à la carcinogenèse
Les cellules tumorales étant des cellules en
division, la réplication est un processus cible pour des stratégies anti-cancéreuses
Comment se déroule la réplication ?
Principes généraux
- Semi-conservativité
- Bidirectionnalité
- Semi-discontinuité (fragments d’Okasaki - 100-200 nt)
- Nécessité d’amorces d’ARN
- La réplication débute à un site nommé origine de réplication - Présent en de nombreux exemplaires
Le complexe de réplication
Ajouter des nucléotides : ADN polymérase
Ouvrir la double hélice : Hélicase
Générer une amorce ARN : primase
Remplacer l’amorce d’ARN : nucléase et polymérase
Lier les fragments d’ADN synthétisés : ligase
Gérer les contraintes topologiques de l’ADN : Topoisomérase
Les ADN polymérases
Polymérisation de nucléotides (5’ => 3’) :
Vitesse 1000 nt/s
Erreur 10-9
ADN Pol delta : Pol3 +Pol31+Pol32
- qq molécules/cellule
- activité polymérase 5’ => 3’
- Vitesse 1000 nt/s
- processivité : 50 nt
- brin : retardé
activité exonucléase 3’ => 5’
ADN Pol epsilon: Pol2 + DPB2 + DPB3 + DPB4
- qq molécules/cellule
- activité polymérase 5’ => 3’
- Vitesse 1000 nt/s
- processivité : 50 nt
- brin : avancé
activité exonucléase 3’ => 5’
Core-enzyme // Holo-enzyme
« core-enzyme »
Un complexe « multienzymatique » : le core-enzyme
- activité polymérase et exonucléase
- activité régulatrice
Pol3 : sous-unité catalytique
Pol31 : Sous-unité facultative
Pol32 : Sous-unité accessoire très conservée
Processivité : 50 nt
Synthèse d’un brin
« holo-enzyme »
(dimère asymétrique ?)
* Processivité : 5. 105 nt
* Synthèse simultanée de deux brins
Les hélicases
Mécanisme d’ouverture de l’ADN par
les ADN hélicases hexamériques
- Ouverture de l’ADN stabilisée
- Réappariemment défavorisé
- Protection de l’ADNsb déplacé
Hélicase MCM des Mammifères
Exclusion stérique
Déplacement dans le sens de la fourche
Mécanisme de déplacement des
ADN hélicases hexamériques
Primase et ADN Polα
Primase : ARN polymérase
ADN dépendante
L’amorce synthétisée résulte de la
coopération entre la primase et l’ADN Polα
- Synthèse de l’amorce ARN
- Transfert de la primase à ADN Polα
- Elongation de l’amorce (ADNi)
Remplacement de l’amorce – mécanisme hypothétique
Avancée de l’ADN pol delta/epsilon
RNAse H (exonucléase)
Fen1 (endonucléase)
=> Flap endonuclease (FEN-1) removes 5′ overhanging flaps in DNA repair and processes the 5′ ends of Okazaki fragments in lagging strand DNA synthesis
Les topoisomérases ?
Les topoisomérases de type II : Introduction des supertours négatifs
Cassure double brin grâce au couplage de la fixation et de l’hydrolyse de l’ATP.
Les topoisomérases de type I : Relâchement des supertours
Cassure simple brin, modification pas par pas
Supertours négatifs “derrière” : relachés par topo I
Supertours positifs “devant” : rétablissement du nombre de supertours négaifs par Topo II
Le complexe de réplication : le réplisome
PCNA et l’ADN hélicase jouent un rôle de coordonnateur
Les étapes de la réplication
Initiation
Complexe d’initiation + primase (PriL/PriS) + ADN pol alpha
=> amorce ARN + ADNi
Elongation
PCNA + RCF + ADN pol alpha/primase
=> nouveau brin d’ADN
Terminaison : Par rencontre des fourches
ARNase H + Fen 1 (?)
La réplication de l’extrémité des chromosomes
Dans les cellules germinales et dans
certaines cellules somatiques (cellules
souches et certaines cellules
cancéreuses), la longueur des télomères
est maintenue constante
La télomérase agit comme une ADN
polymérase ARN dépendante
Chez l’Homme : TTAGGG
Elongation/translocation/élongation
Télomérase : un rôle ambivalent dans le processus cancéreux
Télomérase comme suppresseur de tumeur
Prolifération de cellules somatiques
- taille critique des télomères : blocage en G0 si p53 fonctionnel
- taille critique des télomères : prolifération avec réarrangements chromosomiques si p53 non fonctionnel => Cancer ; Télomères instables
> barrière de prolifération : crise / mort cellulaire massive
> réactivation télomérase ou ALT
- Télomérase comme oncogène
Réactivée dans 90% des cancers mais pas indispensable
