réplication et réparation Flashcards
1- Comment marche la réplication de l’ADN?
- La réplication d’une molécule mène à la production de deux molécules d’ADN complètes et de même séquence. C’est une réplication dite semi conservative par le fait qu’on fait la réplication à l’aide de deux brins parents et qu’à l’aide de ceux-ci ont forme deux nouveaux brins filles. Donc on se retrouve avec deux nouvelles molécules d’ADN formé d’un brin parent et d’un brin fille. Lorsqu’on refait cette réplication on se retrouve avec deux molécules d’ADN complétement faite de brin nouveaux et deux brins faits d’un brin nouveau et un vieux brin.
- L’ADN se réplique dans les deux directions sur les deux brins. Tous deux allant du sens 5’ au 3’. Cette réplication va commencer à une origine de réplication et va former une bulle de réplication où va se faire la réplication de l’ADN. Cette bulle sera délimitée par des fourches de réplications. De chaque côté de la bulle il y aura une élongation.
2- Décrire la réplication de l’ADN des bactéries
Les bactéries possèdent une seule origine de réplication. C’est à cet endroit que va se faire le recrutement des protéines du complexe de réplication. Les deux brins vont être séparés (bulle de réplication) et les nouveaux brins complémentaires vont commencer à être synthétisés. Vu que c’est une molécule circulaire les deux bouts vont se rejoindre et vont être en association parfaite, mais une enzyme sera présente pour les séparer.
3- Décrire le superenroulement lors de la réplication
C’est un problème qui est observé lors de la réplication de l’ADN, c’est le même problème qu’avec la transcription. Les topoisomérases vont aider à régler ce problème. Ce superenroulement se retrouve à l’avant de la fourche de la réplication. Ceci rend compliqué le déroulement de l’ADN. Il y a donc présence de deux enzymes nommées les topoisomérases qui viennent couper un segment ou plusieurs segments dans l’ADN pour défaire ces nœuds dans l’ADN.
4- Quelles sont les enzymes responsables de la réplication ?
Les ADN polymérases. Il en existe 5 sortes chez les bactéries et 14 chez les humains. Elles ont toutes une activité commune qui est de synthétiser un nouveau brin dans le sens 5’ 3’ polymérase. Elles diffèrent par leur vitesse d’action (processivité, nombre de nucléotides capable d’ajouter) et par leur précision (fidélité). Les différents types sont utilisés dans différentes situations, entre-autre il y en a une ou deux qui sont principalement utilisées pour le gros de la réplication de l’ADN génomique.
5- Quelle est l’activité de L’ADN polymérase ?
- La synthèse du nouveau brin s’effectue à partir d’un brin modèle appelé matrice. La synthèse se fait toujours dans la même direction soit de 5’ à 3’. Donc la polymérase ajoute un nucléotide au bout d’une chaîne d’ADN double brin.
- Celle-ci nécessite une amorce (faite par une primase) et un brin matrice (pour déterminer quel nucléotide mettre en avant du brin modèle).
- Le polymérase va catalyser la réaction chimique qui permet la liaison entre deux bases azotées complémentaire. Elle va laisser entrer de l’ATP ou du DTP ce qui va permettre la dernière base azotée de relâcher la partie OH et faire un lien covalent avec le phosphate de la prochaine base azoté. Le reste des phosphate vont être retirés.
6- Décrire la fourche de réplication
La synthèse dans la fourche de réplication se fait par la polymérase dans le sens 5’ > 3’. Le brin qui possède l’ADN polymérase qui avance dans le même sens que l’hélicase va former le brin avancé. L’autre sera nommé le brin retardé. Puisqu’il avance du sens contraire de l’hélicase, il sera nécessaire de faire appel à multiples reprises d’autres molécules de polymérase pour continuer la synthèse des nouvelles parties ouvertes par l’hélicase. Il en convient que ces fragments seront séparés l’un de l’autre. Ils seront nommés fragments d’Okazaki (sur le brin discontinu)
7- Décrire la réplication semi discontinue
On appelle la réplication de cette manière à cause du fait qu’un des deux brin matrice est synthétisé dans le sens normal de l’ouverture de l’ADN (le brin avancé ou continu) alors que l’autre se fera du sens inverse (il va à l’opposé de la fourche de réplication, brin retardé). Sur ce brin sera formé les brins d’Okazaki. Ceux-ci seront lié ensemble au cours de la réplication (l’ADN ligase ).
8- Décrire la création des fragments d’Okazaki
Ils ont tout autant besoin d’amorces. Dans leur cas, ce seront des petits ARN synthétisés par la primase. Elles vont être enlevées quand la polymérase complète sa synthèse. Les fragments d’Okazaki seront alors liés par la ligase
9- Nommer et décrire les autres protéines importantes pour la réplication
L’hélicase qui va être utile pour dérouler l’ADN en simple brin (activité ATPase)
Les protéines SSB (single stranded DNA binding) qui vont se lier à l’ADN simple brin et l’empêcher de se replier en structures secondaires.
10- Décrire les erreurs dans la réplication
Il faut d’Abord savoir que les polymérases ont une certaine fidélité. En effet, elles sont connues pour commettre moins d’une erreur par 1*10^9 nucléotides. De plus, mêmes si elles commettent des erreurs, elles possèdent un mécanisme intrinsèque de réparation des erreurs. Ce mécanisme est fait par leur activité exonucléases qui circule dans le sens 3’5’ (proofreadin) et par la présence pochettes de mésappariement. Ça leur permet d’enlever les nucléotides erronés.
11- Décrire le proofreading
Elle requiert une activité 3’ à 5’ exonucléase qui va arracher les nucléotides mal appariés en sens inverse de la polymérase (elle va à reculons). Elle va reconnaître les bases mal placés par le fait qu’un mésappariement cause un changement dans l’angle des ases ce qui cause une courbure dans l’ADN (reconnu!). Lorsque ça arrive, cette géométrie va diriger le brin grandissant vers le site 3’5’ exonucléase de la polymérase ce qui va permettre d’enlver le mauvais nucléotide et le changer avec le bon. Plusieurs autres mécanismes existent pour empêcher la présence de lésion.
12- Nommer des cause intrinsèque et extrinsèque d’endommagement de l’ADN?
Intrinsèque
- Erreurs de réplications
- Le métabolisme (produit métabolisés, radicaux libres, dérivés de l’oxygène, la chaleur)
Extrinsèque
- Rayons UV
- Rayons inonisants (gamma, X)
- Produits chimiques
13- Nommer et décrire les différents types de dommages de l’ADN
- Mauvais appariement de bases qui peut être causé par des erreurs de réplication de l’ADN. Ça peut être la liaison d’un A avec un C ou d’un G avec un T
- Des bases modifiées chimiquement par l’oxydation, l’alkylation, la déamination, la dépurination ou encore l’adduits chimique volumineux
- Des dimères de pyrimidines : des T liés avec des T ou des C liés avec des C qui sont pontés chimiquement
- La cassure de lien phosphodiester qui cause un brin simple brin ou un bris double-brin.
14- Quels sont les dangers des dommages à l’ADN ?
Un arrêt de la réplication si il y en a trop (sénescence, apoptose ou nécrose) ou encore la mutation qui est un changement permanent dans la séquence de L’ADN ce qui peut causer des pertes de fonction de gènes et le gains de nouvelles fonction indisérable (CANCER).
15- Dommages à l’ADN, défense de la cellule
Les dommages sont détectés par la cellule par un changement de structure de L’ADN, un blocage de la polymérase, une détection d’une extrémité d’ADN libre (5’ ou 3’) ou encore la détection de l’ADN simple brin libre. Différents mécanismes seront présents pour réparer ces dommages (ils dépendent du type de dommage)
