Réplication de l'ADN PDF

Réplication de l’ADN Enseignant : Jean-François Giroux (modifié d’Annie-Claude Angers) Un peu d’histoire 2 Résumons : Le génome 3 Plan de presentation : → P.5 L’ADN, le matériel génétique → P.6 Nucléotide → P.7 Réplication semi-cons...

Réplication de l’ADN Enseignant : Jean-François Giroux (modifié d’Annie-Claude Angers) Un peu d’histoire 2 Résumons : Le génome 3 Plan de presentation : → P.5 L’ADN, le matériel génétique → P.6 Nucléotide → P.7 Réplication semi-conservatrice → P.8-9 Réplication de l’ADN → P.10-15 Enzymes → P. 16 Réparation de l’ADN → P.17 Mutation → P.18-19 Télomères → P.20-21 Exercices 4 L’ADN, le matériel génétique Obj. 8.1 : Décrire la structure de la molécule d’ADN et son rôle dans l’hérédité diapos 5 à 7). → L’ADN est un assemblage de deux matrices complémentaires o L’information génétique est inscrite sur une des deux matrices : brin matrice o L’autre brin, le brin codant, lui est complémentaire o À partir d’un brin, on peut toujours connaître la séquence de l’autre… ▪ A (adénine) va toujours avec T (thymine) ▪ C (cytosine) va toujours avec G (guanine) 5 Nucléotide = monomère des acides nucléiques → Structure d’un nucléotide : 1. une base azotée 2. un glucide (désoxyribose pour l’ADN) (ribose pour l’ARN) 3. un groupement phosphate → 1 seule attache possible entre les nucléotides : ▪ Le phosphate d’un nucléotide est relié au glucide du nucléotide suivant → Donc, chaque brin d’ADN a donc un sens de lecture pour sa réplication : ▪ La polymérase lira l’ADN dans le sens 3’ → 5’ pour fabriquer un nouveau brin dans le sens 5’ → 3’ 6 Réplication « semi-conservatrice » → Les descendants ressemblent à leurs parents parce que l’ADN d’un individu se réplique de manière précise ▪ La réplication de l’ADN se fait de manière semi- conservatrice ▪ Une fois la réplication terminée, chacune des 2 molécules filles doit être formée d’un ancien brin (provenant de la molécule de départ) et d’un nouveau brin. 7 Réplication de l’ADN Obj. 8.2 : Expliquer la réplication de l’ADN avec les rôles de chaque enzyme (diapos #8 à 15). → Chaque cellule humaine comporte 46 chromosomes, qui sont chacun une longue molécule d’ADN en double hélice compactée ▪ Génome humain : environ 6 milliards de paires de nucléotides Équivalent à 1400 manuels Campbell… ▪ Il suffit de quelques heures à une cellule pour recopier tout son ADN Avec un taux d’erreur de 1 sur 10 milliards de nucléotides 8 Réplication de l’ADN → La réplication de l’ADN se fait à la phase S de l’interphase avant chaque mitose ou méiose → La réplication débute à des endroits précis nommés origines de réplication ▪ À partir de ces origines, la réplication se poursuit dans les deux sens o Des protéines de réplication reconnaissent cette région et s’y associent, provoquant une séparation des deux brins ▪ Œil de réplication 9 Enzymes (protéines) de réplication → Une première enzyme, nommée hélicase, s’installe dans la fourche de réplication : déroule l’ADN sur une certaine longueur, en rompant les liens hydrogène entre les nucléotides Chaque brin devient donc disponible pour servir de brins matrices 10 Enzymes (protéines) de réplication → Protéines fixatrices d’ADN monocaténaires : stabilisent les brins → Gyrase : diminue la tension → Primase : amorce d’ARN 11 Enzymes (protéines) de réplication → ADN polymérase III : s’installe sur l’amorce, dans l’œil de réplication, et débute la réplication 12 Polymérase III → Fabrique toujours le nouveau brin de 5’ → 3’ ▪ Car la polymérase se déplace sur le brin matrice de 3’ → 5’ 13 Brin discontinu → Étant donné que la synthèse du brin discontinu se fait dans le sens inverse, l’élongation demande plus d’étapes. ▪ Parce qu’on ajoute des nucléotides seulement à l’extrémité 3’, il doit y avoir plusieurs amorces (ARN)…qui formeront plusieurs fragments Fragments d’Okazaki → ADN polymérase I : retire les amorces d’ARN et remplace par des nucléotides d’ADN à l’extrémité 3’ → Ligase : joint les fragments d’Okazaki 14 Récapitulatif 15 Réparation de l’ADN Obj. 8.3 : Expliquer le principe de la réparation de l’ADN (diapo #16). → La « performance » de l’ADN polymérase est de 1 erreur sur 100 000 nucléotides ▪ Lecture de 500 nucléotides à la seconde… → L’ADN polymérase fait une « relecture » en comparant le nucléotide ajouté à celui du brin matrice et corrige son erreur s’il y a lieu ▪ L’ajout d’un mauvais nucléotide engendre une déformation physique de l’ADN → D’autres protéines (endonucléases) enlèvent les nucléotides mal appariés non corrigés par l’ADN polymérase 16  Mutation du génome des cellules reproductrices Obj. 8.4 : Expliquer les conséquences d’une mutation dans une cellule reproductrice (diapo # 17). → La réplication fidèle du génome et la réparation de l’ADN sont importantes pour le bon fonctionnement des organismes et pour la transmission à la génération suivante d’un génome fonctionnel (complet et exact) ▪ Lorsque des erreurs demeurent = mutations ▪ Les mutations sont souvent néfastes, mais elles peuvent aussi modifier le phénotype Lorsque les mutations se produisent dans les cellules reproductrices, elles peuvent être transmises à la descendance. Mutations = responsables de l’apparition de nouvelles espèces 17 Télomères Obj. 8.5 : Décrire ce que sont les télomères et leurs rôles (diapo # 18). → Même séquence nucléotidique courte répétée entre 500 et 5000 fois, située à chaque extrémité de chaque double hélice → Les télomères retardent l’érosion des gènes 18 Télomérase Obj. 8.6 : Expliquer la fonction de la télomérase et son rôle dans les cellules cancéreuses (diapo #19). → Pourquoi ne donnons-nous pas de l’ADN plus court à nos enfants? ▪ Une enzyme, la télomérase, catalyse l’élongation des télomères dans les cellules reproductrices eucaryotes ▪ Cellules somatiques: télomérase inactive → Le raccourcissement des télomères empêcherait les cellules somatiques de dépasser entre 50 et 80 divisions cellulaires et protégerait du cancer → Cancer: télomères anormalement petits ▪ La plupart des cellules cancéreuses ont de la télomérase active… 19 Travail personnel → p. 352, Retour sur le concept 16.1, no 2 → p. 362, Retour sur le concept 16.2, nos 1 et 3 → p. 367-8, nos 2 à 4, 7 et 8 → Question supplémentaire: Des chercheurs ont démontré que la plupart des cellules cancéreuses contiennent de la télomérase; expliquez pourquoi? Exercice en couleurs 21