Réplication de l'ADN - PDF

Réplication de l’ADN Enseignante : 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 Réplicati...

Réplication de l’ADN Enseignante : 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 Exercices → P.21 Réseau de concepts 4 L’ADN, le matériel génétique Obj. : Décrire la structure de la molécule d’ADN et son rôle dans l’hérédité. → 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. : Expliquer la réplication de l’ADN avec les rôles de chaque enzyme. → 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’erreurs 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. : Expliquer le principe de la réparation de l’ADN. → 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. : Expliquer les conséquences d’une mutation dans une cellule reproductrice. → 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. : Décrire ce que sont les télomères et leurs rôles. → 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. : Expliquer la fonction de la télomérase et son rôle dans les cellules cancéreuses. → 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 Exercice en couleurs 20 Réseau de concepts de la réplication de l’ADN → Élaborez votre réseau de concepts et apportez-le en classe.