CHAPITRE 1 : LA REPRODUCTION CONFORME DE LA CELLULE ET LA RÉPLICATION DE L'ADN

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1 CHAPITRE 1 : LA REPRODUCTION CONFORME DE LA CELLULE ET LA RÉPLICATION DE L'ADN

2 RAPPELS : STRUCTURE DE L'ADN

3 RAPPELS : STRUCTURE DE L'ADN Il existe différentes représentations possibles pour l'adn. Les constituants sont : Acide phosphorique Sucre : Désoxyribose L'ensemble d'un acide phosphorique associé à un désoxyribose et à une base azotée forme un nucléotide Base Nucléique ou base azotée Il existe 4 bases azotées différentes : A pour Adénine G pour Guanine T pour Thymine C pour Cytosine Structure en double hélice Les nucléotides sont complémentaires deux à deux entre les deux brins de l'adn. Ainsi A est toujours lié à T et G toujours lié à C.

4 LES CHROMOSOMES AU COURS D'UN CYCLE CELLULAIRE G1 S G2 M Interphase Croissance cellulaire Accumulation de protéines et des lipides Duplication Phase de synthèse Multiplication des organites Croissance cellulaire

5 LES CHROMOSOMES AU COURS D'UN CYCLE CELLULAIRE Au cours d un cycle cellulaire les molécules d ADN vont changer d aspect. En interphase, les molécules d ADN sont dans un état décondensé et forment un amas diffus de filaments de 2 nm d épaisseur. En réalité un filament comprend une molécule d ADN enroulée autour de protéines cylindriques, les histones (on parle de chromatines ou nucléofilaments). Suite de ce schéma dans la diapositive suivante

6 LES CHROMOSOMES AU COURS D'UN CYCLE CELLULAIRE Pendant la phase S, il y a duplication de chaque molécule d ADN, on obtient deux molécules d ADN décondensée reliées par le centromère. Cet état décondensé du programme génétique permet son «utilisation» Au début de la mitose, chaque molécule d ADN va se condenser (l ADN s enroule autour des histones), ce qui se traduit par un raccourcissement et un épaississement de la structure qui devient facilement observable et que l on nomme un chromosome. (Une molécule d ADN de 8 cm de long pour une épaisseur de 2 nm va donner naissance à un chromosome de 7µm de longueur pour une épaisseur de 0.7µm.)

7 LES CHROMOSOMES AU COURS D'UN CYCLE CELLULAIRE Au début de la mitose chaque chromosome est constitué de deux chromatides réunies par le centromère. Chaque chromatide correspond à une molécule d ADN condensée. L état condensé assure une répartition correcte des molécules d ADN dans chaque cellule. En fin de mitose, on obtient un chromosome à une chromatide, une molécule d ADN qui commence à se décondenser, les cellules retournent en interphase Duplication, fabrication d une nouvelle molécule d ADN identique. Les deux molécules sont reliées par le centromère Condensation des 2 molécules d'adn dupliquées sous la forme d'un chromosome à deux chromatides Une molécule décondensée : chromatine G1 S G2 M Chromosome à une chromatide en cours de décondensation Interphase

8 LA RÉPLICATION DE L'ADN En Meselson et Stahl cherchent à comprendre comment s'effectue la copie conforme de l'adn. Leurs expériences sont réalisées sur la bactérie Escherichia Coli, qui se multiplie activement quand elle est cultivée sur un milieu favorable. Elle réplique alors intensément son ADN. Les bactéries sont cultivées dans deux milieux différents : l'un contient des nucléotides légers intégrant de l'azote léger : 14 NN, l'autre des nucléotides lourds intégrant de l'azote lourd : 15 NN. Les bactéries sont d'abord cultivées depuis de nombreuses génération sur un milieu contenant des nucléotides 15N, elles sont prélevées et transférées sur un milieu normal à nucléotides 14N A chaque étape l'adn est extrait, centrifugé dans un tube contenant une solution de densité approprié. L'ADN se stabilisé à un niveau correspondant à sa densité.

9 LA RÉPLICATION DE L'ADN Hypothèse 1 : réplication conservative ADN ( 15 N) ADN ( 14 N) Hypothèse fausse A chaque génération, on devrait retrouver de l'adn lourd (densité 1.80) et de l'adn léger (densité 1.65)

10 LA RÉPLICATION DE L'ADN Hypothèse 1 : réplication semi-conservative ADN ( 15 N) ADN ( 14 N) Hypothèse vraie A la 1 ère génération on devrait trouver de l'adn de densité intermédiaire, or c'est bien le cas avec le tube 3, puis à la 2 ème génération, on devrait trouver de l'adn de densité faible (1.65) et de l'adn de densité intermédiaire (1.72). Or c'est bien le cas dans le tube 4.

11 LA RÉPLICATION DE L'ADN Noyau Œil de réplication Molécule d'adn non dupliquée Fourche de réplication Œil de réplication Brin matrice Nucléotides libres Une molécule d'adn Les 2 brins de la molécule sont séparés Brin néoformé Enzymes : ADN polymérase Molécules d'adn en cours de synthèse

12 LA MITOSE A : L'ADN est décondensé dans le noyau de la cellule : c'est l'interphase E : L'ADN se condense progressivement dans le noyau, la membrane nucléaire disparaît : c'est la prophase C : Les chromosomes à 2 chromatides s'alignent selon une plaque équatoriale dans la cellule : c'est la métaphase B : Les chromosomes à une chromatide sont tractés en deux groupes vers les pôles de la cellule : c'est l'anaphase D : Les chromosomes se regroupent en deux futurs noyaux, l'adn se décondense, les membranes nucléaires se reconstituent : c'est la télophase F : Les deux cellules formées par reproduction conforme sont de nouveau en interphase

13 LA MITOSE Prophase : Condensation des molécules d ADN sous forme de chromosomes à 2 chromatides Métaphase : alignement des chromosomes à 2 chromatides sur le plan équatorial de la cellule

14 LA MITOSE Anaphase : Cassure du centromère et migration des chromatides de chaque chromosome à un pôle opposé de la cellule Télophase : Séparation de la cellule mère en 2 cellules filles au même programme génétique (2n=4). Décondensation du programme génétique

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