III/De la structure à la fonction.. Le B.A.-ba Principes généraux la réplication/la transcription/la traduction

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1 III/De la structure à la fonction.. Le B.A.-ba Principes généraux la réplication/la transcription/la traduction Attention! Seuls les concepts généraux seront explicités en cours Mais vous pouvez approfondir dès à présent des mécanismes qui vous seront décrit plus tard dans votre cursus! P. FRACHET version bio

2 III/REPLICATION Observation de la réplication «in vitro»: Œil ou «fourche» de réplication observé en microscopie électronique 2

3 III/REPLICATION Structure d un œil de réplication: 3

4 III/REPLICATION Selon quelles modalités passe-t-on d'une molécule d'adn formée de deux brins à deux molécules d'adn bicaténaires identiques? Depuis Watson et Crick (1953), on sait que l'adn est une molécule formée de deux brins antiparallèles, formant une double hélice. Dès leur publication originale sur la structure de l'adn, Watson et Crick ont proposé que cette double hélice puisse s'ouvrir, permettant ainsi la synthèse de nouveaux brins, complémentaires des brins originaux. Quelles sont les possibilités? 4

5 III/REPLICATION Hypothèses et réalité l expérience de Meselson et Stahl /dnaftb/20/concept/index.html 5

6 III/REPLICATION Comment est allongée une chaine de nucléotides? Formation de la liaison phosphodiester catalysée par une enzyme L énergie nécessaire provient de la liaison phosphate clivée L enzyme: ADN polymérase 6

7 III/REPLICATION De retour à l œil de réplication: 1-souvenez vous la liaison a une orientation, donc la synthèse du brin d ADN à un sens! 2-Pour être recopiée, l hélice doit s ouvrir! Les deux brins de la double hélice ne peuvent donc pas être recopiés de la même façon Sens global de la réplication de l ADN parental Origine de réplication Sens global de la réplication de l ADN parental 7

8 III/REPLICATION Plusieurs enzymes interviennent pour: détordre, ouvrir amorcer, allonger, lier 8

9 a été mise au point grâce à la découverte d une polymérase thermostable. Objectif : amplifier in vitro de l'adn en tirant parti du mode normal de synthèse de l'adn in vivo. -Chaque brin de l'adn sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire - Si on répète le processus itérativement (réaction en chaîne +à chaque cycle, le nombre de molécules double), après 20 cycles on obtient 10 6 fois le nombre d'exemplaires du fragment désiré (cad une quantité de l'ordre du microg.pour une quantité initiale de l'ordre du picog.!!). - In vitro : la synthèse de mol.adn se fait toujours à partir d'une amorce ("primer"). Cette amorce est une courte chaîne nucléotidique (oligonucléotide) nécessaire à l'accrochage de la polymérase. Donc le choix d'un couple d'amorces va déterminer les extrémités de la séquence synthétisée. - - procédé révolutionnaire : permet d'obtenir, pour la première fois, sans clônage une amplification considérable d'un fragment donné d'adn. Gain++en sensibilité et en temps -.pour apprendre le principe de la PCR voir 9

10 III/ TRANSCRIPTION 10

11 III/ TRANSCRIPTION 11

12 III/ TRANSCRIPTION L initiation de la transcription nécessite des séquences consensus : séquence de nucléotides conservée entre différents gènes Site d initiation de transcription Promoteur = Séquence consensus d initiation de transcription (E.Coli) 12

13 III/ TRANSCRIPTION Notez la petite région hybride ADN- ARN Savez-vous orienter les brins d ADN et ARN? 13

14 III/ TRANSCRIPTION Structure de l ARN pol bactérienne Chez les Procaryotes il n'existe qu'une seule ARN polymérase découverte dans les années 1960 chez la bactérie Escherichia coli, sa composition est la suivante : Le cœur de l enzyme ARN polymérase = α2ββ ω Holo-enzyme = α2ββ ω+σ Chez les eucaryotes trois sortes d'arn polymérases sont responsables de la synthèse des trois sortes d'arn : ARNr ARNm ARNt 14

15 III/ TRANSCRIPTION Réaction catalysée 15

16 III/ TRANSCRIPTION Chez les procaryotes.. Un opéron, plusieurs gènes, un ARNm, plusieurs protéines Chez les eucaryotes.. Un gène, un ARNm, une protéine 16

17 III/ TRADUCTION Polypeptide= protéine en formation ARNm ribosome La synthèse des protéines 17

18 p?ref=bio

19 III/ LA TRADUCTION Les différentes étapes 1. Initiation- reconnaissance de l AUG 2. Élongation 3. Terminaison rencontre d un codon non sens 19

20 III/ LA TRADUCTION Le code..est redondant 4 3 = 64 codons différents, codant directement 20 acides aminés ( +2) 20

21 III/ TRADUCTION Quelles sont les différences chez les procaryotes? 21

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