La réplication de l ADN. SBI4U L. Kutchaw HBwyNrkYnp0 -qar5ib_6as

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1 La réplication de l ADN SBI4U L. Kutchaw HBwyNrkYnp0 -qar5ib_6as

2 Le 3 théories de la réplication de l ADN La théorie conservatrice: la réplication comporte la formation de deux nouveaux brins fils à partir des matrices parents et ces deux nouveaux brins s unissent ensuite pour créer une nouvelle double hélice. La théorie semi-conservatrice: chacune des molécules filles se compose d un brin parent et d un nouveau brin. La théorie dispersive: les molécules parents sont décomposées en fragments et que les deux brins d ADN filles sont constitués d un assortiment d ADN parental et de nouvel ADN.

3 Hypothèse: La réplication de l ADN est semi-conservatrice Protocol: 1. Croissance bactérienne dans un milieu N 15 (lourd) 2. Transfère des bactéries dans un milieu N 14 (léger) 4. Avant la première réplication l ADN parent est 100% N 15 (lourd) 3. Échantillonnage à 0 minutes, 20 minutes (une réplication complète) et 40 minutes (2 réplications complètes) Résultats: Après 2 générations, la moitié de l ADN est hybride (N14/N15) et l autre moitié est léger (N14) Conclusion: Le modèle de réplication est seulement possible si chaque molécule d ADN contient un brin parent (N15) et un nouveau brin (N14). Donc, la réplication de l ADN est semi-conservatrice.

4 Meselson et Stahl 1957 Donc, la réplication de l ADN est semiconservatrice!

5 La réplication de l ADN ce fait en trois étapes L activation: À l origine de réplication (100 à 200 pb), les enzymes se lient à l ADN et sépare les deux brins pour former une bulles de réplication. L ADN polymérase s insère entre les deux brins et catalyse l ajout de nucléotides complémentaires formant un nouveau brin d ADN (cet endroit est la fourche de réplication) Les hélicases sont responsable de dérouler l ADN et de maintenir cette conformation Chez les eucaryotes, les fourches de réplication se déplacent 10X plus lentement que chez les procaryotes

6 L élongation ADN polymérase lie des nouveaux nucléotides seulement à l extrémité 3 (-OH). Donc, l élongation se passe dans la direction 5 à 3 L amorce est utilisé point de départ à l ancrage. Cette séquence est synthétisé par primase. Sur le brin complémentaire, l élongation doit aussi se passer dans la direction 5 à 3 mais pas en brin continu l ADN polymérase forme des fragments d Okazaki.

7 Suite Le brin principal (avancé): répliqué dans le sens 5-3 sans interruption Le brin secondaire (retardé): l ADN polymérase ajoute des nucléotide à l extrémité 3, ADN ligase colle les brins ensemble (catalyse la formation de liaisons phosphates entre les nucléotides)

8 Revue: élongation

9 L achèvement À la fin de l élongation deux nouvelles molécules filles sont (presque) terminées. Elles s enroulent automatiquement dans leur structure hélicoïdale. MAIS il y a un problème à chaque extrémité du chromosome linéaire!

10 Et là! Le secret de la vie éternelle? Le problème: L ADN polymérase coupe une amorce d ARN d un fragment d Okazaki, l espace est comblé par les nouveaux nucléotides ajoutés à l extrémité 3 mais l extrémité 5 demeure un brin simple. La cellule n a pas d enzymes capables de travailler dans le sens 3-5! Les nucléotides du brin simple se détachent: le résultat est des molécules d ADN filles plus courtes que la molécule d ADN mère. (fig. 7.27)

11 La vie nous étonne encore! Les télomères: sont les séquences de nucléotides retrouvés à l extrémité des chromosomes linéaires. La télomérase est une enzyme qui prolonge les télomères.

12 Les répétions des télomères et le cancer. L érosion des télomères entraîne la mort de la cellule (sénescence). L activité du gène qui code la télomérase est directement liée à la longévité de la vie et le cancer. Les cellules cancéreuses qui évite le mécanisme naturel de l apoptose démontre une activité acrue de la télomérase.

13 Suite w.nature. com/nrd/j ournal/v5/ n7/box/nr d2081_b X1.html

14 La vérification et la correction La réplication de l ADN semble ordonné mais en réalité elle est chaotique, donc il est nécessaire d avoir un mécanisme de correction en place. Le taux d erreur: une erreur tous les à nucléotides. L ensemble des enzymes qui participent à la réplication de l ADN est connu sous le nom de machine à répliquer La fidélité finale de la réplication est de 1/

15 Les télomères et la télomérase La découverte et leur fonction de protection chromosomique: Herman Muller et Barbara McClintock proposent les caractéristiques de manière indépendante en 1930 Les chromosomes humains comportent des milles de répétition d une séquence de 6 nucléotides aux extrémités <<TTAGGG>>

16 Muller, 1930 Étudiant de Thomas Hunt Morgan Induit des mutations aléatoires dans les chromosomes de la mouche du vinaigre (Drosophilia) et remarque que les extrémités chromosomiques semble résister aux rayons-x. Il propose que les extrémités doivent comporter des gènes de <<protection>> Il a été accordé le prix Nobel en 1946 pour la génération de mutations par l'irradiation aux rayons-x Il n avait pas tout à fait raison

17 McClintock, 1941 Modèle: maïs Étudie le conséquences des ruptures chromosomiques en produisant des chromosome de maïs dicentriques qui se divisent lors de la mitose. Elle remarque que les extrémités (télomères) sont instables (fragiles) une fois brisés et ont tendance à se lier à n importe quelle autre séquence simple à proximité.

18 Suite McClintock En répétant son protocole avec divers types de cellules chez le même organisme modèle, les cellules embryonnaire donnaient des résultats intéressants. Une fois l extrémité chromosomique a subit une rupture, un mécanisme semble <<réparer>> la séquence. Aujourd hui les scientifiques attribuent cette réparation à <<télomérase>>, une enzyme active chez les cellules souches, les cellules embryonnaires et certaines cellules somatiques.

19 Mise en application Le traitement du cancer à l aide de la composition de l ADN riche en guanine. Information: les oncogènes et les télomères sont riches en guanine. Ces sections d ADN (et d ARN) peuvent prendre un structure secondaire nommé G-quadruplex Les traitements contre le cancer implique le développement de drogue qui peuvent ciblé et se lié au G-quadruplex La liaison peut empêcher l élongation des télomères ou inciter l apoptose des cellules cancéreuses Düchler, (

20 Ressources supplémentaires elomeres-of-human-chromosomes ecul2.pdf ew.asp?x=738

21 Trop pertinent au cours de Biologie 12 pré-u!!! Nous allons visionner la version française ensemble en classe (la qualité de l image laisse un peu à désirer) mais la version anglaise sur Netfilx est disponible en HD.