Martha Chase et Alfred Hershey (1952) 0 Ils ont réalisés une expérience sur les bactériophages (des virus qui infectent les bactéries).

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3 Martha Chase et Alfred Hershey (1952) 0 Ils ont réalisés une expérience sur les bactériophages (des virus qui infectent les bactéries).

4 James Watson et Francis Crick 0 Université de Cambridge Ils ont conçus des modèles à 3D de l ADN et l on nommé double hélice. 0 Ils ont aussi déterminé que les bases formaient des paires de bases complémentaires.

5 Structure 0 Double-hélice droite, composé de deux brins complémentaires. 0 Brins sont constitués d un enchaînement de nucléotides. 0 Nucléotides composés de bases azotées, de sucres (désoxyribose) et de groupes phosphate. 0 Quatre nucléotides différents: l adénosine, la thymine, la guanine et la cytosine 0 A est complémentaire avec T; C est complémentaire avec G

6 Fonctions à divers échelles 0 L ADN stock l information génétique dans l enchaînement non-aléatoire de nucléotides 0 L ADN détermine la synthèse des protéines, par l intermédiaire de l acide ribonucléique (ARN). 0 L ADN transmet l information génétique de génération en génération. Cela permet l hérédité. 0 L ADN est le support des variations, subissant les effets de la sélection naturelle et permettant l évolution biologique des espèces.

7 Procaryotes 0 Présent dans le cytoplasme 0 En général, l ADN est présent sous forme d un seul chromosome circulaire superenroulé, ensuite compacté encore plus pour produire une structure hélicoïdale. 0 Certaines bactéries, comme E Coli, possèdent une partie de leur génome déportée sur un ou plusieurs plasmides.

8 E. coli

9 Eucaryotes 0 Présent dans le noyau cellulaire principalement, mais aussi dans le génome mitochondrial et le génome chloroplastique. 0 Dans le noyau, il est linéaire et est scindé en plusieurs ADN formant des chromosomes. 0 Dans le génome mitochondrial et le génome chloroplastique, l ADN peut être linéaire, circulaire ou ramifiés.

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12 Liaisons 5` 3` phosphodiester 0 Lien entre le phosphore d un groupement phosphate avec deux autres molécules via 2 liens ester (donc il s agit de deux liaisons phosphoester).

13 0 A T a deux liaisons H 0 C G a trois liaisons H 0 Les brins d ADN sont orientés dans le sens 5` vers 3` 0 Deux brins d une double hélice sont complémentaires et antiparallèles

14 Les bases azotées Purines Pyrimidines

15 0 Une molécule d ADN peut varier de mille paires de bases pour le génome le plus court à plus de 600 milliards pour le génome le plus long jamais observé (avril l amibe Amoebia dubia). 0 Une molécule d ADN a un diamètre d environ 2 nm. 0 Le génome humain contient environ 3,2 milliards de paries de bases (dans les gamètes). 0 La taille du génome n indique pas la complexité de l organisme. Taille

16 La réplication de l ADN

17 Caractéristiques 0 Le brin originale s appelle le brin parental (avancé) 0 Les deux brins parents sont antiparallèles 0 Le nouveau brin s appelle le brin néoformé (retardé) 0 La réplication de l ADN est un processus semiconservateur (deux nouveaux brins hybrides) 0 La réplication de l ADN est bidirectionnelle 0 La réplication s effectue uniquement dans le sens 5` 3`

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19 Étapes 0 Initiation 0 Élongation (Synthèse) 0 Terminaison

20 ADN polymérase 0 Attache les désoxyribonucléotides uniquement dans le sens 5` 3` 0 Ne sait pas commencer une chaine, elle ne sait qu allonger une chaine de nucléotides Synthétiser Supprimer les amorces Vérifier

21 ARN polymérase 0 L ARN polymérase (ou primase) commence une chaine d acides nucléiques par un fragment d ARN de 4 à 12 nucléotides. Ce fragment d ARN est appelé «amorce» 0 Les amorces d ARN sont allongées de 5` 3` par ADN polymérase (Primase)

22 Origine de réplication 0 L origine de réplication chez E. coli est appelée OriC. Le locus OriC fait 245 paires de bases. Cette séquence contient: 0 Ouverture de la chaîne par les hélicases 0 Synthèse de l amorce par une primase 0 Reconnaissance de l origine de réplication 0 Association des dnaa (protéines de dissociation des brins) avec l ADN

23 Initiation (1) 0 dnab (ADN hélicase) se fixe à l hélice et le déroule en présence d ATP, créant des fourches de réplication 0 La protéine SSB (Single-Strand-Binding protein) s attache aux sites détordus mais non encore copiés de l hélice pour prévenir les enchevêchements 0 Le déroulement est également assuré par une topoisomérase, l ADN Gyrase (introduisant des supertours négatifs)

24 Initiation (2) Un complexe est formé appelé primosome entre l hélicase et une enzyme appelée primase qui synthétise une amorce d ARN.

25 Complexe enzymatique ADN polymérase III ADN polymérase III ADN polymérase I Fragment d Okasaki Ligase Hélicase ARN polymérase (Primase) Protéine SSB

26 Élongation (1) 0 L ADN polymérase III s insère au niveau de la fourche de réplication et commence la synthèse du brin complémentaire à partir de l amorce 0 La synthèse de l ADN se déroule dans le sens 5` 3` 0 Le brin retardé est synthétisé de façon discontinue sous forme de petits fragments appelés fragments d Okasaki

27 Élongation (2) 0 L enzyme polymérase I élimine les amorces d ARN et resynthétise à la place de l ADN. 0 Les fragments d ADN, libérés de leur amorce d ARN et devenus contigus vont être soudé par une ligase.

28 Élongation (3) 0 Le brin parental forme une boucle autour de l ADN polymérase III, produisant ainsi une inversion de sens de brin retardé. De cette façon, l addition de nucléotides en 3` dans le sens 5` 3` pourrait se faire simultanément sur les deux brins.

29 Terminaison 0 Mécanismes non encore élucidé. 0 Sites de terminaison TER où se fixe une protéine Tus qui met fin à la réplication.

30 ADN polymérase I 0 3 fonctions: 0 La polymérisation 5` 3` pour remplacer les amorces d ARN par un brin d ADN et de remplir les lacunes au cours de la réplication de l ADN 0 Fonction exonucléase 5` 3` qui va éliminer les amorces d ADN 0 Fonction exonucléase 3` 5` qui va éliminer les nucléotides mal appariés et progresser en les remplaçant par des nucléotides corrects. Cela réduit la fréquence d erreurs à 1 par million Supprimer les amorces Synthétiser Vérifier

31 ADN polymérase II 0 N est pas encore bien éclairci 0 Pourrait intervenir dans la réparation de l ADN lésée chimiquement

32 ADN polymérase III Synthétiser 0 2 fonctions: 0 Fonction polymérase d addition de nucléotides à l extrémité 3`OH d une chaine nucléotidique. C est cette enzyme qui fonctionne aux fourches de réplication 0 Fonction exonucléase 3` 5` comme pour l ADN polymérase I, ces enzymes sont douées d une fonction «d édition» Supprimer les amorces Vérifier

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34 Réplication chez les eucaryotes 0 5 ADN polymérases minimum 0 Les chromosomes d eucaryotes présentent à leur extrémité des séquences répétitives appelées télomères. Le brin avancé est synthétisé jusqu au bout tandis que le brin retardé ne l est pas, ce qui appel à une transcriptase reverse modifiée appelée télomèrase. 0 Télomèrase allonge la matrice du brin retardé à partir du bout 3`OH.

35 Vidéos

36 La dénaturation de l ADN 0 La température de fusion des acides nucléiques comme l ADN est la température pour laquelle 50% des molécules d ADN sont désappariées ou dénaturées

37 Stabilité 0 3 facteurs: 0 Les ponts phosphate 0 Les liaisons hydrogène 0 Les réactions hydrophobes et hydrophiles 0 Sucre-Phosphate sont polaire et hydrophile 0 Bases azotées sont non-polaire et hydrophobe H 3 PO 4 (l) + 2H 2 O(l) HPO 4-2 (aq) + 2H 3 O + (aq) RH 2 PO 4 (l) + 2H 2 O(l) RPO 4-2 (aq) + 2H (aq)

38 La transcription et la traduction 0 La transcription est le transfert de l information génétique de l ADN vers une autre molécule, l ARN 0 La traduction est un transfert d information depuis l ARN vers les protéines 0 L activité des protéines détermine l activité des cellules, qui vont ensuite déterminer le fonctionnement des organes et de l organisme

39 Transcription

40 Traduction

41 Fonctions des protéines