La réplication de l'ADN et sa transcription en ARN

Résumé du document

Procaryotes (bactéries)

- L'ADN est une molécule circulaire à 02 brins super-enroulés, emballée dans une région de la cellule (nucléoïde)
- L'ADN est super-enroulé négativement
- Il est associé à des protéines de type histone (HU, HSP-1, H-NS) (...)

Extraits

[...] Réplication de l'ADN et transcription Présenté par: Dr.Zineddine esma Rappels Procaryotes (bactéries) Eucaryotes ADN est une molécule circulaire à 02 brins super-enroulés, emballée dans une région de la cellule (nucléoïde) ADN est super-enroulé négativement Il est associé à des proteines de type histone HSP-1, H-NS) Plus d'ADN (ex. [...]

[...] 1000X plus que la bactérie E.coli) Dans le noyau l'ADN est emballé dans des chromosomes ADN + proteines histones + proteines non histones Chromosome = 1 molécule d'ADN double brin linéaire unique La réplication de l'ADN Réplication de l'ADN ADN = polymères de nucléotides (base + ose + phosphates) ADN = support de l'information génétique ADN est capable de se reproduire à l'identique: 1 chaîne d'ADN mère 02 chaînes d'ADN filles (identiques à la chaîne mère) Réplication de l'ADN chez les procaryotes Caractéristiques générales La réplication de l'ADN est semi-conservatrice: Chacune des deux molécules d'ADN néoformée est constitué d'un brin parental et d'un brin complémentaire nouvellement synthétisé Bidirectionnelle Réplication de l'ADN chez E.coli Notes clés ADN polymérases Fourches de réplication Fragments d'okazaki ARN amorce Proteines accessoires ADN polymérases ADN polymérase I d' E.coli exige : quatres désoxynucléosides 5‘ triphosphate (dNTP) comme précurseurs ADN matrice + ADN amorce possédant une extrémité 3‘-OH libre cations bivalents : Mg2+ ADN polymérase I possède : Une activité exonucléasique 3‘―>5‘ (correction sur épreuve) Une activité exonucléasique 5'―>3‘ (déplacer ARN amorce) ADN polymérases ADN polymérases II et III : exigent Une amorce avec extrémité 3‘-OH libre Possèdent une activité exonucléasique Fourches de réplication La double hélice est déroulée (02 brins d'ADN = matrice) La réplication démarre à une seule origine et dans les deux directions (bidirectionnelle) La région de réplication de l'ADN + une seule origine = bulle de réplication ou œil de réplication et consistent en 02 fourches de réplication se déplaçant autour de l'ADN circulaire dans des directions opposées Fragments d'OKAZAKI 02 brins d'ADN sont anti-parallèles La synthèse d'ADN se fait dans le sens 5'―>3‘ Sur le brin matrice (sens 3'―>5‘)=> nouvel brin dans le sens (en morceau continu) = brin précoce ou conducteur Sur l'autre brin matrice (sens 5'―>3‘), l'ADN polymérase synthétise de courts fragments d'ADN ( OKAZAKI) qui seront joints ensemble brin tradif ou retardé Fourches de réplication ARN amorce court morceau d'ARN (05 nucléotides de long) synthétisée par une ARN polymérase =primase ARN amorce est étendue par l'ADN polymérase III (brins précoce et tardif) synthèse d'ADN ADN polymérase I utilise son activité exonucléasique 5'―>3‘ (retire l'ARN amorce et comble l'espace vide avec un nouvel ADN) ADN ligase joint ensemble les fragments d'ADN Proteines accessoires Une ADN hélicase déroule la double hélice de l'ADN (en utilisant l'ATP) Proteine liant un simple brin d'ADN (SSB =single-stranded DNA-binding) stabilise les régions des brins séparés au cours de la réplication Une ADN topoisomérase I assurer le déroulement de la double hélice sans causer une rotation excessive du chromosome Une ADN topoisomérase II sépare les 02 brins filles de l'AND circulaire (étapes ultérieures de la réplication) Réplication de l'ADN chez les eucaryotes Caractéristiques générales La réplication de l'ADN est : Bidirectionnelle Discontinue entre les 02 brins d'ADN Complémentaire et antiparallèle et se fait dans le sens Réplication de l'ADN Notes clés Cycle cellulaire Réplicons multiples Cinq ADN polymérases Brins conducteur et retardé Réplication de la chromatine Cycle cellulaire est la vie d'une cellule eucaryote et comporte 04 phases : Phase S réplication de l'ADN chromosomique - 8h) Phase G2 la cellule se prépare pour une mitose – 6h) Phase M division cellulaire( mitose) Phase G1 sa durée varie selon le type cellulaire Phase G0 repos N.B: les neurones arrêtent totalement leur division et sont dites cellules au repos bloquées en phase G0 Cycle cellulaire Réplicons multiples La réplication de l'ADN ne se déroule que pendant la phase S Elle se produit à plusieurs origines du chromosome + orientation bidirectionnelle à partir de chaque origine A chaque origine une bulle de réplication se forme de 02 fourches de réplication se déplaçant dans des directions opposées Réplicons multiples La synthèse d'ADN ne se met en place que lorsque les bulles de réplications s'incorporent ensemble ADN répliqué sous le contrôle d'une seule origine est appelé réplicon Phase S des ensembles de 20 à 80 réplicons sont activés dans un certain ordre jusqu'à ce que tout le chromosome ait été éventuellement répliqué Cinq ADN polymérases (alfa, béta, gamma, delta, epsilon) ADN polymérase alfa et delta réplication de ADN chromosomique ADN polymérase béta et epsilon réparation de l'ADN chromosomique Toutes ces polymérases à l'exception de ADN polymérase gamma sont localisés dans le noyau; ADN polymérase gamma est retrouvée dans la mitochondrie et réplique ADN mitochondrial Brins conducteurs et retardé Réplication d'ADN chromosomique : brin précoce brin tardif formé par synthèse discontinue (fragments d'OKAZAKI) Eucaryotes Les fourches de réplication se déplacent plus lentement (par rapport aux procaryotes) Brins conducteurs et retardé Les 02 brins d'ADN sont fabriqués par des ADN polymérases différentes: ADN polymérase alfa synthèse de brin tardif par l'intermédiare de fragments d'OKAZAKI ADN polymérase delta synthèse de brin précoce Brins conducteurs et retardé Les amorces d'ARN sont produites par ADN polymérase alfa /primase Enzyme delta a une activité exonucléasique 3'―>5‘ (corriger l'ADN produit) N.B: le brin tardif synthétisé par ADN polymérase alfa est corrigé par une proteine accessoire indépendante Réplication de la chromatine ADN + histones = nucléosomes Octamère d'histones du nucléosome est scindé transitoirement en 02 moitiés =>machine de réplication accède à ADN Le nouvel ADN doit être emballé dans les nucléosomes c'est pour cette raison que les histones sont synthétisés au cours de la phase S (cycle cellulaire) Anciens nucléosomes sont associés à la molécule ADN fille contenant le brin précoce Nouveaux nucléosomes s'assemblent dans la molécule fille contenant le brin tardif Résumé Réplication de l'ADN chez les procaryotes Réplication de l'ADN chez les eucaryotes Une seule ADN hélicase une origine unique de réplication = OriC (E.coli) La réplication se fait : soit unidirectionnelle soit bidirectionnelle Primase une courte ARN amorce Plusieurs ADN hélicases plusieurs origines de réplication sont activées en groupe La réplication est bidirectionnelle ADN polymérase alfa/ primase synthétise des ARN amorces La transcription Transcription La transcription = ensemble des mécanismes par lequel (mARN) est synthétisé Le mARN = copie d'une portion d'ADN Les portions d'ADN transcrites sont appelées gènes Seul l'un des 02 brins d'ADN est copié en mARN La transcription = étape préliminaire indispensable pour la biosynthèse protéique Transcription du gène des procaryotes Caractéristiques générales La synthèse d'un mARN à partir d'ADN s'effectue toujours: Dans le sens 5'―>3‘ De manière antiparallèle par rapport à la portion d'ADN copiée De façon complémentaire (appariements G et C et A et Notes clés Structure de l'ARN Trois phases de transcription Promoteurs et initiation Élongation Terminaison Transformation de l'ARN ARN diffère de l'ADN: Sucre des nucléotides = ribose et non désoxyribose comme dans l'ADN d'où le nom ARN, acide ribonucléique. [...]