Réplication de l’ADN

Thèmes abordés

Réplication de l’ADN, réplication semi-conservative, procaryotes, synthèse d’ADN, élongation

Résumé du document

La réplication aboutit à la synthèse d'ADN qui reproduit exactement le génome d'une cellule au cours du cycle cellulaire afin de préparer la division de cette cellule.
La mitose est un processus dynamique dont la durée est variable d'un organisme à un autre : chez E. Coli (4.6 x 106 NT) la durée de réplication est de 40 minutes. A l'issue de la mitose, il y a répartition à l'identique des chromosomes : une cellule à 2n chromosomes donne naissance à 2 cellules à 2n chromosomes. Il y a partition du cytoplasme.
Cette duplication est assurée par la réplication de l'ADN au cours de laquelle une molécule d'ADN engendre 2 molécules filles rigoureusement identiques à la molécule de départ. Cette réplication s'effectue selon un modèle semi-conservatif : chaque brin parental engendre son complémentaire.

Extraits

[...] ) Il existe donc un ensemble de systèmes qui assure à tout moment la réparation de l'ADN. Nous avons vu que la double hélice d'ADN n'est pas libre mais enroulée autour de protéines formant des nucléosomes qui sont bobinés en solénoïde ce qui entraînent une série de torsion. Or pour se répliquer, il faut séparer les brins ce qui impose de dérouler cet ADN grâce à l'intervention de molécules particulières : les topoisomérases La réplication est semi-conservative Ce que WATSON et CRICK avaient prédit, MESELSON et STAHL ont pu le démontrer. [...]

[...] La réplication est donc à la fois continue et discontinue en fonction du brin. Pour le brin précoce (celui qui sera orienté dans le sens 5' à 3'), la synthèse est continue. Pour l'autre brin (le brin retardé qui sera orienté dans le sens 3' à 5'), la synthèse sera discontinue (car l'orientation est opposé à la synthèse) Synthèse du brin précoce Le brin précoce (ou brin avancé) sera synthétisé de manière continue par Pol III en incorporant des dNMP qui proviennent de l'hydrolyse de dNTP. [...]

[...] Ensuite l'hélicase se lie à la primase pour former un complexe nommé primosome. Comme l'ADN n'est jamais sous forme simple brin sans protection, les protéines SSB permettent de protéger les simples brins afin d'assurer leur protection et d'éviter toute réassociation Accrochage de l'ADN polymérase et action de la primase L'ADN polymérase va s'accrocher à un brin d'ADN et est prête à fonctionner. La primase est chargée de synthétiser une courte amorce d'ARN Elongation L'élongation fait suite à l'initiation grâce à : -la séparation des brins au fur et à mesure -l'intervention d'ADN polymérases Séparation des brins Pour qu'une fourche de réplication progresse, le chromosome entier situé en avant de la fourche devrait normalement tourner rapidement, ce qui nécessiterait de grandes quantités d'énergie. [...]

[...] La réplication nécessite 3 étapes : initiation, élongation, terminaison. NB : Le nom des molécules qui interviennent est donné d'après l'observation de mutants (E.Coli, levure, homme . ) : nom générique Dna (ne prend pas en compte la fonction) Initiation Pour l'initiation de la réplication, il faut reconnaissance de la séquence d'origine
-l'ouverture de la double hélice, la stabilisation des brins et la formation du primosome -l'accrochage de l'ADN polymérase
-la synthèse d'une amorce ARN Origine de réplication unique Chez les procaryotes dont les chromosomes sont circulaires, l'origine de réplication est unique. [...]

[...] Il faut une collaboration de 2 enzymes. Les topoisomérases de type 1 et 2 (cf. Structure des acides nucléiques) résolvent les problèmes de topologie. Ainsi, les 2 brins pivotent librement dans la direction qui réduit la tension. On peut avoir des applications thérapeutiques intéressantes en développant des inhibiteurs spécifiques des topoisomérases (le TAXOL par exemple). L'hélicase va dissocier les paires de bases en rompant les doubles liaisons hydrogène en aval de la fourche de réplication. Elle utilise l'énergie fournie par l'hydrolyse d'ATP Intervention d'ADN polymérases La réplication de chaque brin se fait séparément. [...]