Cours : La réplication de l'ADN

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Introduction

Tous les êtres vivants possèdent la capacité de se multiplier et de répliquer leur matériel génétique. Le génome contenu dans les chromosomes et qui correspond aux molécules d'acide désoxyribonucléique (ADN) doit être répliqué lors de la phase S du cycle cellulaire et être transmis aux cellules filles lors de la division cellulaire. La réplication, comme certains agents chimiques ou physiques dits « mutagènes » peuvent entraîner des mutations. Ces mutations sont dans la majorité des cas réparées par des systèmes cellulaires. Cependant, certaines mutations ou des échanges de séquences plus importantes lors de recombinaison peuvent être létaux, mais parfois ils peuvent conférer un avantage sélectif à l'origine des espèces.

A) Structure de l'ADN

L'ADN est une macromolécule très longue, constituée d'un grand nombre de désoxyribonucléotides. Les bases puriques et pyrimidiques recèlent l'information génétique tandis que les groupes phosphates jouent un rôle structural. L'ADN est un polymère linéaire composé de monomères appelés nucléotides.

Un nucléotide est constitué d'une base purique (Adénine (A) , Guanine (G)) ou pyrimidique (Thymine (T),Cytosine (C), et d'un pentose (désoxyribose) estérifié par un phosphate.

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Le squelette de l'ADN, tout au long de la molécule, est constitué de désoxyriboses unis par des ponts phosphodiester. L'hydroxyle en 3' de la partie osidique d'un désoxyribonucléotide est lié par une liaison phosphodiester à l'hydroxyle en 5' de l'ose adjacent.

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B) Mécanisme de la réplication

1) Aspect général

La réplication se fait dans le sens 5' => 3', de façon complémentaire, selon les règles d'appariement : A-T / G-C, selon un mode antiparallèle.

Ce processus fait intervenir une enzyme de polymérisation nucléotidique qui est la polymérase d'ADN (ou ADN polymérase).

La polymérase d'ADN (ou ADN polymérase) a besoin des composés suivant pour synthétiser une chaîne d'ADN :

  • Les quatre désoxyribonucléosides 5'-triphosphate (dATP, dGTP, dTTP, dCTP) et du Mg2+. Les substrats de cette enzyme sont des desoxyribonucléosides triphosphates .
  • La polymérase d'ADN (ou ADN polymérase) ajoute des désoxyribonucléotides à l'extrémité 3'OH d'une amorce.
  • Il faut une matrice d'ADN.

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2) Réplication est dite semi-conservative

Le mécanisme de la réplication semi-conservative est tenu pour universel aussi bien chez les procaryotes que chez les eucaryotes. Une réplication semi-conservative veut dire que sur les deux brins toute molécule d'ADN, il y a toujours :

  • un brin d'ADN parental (brin ancien)
  • un brin d'ADN fils (brin nouvellement formé).

Expériences montrant ce mécanisme : des cellules sont marquées par la désoxythimidine [3H ] pendant la phase de synthèse de l'ADN. A la fin de la première mitose, les chromosomes métaphasiques montre par autoradiographie un marquage des chromatides sœurs, alors qu'à la seconde division mitotique une seule d'entre elles est marquée.

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3) La réplication est bidirectionnelle

La réplication démarre à l'intérieur de la molécule d'ADN en un point appelé origine de réplication puis se poursuit dans les deux directions en copiant les deux brins à chaque fourche. Chaque origine de réplication engendre deux fourches de réplication.

Dans un chromosome circulaire (chez les bactéries et certains virus), une origine est souvent suffisante et les deux fourches qui en partent se confondent du coté opposé du cercle pour finir la réplication.

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Les longs chromosomes eucaryotes comportent un grand nombre d'origines : les deux fourches parties d'une origine donnée progressent jusqu'à rencontrer les fourches parties d'origine voisines. La multiplicité des origines de réplication fait que la duplication de l'ADN eucaryote s'avère globalement plus rapide que celle de l'ADN procaryote bien que la vitesse de déplacement de la fourche de réplication soit plus lente.

4) Réplication chez les procaryotes

1. Les étapes de la réplication

a) Initiation de la réplication

L'origine de réplication chez E.coli est appelée OriC. Le locus OriC fait 245 paires de bases.

Cette séquence contient en tandem :

  • trois séquences nucléotidiques presque identiques de 13 nucléotidiques chacune.
  • quatre sites de liaison comportant un motif de 9 paires de bases pour une protéine appelée dnaA. Plusieurs protéines dnaA vont s'associer avec l'ADN à l'origine de réplication et vont initier la réplication en dissociant les brins. Cette étape consomme de l'ATP.

La réplication chez les eucaryotes se déroule en 3 étapes :


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Florent


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La réplication de l’ADN

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Commentaires
  • Homme
    njibhu
    le 25 May
    ah j'avais pas vue , mais je crois que tu as oublié d'intégrer les "protéines fixatrice d'adn monocaténaire" qui se fixe sur les 2 brins d'adn , et les empêchent de se respiraliser
  • Homme
    njibhu
    le 25 May
    excellent
  • Avatar
    Nanaas
    le 22 Feb
    Merci
  • Homme
    Laurent966
    le 18 Jan
    Thanks
  • Homme
    Argal1312
    le 10 Jan
    Merci
  • Homme
    Antoniel
    le 05 Dec
    Merci
  • Homme
    LeBiologisteM
    le 15 Jan
    je vs remercie monsieur
  • Femme
    nanachei
    le 05 Nov
    merci
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