Fiche de révision : La réplication de l’ADN

📋 Plan du Cours

1. Réplication et cycle cellulaire
2. Structure de l’ADN et chromosomes
3. Les modèles de réplication testés
4. Validation du modèle semi-conservatif
5. Mécanisme moléculaire de réplication

📖 1. Réplication et cycle cellulaire

★ À maîtriser

• La phase S de l’interphase précédant chaque mitose est l’étape pendant laquelle l’ADN est répliqué et l’ensemble des chromosomes est copié.

• Avant une division cellulaire, la cellule double sa quantité d’ADN.

Compléments

📌 Une cellule issue de mitose possède des chromosomes simples à une chromatide, tandis que ses chromosomes sont doubles lorsqu’elle se prépare à une nouvelle mitose.

• Toutes les cellules d’un organisme pluricellulaire proviennent de mitoses successives à partir de la cellule-œuf, issue de la fusion des gamètes mâle et femelle.

• La fusion des gamètes permet de maintenir le caryotype de l’espèce de génération en génération.

📖 2. Structure de l’ADN et chromosomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Formé d’un groupement phosphate associé à un désoxyribose et à une base azotée.

★ À maîtriser

• Une chromatide correspond à une molécule d’ADN, et une molécule d’ADN est formée de deux brins complémentaires.

• Dans l’ADN, les bases sont complémentaires deux à deux : A est toujours lié à T et G toujours lié à C.

Compléments

• D’après la structure de l’ADN découverte en 1953 par Watson et Crick, la molécule d’ADN est formée de deux brins enroulés en double hélice.

📖 3. Les modèles de réplication testés

★ À maîtriser

• Pour suivre la réplication, Meselson et Stahl ont cultivé des bactéries dont l’ADN contenait de l’azote lourd ¹⁵N, puis les ont placées dans un milieu contenant uniquement de l’azote léger ¹⁴N incorporé au cours de la réplication.

Compléments

• Meselson et Stahl ont étudié trois modèles possibles de copie de l’ADN pour expliquer la réplication pendant la phase S.

• Meselson et Stahl ont centrifugé l’ADN à chaque génération pour visualiser sa constitution ; une bande se situe d’autant plus près du fond du tube que l’ADN contient davantage d’azote lourd.

📖 4. Validation du modèle semi-conservatif

🔑 Notions clés & Définitions

• Réplication semi-conservative : Mécanisme dans lequel les deux brins parentaux se séparent, sont conservés et servent chacun de matrice à la synthèse d’un nouveau brin.

★ À maîtriser

• Chaque molécule d’ADN obtenue par réplication semi-conservative contient un brin parental et un brin néosynthétisé.

• Les résultats de l’expérience de culture de bactéries avec de l’azote lourd puis léger valident le modèle semi-conservatif de réplication.

Compléments

• En 1958, Meselson et Stahl réalisent les expériences historiques de réplication de l’ADN fondées sur le suivi de nucléotides marqués.

📖 5. Mécanisme moléculaire de réplication

🔑 Notions clés & Définitions

• Œil de réplication : Région d’une molécule d’ADN où les deux brins sont séparés et où l’ADN est en cours de duplication.
• Fourche de réplication : Zone d’écartement des deux brins de l’ADN au cours de sa duplication.

★ À maîtriser

• Au cours de la réplication, un complexe enzymatique écarte les deux brins de la molécule initiale et permet l’insertion de nouveaux nucléotides.

• L’ADN-polymérase progresse le long de la molécule et insère un à un de nouveaux nucléotides en face de chacun des deux brins, en respectant leur complémentarité.

Compléments

• L’observation au MET d’un œil de réplication et la mise en évidence de l’ADN polymérase par Arthur Kornberg en 1958 étayent le mécanisme de réplication.