Fiche de révision : Réplication de l’ADN

📋 Plan du Cours

1. Rôle et modèle de réplication
2. Organisation et condensation de l’ADN
3. Ouverture de la fourche de réplication
4. Synthèse des brins d’ADN
5. Correction et maturation de l’ADN
6. Télomères et extrémités chromosomiques
7. Origines de réplication selon les cellules

📅 Repères chronologiques

1. 1957Arthur Kornberg découvre l’ADN polymérase.
2. 1957Tsuneko Okazaki découvre les fragments d’Okazaki.
3. 1958Matthew Meselson et Franklin Stahl montrent par l’expérience de réplication de l’ADN que le modèle semi-conservatif est compatible avec les résultats obtenus après deux divisions bactériennes. - Matthew Meselson and stahl, 1958

📖 1. Rôle et modèle de réplication

★ À maîtriser

• Avant la mitose, l’ADN est répliqué afin que les deux cellules filles reçoivent la même information génétique.

📌 La réplication semi-conservative produit des molécules d’ADN composées chacune d’un brin parental et d’un brin nouvellement synthétisé.

Compléments

• Chez l’humain, les cellules possèdent 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes.

• L’azote 15 est un isotope plus lourd que l’azote 14 parce qu’il contient un neutron supplémentaire, et l’azote est un constituant majeur de l’ADN.

📖 2. Organisation et condensation de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléosome : Structure de compaction constituée d’ADN associé à des histones.

★ À maîtriser

• Chez l’humain, l’ADN mesure environ 2 mètres et doit être condensé pour tenir dans un noyau dont la taille moyenne est de 10 micromètres.

📌 L’hétérochromatine correspond à un ADN très condensé, tandis que l’euchromatine est une chromatine décondensée pendant l’interphase.

Compléments

• Les méthylations de l’ADN favorisent sa condensation.

• L’acétylation des histones, principalement sur la lysine, réduit leur charge positive et diminue l’enroulement de l’ADN négatif autour des histones.

💡 Astuce mémo

Hétérochromatine condensée, euchromatine décondensée

📖 3. Ouverture de la fourche de réplication

🔑 Notions clés & Définitions

• Topoisomérase : Enzyme qui coupe temporairement l’ADN, permet son désenroulement et le ressoude ensuite.

★ À maîtriser

• L’hélicase rompt les liaisons hydrogène entre les brins d’ADN et ouvre une bulle de réplication.

Compléments

• Les protéines SSB se fixent sur l’ADN simple brin et l’empêchent de se réenrouler sur lui-même.

📌 La topoisomérase I coupe un brin d’ADN, tandis que la topoisomérase II coupe les deux brins et agit en duo.

• L’hélicase et les topoisomérases I et II contribuent à ouvrir et à maintenir la bulle de réplication.

📖 4. Synthèse des brins d’ADN

★ À maîtriser

• L’ADN polymérase ajoute les nucléotides un par un au brin en cours de synthèse.

• La synthèse d’ADN se déroule dans le sens 5’-3’ et incorpore des nucléotides complémentaires au brin matrice.

📌 Le brin continu est synthétisé continûment, tandis que le brin retardé est synthétisé par fragments d’Okazaki.

Compléments

• La primase associée à l’ADN polymérase alpha synthétise une amorce d’ARN d’environ 10 nucléotides.

• L’ADN polymérase delta poursuit l’élongation du nouveau brin en ajoutant des désoxyribonucléotides dans le sens 5’-3’.

💡 Astuce mémo

Brin continu d’un côté, brin retardé en fragments d’Okazaki de l’autre

📖 5. Correction et maturation de l’ADN

★ À maîtriser

• L’activité exonucléasique de l’ADN polymérase lui permet de revenir en arrière et de retirer un nucléotide mal apparié.

• L’ADN polymérase bêta participe à la réparation par excision de base en comblant la brèche laissée après le retrait d’une base endommagée par d’autres enzymes.

Compléments

• L’ADN polymérase commet environ une erreur tous les 1 000 nucléotides pendant la synthèse.

• Après correction, le cours indique qu’une erreur subsiste environ tous les 1 000 000 nucléotides et qu’il reste à peu près une erreur par génome.

• La ribonucléase H retire les amorces d’ARN et l’ADN polymérase comble les lacunes laissées dans le brin.

• La ligase relie les fragments d’Okazaki pour former un brin continu.

💡 Astuce mémo

Amorces retirées, lacunes comblées, fragments reliés

📖 6. Télomères et extrémités chromosomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Télomères : Séquences répétées situées à l’extrémité des chromosomes et contribuant à les protéger.

★ À maîtriser

• Sur le brin retardé, l’absence d’espace pour poser une dernière amorce laisse une extrémité chromosomique non répliquée.

Compléments

• La télomérase allonge l’extrémité 3’ des chromosomes en ajoutant des répétitions de la séquence TTAGGG à partir d’une matrice d’ARN.

• Le cours présente les télomères comme importants pour l’équilibre entre vieillissement cellulaire et risque de prolifération incontrôlée associée aux cancers.

📖 7. Origines de réplication selon les cellules

★ À maîtriser

📌 Chez les procaryotes, la réplication commence à une origine spécifique unique, tandis que chez les eucaryotes elle commence en de nombreux points du chromosome.

Compléments

• Le cours indique environ 300 000 origines de réplication chez les eucaryotes, dont l’activité simultanée permet la réplication en parallèle de plusieurs régions chromosomiques.

• Les procaryotes n’ont pas besoin de télomères parce que leur ADN est circulaire.

💡 Astuce mémo

Une origine chez les procaryotes, environ 300 000 chez les eucaryotes

📊 Tableaux de synthèse

Réplication procaryote et eucaryote