QCM : Réplication de l’ADN — 32 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel est le résultat direct de la réplication de l’ADN ?

La modification aléatoire de la séquence pour favoriser l’adaptation
La dégradation des nucléosomes avant la division cellulaire
La conversion de l’ADN parental en ARN messager fonctionnel
La synthèse d’une nouvelle molécule d’ADN appelée molécule de novo

La synthèse d’une nouvelle molécule d’ADN appelée molécule de novo

Explication

La réplication produit une molécule d’ADN nouvellement synthétisée, appelée molécule de novo, tout en conservant une séquence et une organisation globalement similaires. La réplication ne transforme pas l’ADN en ARN et n’a pas pour fonction de provoquer des modifications aléatoires.

2. Pourquoi la réplication fidèle de l’ADN est-elle indispensable à la cellule ?

Elle déclenche la transcription et remplace la réparation des lésions génétiques
Elle empêche la formation des protéines lors des phases de croissance
Elle soutient la survie et la prolifération cellulaires tout en limitant les mutations
Elle augmente la diversité génétique nécessaire à chaque division cellulaire

Elle soutient la survie et la prolifération cellulaires tout en limitant les mutations

Explication

La réplication est nécessaire à la survie et à la prolifération des cellules, et sa fidélité contribue à prévenir les mutations. Elle ne remplace pas la transcription ni les mécanismes de réparation de l’ADN.

3. Quel ordre de grandeur décrit le taux global de nucléotides modifiés après réplication et réparation de l’ADN ?

Environ 1 nucleˊotide modifieˊ/1012 nucleˊotides1\text{ nucléotide modifié}/10^{12}\text{ nucléotides} par cycle
Environ 1 nucleˊotide modifieˊ/103 nucleˊotides1\text{ nucléotide modifié}/10^3\text{ nucléotides} par cycle
Environ 1 nucleˊotide modifieˊ/106 nucleˊotides1\text{ nucléotide modifié}/10^6\text{ nucléotides} par cycle
Environ 1 nucleˊotide modifieˊ/109 nucleˊotides1\text{ nucléotide modifié}/10^9\text{ nucléotides} par cycle

Environ $$1\text{ nucléotide modifié}/10^9\text{ nucléotides}$$ par cycle

Explication

La fidélité de la réplication et la réparation ramènent le taux estimé à environ un nucléotide modifié sur un milliard par cycle, soit près de trois nucléotides pour un génome humain de 3 Gb. Un taux de un sur un million surestime donc fortement les modifications restantes.

4. Quelle situation correspond au modèle semi-conservatif de réplication de l’ADN après un cycle ?

Une molécule conserve les deux brins parentaux et l’autre contient deux brins nouveaux
Chaque brin contient un mélange alterné de segments parentaux et de segments nouveaux
Chaque molécule reçoit deux brins parentaux, puis produit ses brins nouveaux séparément
Chaque molécule possède un brin parental et un brin nouvellement synthétisé

Chaque molécule possède un brin parental et un brin nouvellement synthétisé

Explication

Dans le modèle semi-conservatif, chaque molécule fille conserve un brin parental associé à un brin nouvellement synthétisé. Le modèle conservatif maintient les deux brins parentaux ensemble, tandis que le modèle dispersif mélange les segments anciens et nouveaux dans chaque brin.

5. Comment la complémentarité des bases permet-elle la synthèse du brin fils ?

Un brin parental fournit les nucléotides tandis que l’autre fournit l’énergie de synthèse
Les bases parentales sont remplacées par des bases choisies selon leur disponibilité
Chaque brin parental sert de matrice pour assembler un brin fils complémentaire
Les deux brins parentaux fusionnent pour former une séquence identique au brin fils

Chaque brin parental sert de matrice pour assembler un brin fils complémentaire

Explication

La complémentarité des bases décrite par Watson et Crick permet de déterminer la séquence du brin fils à partir de chaque brin parental matrice. Les brins parentaux ne fournissent pas directement les nucléotides ni l’énergie de polymérisation.

6. Quels substrats fournissent les nucléotides et l’énergie nécessaires à l’élongation de l’ADN ?

Les acides aminés, dont l’assemblage produit les liaisons phosphodiester
Les ribonucléotides, dont la dégradation libère les bases complémentaires
Les ATP, CTP, UTP et GTP, dont l’hydrolyse forme directement le brin d’ADN
Les dATP, dCTP, dTTP et dGTP, dont l’hydrolyse fournit l’énergie

Les dATP, dCTP, dTTP et dGTP, dont l’hydrolyse fournit l’énergie

Explication

La synthèse de l’ADN utilise les quatre désoxyribonucléotides triphosphates dATP, dCTP, dTTP et dGTP. L’hydrolyse de leur liaison phosphate-phosphate fournit l’énergie nécessaire à l’élongation, contrairement aux ribonucléotides ou aux acides aminés.

7. Quelle action de l’hélicase ouvre la double hélice pendant la réplication ?

Elle utilise les dNTP pour relier les nucléotides du brin nouvellement formé
Elle coupe les brins puis les ressoude afin de réduire les surenroulements
Elle consomme de l’ATP pour séparer les brins en rompant leurs liaisons hydrogène
Elle ajoute des nucléotides complémentaires sans modifier la structure hélicoïdale

Elle consomme de l’ATP pour séparer les brins en rompant leurs liaisons hydrogène

Explication

L’hélicase consomme de l’ATP pour rompre les liaisons hydrogène entre les brins parentaux et ouvrir la double hélice. L’ajout de nucléotides relève des ADN polymérases, tandis que la gestion des surenroulements relève des topoisomérases.

8. Comment les topoisomérases réduisent-elles les surenroulements positifs devant la fourche de réplication ?

Elles hydrolysent les dNTP pour séparer les brins sans créer de coupure dans l’ADN
Elles coupent transitoirement un ou deux brins, permettent une rotation, puis les ressoudent
Elles remplacent les brins parentaux par deux brins nouveaux après ouverture par l’hélicase
Elles ajoutent des bases complémentaires afin de détendre directement la double hélice

Elles coupent transitoirement un ou deux brins, permettent une rotation, puis les ressoudent

Explication

Les topoisomérases provoquent une coupure transitoire d’un ou de deux brins, autorisent une rotation qui dissipe les surenroulements, puis ressoudent l’ADN. Cette fonction diffère de celle de l’hélicase, qui sépare les brins en rompant leurs liaisons hydrogène.

9. Dans quelle direction l’ADN polymérase synthétise-t-elle le brin fils et dans quelle direction lit-elle le brin matrice ?

Elle synthétise les deux brins de 3’ → 5’ et lit les matrices de 3’ → 5’.
Elle synthétise les deux brins de 5’ → 3’ et lit les matrices de 5’ → 3’.
Elle synthétise le brin fils de 5’ → 3’ et lit la matrice de 3’ → 5’.
Elle synthétise le brin fils de 3’ → 5’ et lit la matrice de 5’ → 3’.

Elle synthétise le brin fils de 5’ → 3’ et lit la matrice de 3’ → 5’.

Explication

L’ADN polymérase ajoute les nucléotides au brin fils dans le sens 5’ → 3’, en progressant sur la matrice dans le sens 3’ → 5’. La confusion fréquente consiste à inverser le sens de synthèse et celui de lecture du brin matrice.

10. Pourquoi une ADN polymérase ne peut-elle pas commencer directement la synthèse d’un nouveau brin ?

Elle doit attendre qu’une hélicase ajoute le premier nucléotide complémentaire.
Elle a besoin d’une amorce d’ARN fournissant une extrémité 3’OH libre.
Elle doit utiliser une amorce protéique portant une extrémité 3’ phosphate libre.
Elle a besoin d’un fragment d’ADN fournissant une extrémité 5’ phosphate libre.

Elle a besoin d’une amorce d’ARN fournissant une extrémité 3’OH libre.

Explication

L’ADN polymérase ne peut pas initier la synthèse de novo, car elle nécessite une extrémité 3’OH libre fournie par une amorce d’ARN. La primase, et non l’ADN polymérase, peut synthétiser cette amorce au départ.

11. Que se produit-il après l’incorporation d’un nucléotide incorrect par une ADN polymérase ?

La primase ajoute une nouvelle amorce au voisinage de la base incorrecte.
L’activité exonucléasique 3’ → 5’ retire le dernier nucléotide avant la reprise de la synthèse.
L’activité exonucléasique 5’ → 3’ retire plusieurs nucléotides avant l’arrêt définitif.
Une hélicase remplace le nucléotide incorrect avant que la polymérase poursuive l’élongation.

L’activité exonucléasique 3’ → 5’ retire le dernier nucléotide avant la reprise de la synthèse.

Explication

L’activité exonucléasique 3’ → 5’ de l’ADN polymérase élimine le dernier nucléotide mal incorporé, puis la synthèse reprend. Une hélicase ouvre l’ADN, mais elle ne réalise pas cette correction de séquence.

12. Quel élément caractérise l’origine de réplication bactérienne OriC ?

Elle se situe dans chaque fragment d’Okazaki et recrute directement l’ADN polymérase I.
Elle correspond à une série d’origines dispersées contenant des amorces prêtes à être allongées.
Elle est formée d’une séquence terminale unique qui bloque la progression des deux fourches.
Elle constitue l’unique origine procaryote et contient des séquences répétées favorisant la fixation de l’hélicase.

Elle constitue l’unique origine procaryote et contient des séquences répétées favorisant la fixation de l’hélicase.

Explication

Chez les procaryotes, OriC est l’unique origine de réplication et contient une séquence consensus répétée impliquée dans la fixation de l’hélicase. Les fragments d’Okazaki apparaissent durant l’élongation et ne constituent pas des origines.

13. Quelle organisation résulte de l’initiation de la réplication procaryote à partir d’OriC ?

Un œil de réplication avec deux fourches progressant dans des directions opposées jusqu’à une séquence de terminaison.
Une série d’yeux indépendants, chacun contenant une fourche dirigée vers OriC.
Une molécule linéaire avec deux origines et une fourche progressant vers chaque extrémité.
Un œil de réplication avec une seule fourche avançant vers plusieurs séquences de terminaison.

Un œil de réplication avec deux fourches progressant dans des directions opposées jusqu’à une séquence de terminaison.

Explication

La réplication procaryote démarre à OriC et progresse dans deux directions, formant un œil avec deux fourches qui convergent vers une séquence de terminaison. La présence de plusieurs origines caractérise plutôt les chromosomes eucaryotes.

14. Quelle association définit correctement le primosome lors de l’initiation procaryote ?

L’association d’une hélicase et d’une primase, qui ouvre l’ADN et produit l’amorce d’ARN.
L’association d’une ADN polymérase III et d’un clamp β, qui corrige les mésappariements.
L’association d’une ADN polymérase I et d’une ligase, qui remplace les amorces et scelle les brèches.
L’association de protéines SSB et d’une ligase, qui sépare les brins et forme les fragments d’Okazaki.

L’association d’une hélicase et d’une primase, qui ouvre l’ADN et produit l’amorce d’ARN.

Explication

Le primosome réunit l’hélicase, qui ouvre la double hélice, et la primase, qui synthétise l’amorce d’ARN et permet le recrutement des protéines SSB. L’ADN polymérase III et le clamp β interviennent surtout pendant l’élongation.

15. Quel rôle est principalement attribué aux ADN polymérases I, II et III chez les procaryotes ?

La polymérase II réplique l’ADN, la polymérase III retire les amorces et la polymérase I ouvre la double hélice.
La polymérase III réplique l’ADN, la polymérase I retire les amorces et la polymérase II intervient surtout dans la réparation.
La polymérase I réplique l’ADN, la polymérase II retire les amorces et la polymérase III intervient surtout dans la réparation.
La polymérase III répare l’ADN, la polymérase I ouvre la double hélice et la polymérase II allonge les amorces.

La polymérase III réplique l’ADN, la polymérase I retire les amorces et la polymérase II intervient surtout dans la réparation.

Explication

L’ADN polymérase III est l’enzyme principale de réplication, tandis que la polymérase I participe au retrait des amorces et la polymérase II à la réparation. La confusion vient de l’attribution de la réplication principale à la polymérase I ou II.

16. Comment le brin avancé et le brin retardé sont-ils synthétisés au niveau d’une fourche de réplication ?

Les deux brins sont produits continûment dans le sens d’ouverture grâce à une seule amorce commune.
Le brin avancé est produit par fragments contre l’ouverture, tandis que le brin retardé est produit continûment en 3’ → 5’.
Les deux brins sont produits par fragments dans des directions opposées, dont l’une est 3’ → 5’.
Le brin avancé est produit continûment dans le sens d’ouverture, tandis que le brin retardé est produit par fragments en 5’ → 3’.

Le brin avancé est produit continûment dans le sens d’ouverture, tandis que le brin retardé est produit par fragments en 5’ → 3’.

Explication

Le brin avancé suit l’ouverture de la fourche et est synthétisé de façon continue, alors que le brin retardé est formé par fragments, chaque fragment étant synthétisé en 5’ → 3’. La polymérase ne synthétise pas l’ADN dans le sens 3’ → 5’.

17. Que sont les fragments d’Okazaki chez les procaryotes ?

Des segments d’ADN parental protégés par les protéines SSB, mesurant environ 10 000 à 20 000 nucléotides.
Des fragments permanents du brin avancé, composés uniquement d’ARN, mesurant environ 4 à 12 nucléotides.
Des amorces d’ARN libres produites par la primase, mesurant environ 100 à 200 nucléotides.
Des fragments temporaires du brin retardé, composés d’ADN et d’une amorce d’ARN, mesurant environ 1 000 à 2 000 nucléotides.

Des fragments temporaires du brin retardé, composés d’ADN et d’une amorce d’ARN, mesurant environ 1 000 à 2 000 nucléotides.

Explication

Les fragments d’Okazaki sont des produits intermédiaires du brin retardé et comprennent une portion d’ADN ainsi qu’une amorce d’ARN, avec une longueur procaryote d’environ 1 000 à 2 000 nucléotides. Ils ne sont pas des fragments du brin avancé ni des amorces d’ARN seules.

18. Quelle enzyme retire les amorces d’ARN puis les remplace par de l’ADN lors de la terminaison procaryote ?

L’ADN ligase
L’ADN polymérase III
La gyrase bactérienne
L’ADN polymérase I

L’ADN polymérase I

Explication

L’ADN polymérase I utilise son activité exonucléasique 535' \rightarrow 3' pour retirer les amorces, puis son activité polymérase pour les remplacer par de l’ADN. L’ADN polymérase III assure principalement l’élongation du nouveau brin.

19. Quel est le rôle principal de l’ADN ligase à la fin de la réplication procaryote ?

Séparer les molécules filles en coupant les deux brins
Relier les fragments d’ADN par des liaisons phosphodiester
Ajouter des nucléotides au brin directeur en croissance
Retirer les amorces d’ARN par une activité exonucléasique

Relier les fragments d’ADN par des liaisons phosphodiester

Explication

L’ADN ligase forme les liaisons phosphodiester manquantes entre les fragments et rend le brin fils continu. Le retrait et le remplacement des amorces relèvent de l’ADN polymérase I, tandis que la séparation des molécules filles implique la gyrase.

20. Quelle enzyme bactérienne sépare les deux molécules d’ADN filles en coupant temporairement leurs deux brins ?

L’ADN ligase
La primase bactérienne
L’ADN polymérase I
La gyrase bactérienne

La gyrase bactérienne

Explication

La gyrase bactérienne est une topoisomérase II qui coupe les deux brins afin de séparer les molécules filles. L’ADN ligase rétablit la continuité du brin, alors que l’ADN polymérase I remplace les amorces.

21. Quelle organisation caractérise le génome eucaryote ?

Des molécules linéaires multiples associées à des histones
Une molécule circulaire unique dépourvue d’histones
Des molécules linéaires multiples non associées à des protéines
Une molécule circulaire unique organisée en chromatine

Des molécules linéaires multiples associées à des histones

Explication

Le génome eucaryote comprend des molécules d’ADN linéaires réparties en chromosomes et associées à des histones dans la chromatine. L’organisation circulaire et généralement unique correspond plutôt à l’ADN procaryote.

22. Quelle combinaison décrit correctement la réplication de l’ADN eucaryote ?

Environ 500 nucléotides par seconde et 20 à 80 origines par cellule
Environ 50 nucléotides par seconde et une seule origine par cellule
Environ 50 nucléotides par seconde et 20 000 à 100 000 origines par cellule
Environ 5 nucléotides par seconde et 20 000 à 100 000 origines par cellule

Environ 50 nucléotides par seconde et 20 000 à 100 000 origines par cellule

Explication

La réplication eucaryote progresse à environ 50 nucléotides par seconde et mobilise de nombreuses origines, entre 20 000 et 100 000 par cellule. Le groupe de 20 à 80 origines décrit une unité de réplication, et non l’ensemble d’une cellule.

23. À quelle étape du cycle cellulaire la réplication de l’ADN eucaryote se déroule-t-elle ?

Pendant la phase G2, entre M et G1, après la mitose
Pendant la phase M, entre G2 et G1, durant la mitose
Pendant la phase G1, entre S et G2, avant la mitose
Pendant la phase S, entre G1 et G2, avant la mitose

Pendant la phase S, entre G1 et G2, avant la mitose

Explication

La phase S est consacrée à la réplication de l’ADN et se situe entre les phases G1 et G2, avant la mitose. La phase M correspond à la mitose et ne constitue pas la phase de réplication.

24. Quelle relation entre la structure de la chromatine et le moment de réplication est correcte ?

L’hétérochromatine se réplique tôt parce qu’elle est fortement condensée
L’euchromatine se réplique tard, tandis que l’hétérochromatine se réplique tôt
L’euchromatine se réplique tôt, tandis que l’hétérochromatine se réplique tard
Les deux formes de chromatine se répliquent au même moment du cycle

L’euchromatine se réplique tôt, tandis que l’hétérochromatine se réplique tard

Explication

L’euchromatine, moins condensée, est répliquée précocement, tandis que l’hétérochromatine, fortement condensée et peu transcrite, est répliquée tardivement. La forte condensation de l’hétérochromatine explique donc son retard plutôt qu’une réplication précoce.

25. Quelles protéines stabilisent l’ADN simple brin chez les eucaryotes après le passage de l’hélicase ?

Le complexe télomérase
Les protéines RPA
Le clamp PCNA
Les protéines SSB

Les protéines RPA

Explication

Les protéines RPA se fixent sur l’ADN simple brin eucaryote et le stabilisent après l’action de l’hélicase. Les protéines SSB remplissent une fonction comparable chez les procaryotes, tandis que PCNA est un clamp de réplication.

26. Quelle proposition décrit correctement l’ADN polymérase δ dans la réplication nucléaire eucaryote ?

Elle réplique l’ADN mitochondrial, possède une édition 535' \rightarrow 3' et fonctionne avec PCNA
Elle élimine les amorces, possède une édition 353' \rightarrow 5' et fonctionne avec RPA
Elle est l’enzyme principale, possède une édition 353' \rightarrow 5' et fonctionne avec PCNA
Elle initie la réplication, possède une édition 535' \rightarrow 3' et fonctionne avec le clamp β

Elle est l’enzyme principale, possède une édition $$3' \rightarrow 5'$$ et fonctionne avec PCNA

Explication

L’ADN polymérase δ assure principalement la réplication nucléaire eucaryote, possède une activité d’édition 353' \rightarrow 5' et est maintenue par le clamp PCNA. Le clamp β est procaryote, tandis que l’ADN mitochondrial est répliqué par la polymérase γ.

27. Quelle association entre les polymérases eucaryotes et leurs fonctions est correcte ?

La polymérase δ initie le brin retardé avec la primase, et la polymérase α réplique l’ADN mitochondrial
La polymérase α initie le brin retardé avec la primase, et la polymérase γ réplique l’ADN mitochondrial
La polymérase α répare les télomères avec la primase, et la polymérase γ réplique l’ADN nucléaire
La polymérase γ initie le brin retardé avec la primase, et la polymérase δ réplique l’ADN mitochondrial

La polymérase α initie le brin retardé avec la primase, et la polymérase γ réplique l’ADN mitochondrial

Explication

La polymérase α, associée à la primase, intervient dans l’initiation du brin retardé, tandis que la polymérase γ réplique l’ADN mitochondrial. La polymérase δ est principalement impliquée dans la réplication nucléaire et n’a pas le rôle mitochondrial décrit ici.

28. Quelle succession d’actions assure la maturation des fragments du brin retardé chez les eucaryotes ?

RNase H ou FEN1 retire les amorces, la polymérase δ comble les lacunes, puis la ligase rétablit la continuité
FEN1 synthétise les fragments, la polymérase α retire les amorces, puis RPA relie les fragments
La ligase retire les amorces, FEN1 ajoute l’ADN manquant, puis la polymérase δ sépare les fragments
La polymérase δ retire les amorces, RNase H comble les lacunes, puis FEN1 rétablit la continuité

RNase H ou FEN1 retire les amorces, la polymérase δ comble les lacunes, puis la ligase rétablit la continuité

Explication

La RNase H ou FEN1 élimine les amorces d’ARN, l’ADN polymérase δ remplit les espaces et l’ADN ligase relie les fragments. La ligase ne retire pas les amorces et RPA stabilise l’ADN simple brin sans relier les fragments.

29. Quel mécanisme explique l’action des analogues de nucléotides tels que le 5-fluorouracile et l’AZT ?

Ils s’insèrent entre les bases et ralentissent l’ADN polymérase
Ils inhibent la topoisomérase bactérienne pendant la réplication
Ils diminuent l’expression de la télomérase dans les cellules tumorales
Ils remplacent les dNTP naturels et bloquent la réplication

Ils remplacent les dNTP naturels et bloquent la réplication

Explication

Ces molécules imitent les nucléotides naturels et perturbent ainsi la synthèse de l’ADN en bloquant la réplication. Les molécules intercalantes agissent par insertion entre les bases, ce qui correspond à un mécanisme différent.

30. Quel processus cellulaire est directement inhibé par la ciprofloxacine lors du traitement d’une infection bactérienne ?

La réparation des mésappariements de l’ADN humain
L’incorporation des dNTP par les polymérases eucaryotes
L’activité de la télomérase des cellules humaines
L’activité de la topoisomérase bactérienne

L’activité de la topoisomérase bactérienne

Explication

La ciprofloxacine inhibe la topoisomérase bactérienne, ce qui empêche la réplication de l’ADN des bactéries. Elle ne cible pas directement la réplication eucaryote ni les polymérases des cellules humaines.

31. Quels éléments sont nécessaires pour qu’une PCR amplifie une séquence d’ADN ?

Des intercalants, une topoisomérase, des amorces d’ARN et du potassium
Des variations de température, des amorces, une polymérase thermostable et du Mg2+
Une hélicase, des ribosomes, des amorces et une polymérase sensible à la chaleur
Une température constante, des télomérases, des nucléosomes et du calcium

Des variations de température, des amorces, une polymérase thermostable et du Mg2+

Explication

La PCR repose sur des cycles de température, des amorces, une ADN polymérase thermostable et du Mg2+. Le chauffage sépare les brins pendant la PCR, alors que la réplication cellulaire utilise notamment une hélicase.

32. Quelle combinaison de mécanismes contribue à la fidélité globale de la réplication de l’ADN ?

L’action des amorces, l’émission de lumière et la modification des nucléosomes
La synthèse des télomères, la transcription des promoteurs et la traduction des protéines
La séparation thermique, l’intercalation des bases et l’inhibition des topoisomérases
La matrice parentale, la correction exonucléasique et la réparation des mésappariements

La matrice parentale, la correction exonucléasique et la réparation des mésappariements

Explication

La fidélité de la réplication dépend de la matrice d’ADN parental, de la correction exonucléasique pendant la synthèse et de la réparation des mésappariements après la réplication. Les autres mécanismes proposés concernent la PCR, la visualisation ou d’autres processus cellulaires.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 68 flashcards sur Réplication de l’ADN.

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN ?

La duplication du patrimoine génétique par synthèse d'une nouvelle molécule d'ADN.

Quel est le rôle principal de la réplication de l'ADN ?

Elle est nécessaire à la survie et à la prolifération cellulaire.

Quel taux d'erreur la fidélité de la réplication et la réparation de l'ADN permettent-elles ?

Environ 1 nucléotide modifié pour 10^9 nucléotides par cycle.

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