Fiche de révision : Réplication de l’ADN et mitose

📋 Plan du Cours

1. Modèles de réplication de l’ADN
2. Expérience de marquage à l’azote
3. Mécanisme semi-conservatif
4. Réplication au cours du cycle cellulaire
5. Conséquences génétiques de la mitose
6. PCR et amplification de l’ADN
7. Applications et choix des polymérases
8. Suivi radioactif des chromatides
9. Observation des méristèmes racinaires

📖 1. Modèles de réplication de l’ADN

★ À maîtriser

📌 Le modèle semi-conservatif sépare les deux brins parentaux et conserve un brin parental dans chacune des molécules filles, complété par un brin nouveau.

Compléments

📌 Dans le modèle conservatif, les deux brins parentaux restent associés et servent à produire une molécule fille composée de deux brins nouvellement synthétisés.

📌 Dans le modèle dispersif, chacune des deux molécules filles contient un mélange de fragments d’ADN parental et nouvellement synthétisé.

📖 2. Expérience de marquage à l’azote

★ À maîtriser

📌 Un ADN lourd contient uniquement du 15N, un ADN hybride contient du 15N et du 14N, et un ADN léger contient uniquement du 14N.

📌 À la génération 1, seul de l’ADN hybride se trouve au milieu du tube, ce qui invalide le modèle conservatif qui prévoirait 50 % d’ADN lourd et 50 % d’ADN léger.

• À la génération 2, on observe de l’ADN hybride et de l’ADN léger, résultat compatible avec le modèle semi-conservatif et incompatible avec le modèle dispersif, qui ne prévoit que des molécules hybrides.

Compléments

• L’azote lourd 15N et l’azote léger 14N permettent de marquer l’ADN selon sa composition et de distinguer ses densités.

• À la génération 0, l’ADN bactérien est lourd et se trouve au fond du tube, car ses deux brins ont incorporé du 15N.

💡 Astuce mémo

ADN lourd au 15N, hybride au 15N et 14N, léger au 14N

📖 3. Mécanisme semi-conservatif

★ À maîtriser

• Pendant la phase S, les deux brins de l’ADN s’ouvrent et se séparent au niveau d’une fourche de réplication, formant un œil de réplication.

• À la fourche de réplication, l’ADN polymérase associe des nucléotides libres aux nucléotides des brins parentaux selon la complémentarité des bases A-T et G-C.

• La réplication semi-conservative produit deux molécules d’ADN identiques, chacune formée d’un brin parental et d’un brin nouvellement synthétisé.

Compléments

• Les deux molécules d’ADN nouvellement formées restent associées au niveau du centromère dans le chromosome double.

💡 Astuce mémo

Ouverture → appariement complémentaire → deux molécules identiques

📖 4. Réplication au cours du cycle cellulaire

★ À maîtriser

• La réplication de l’ADN se déroule pendant la phase S de l’interphase.

Compléments

📌 En G1, le chromosome est simple et décondensé; en S, il est décondensé et en cours de duplication; en G2, il est double et décondensé; en M, il est double et condensé; à la fin de M, il est simple et décondensé.

• Les phases G1 et G2 correspondent à la croissance cellulaire, tandis que la phase S correspond à la synthèse d’ADN.

📖 5. Conséquences génétiques de la mitose

🔑 Notions clés & Définitions

• Clone : Un ensemble de cellules génétiquement identiques produit par une succession de mitoses.

★ À maîtriser

📌 Les deux cellules issues par mitose d’une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique.

Compléments

• Le clonage permet la reproduction des organismes unicellulaires ainsi que la croissance et la restructuration des organismes pluricellulaires.

💡 Astuce mémo

Réplication fidèle → mitose conforme → cellules filles génétiquement identiques

📖 6. PCR et amplification de l’ADN

★ À maîtriser

• 🔄 Chaque cycle de PCR comprend trois étapes successives :

  1. Dénaturation à 95 °C : séparation des deux brins d’ADN
  2. Hybridation des amorces entre 50 et 65 °C
  3. Élongation des amorces à 72 °C par une ADN polymérase thermostable

• La PCR amplifie l’ADN d’intérêt à partir de faibles quantités prélevées afin de permettre son analyse et son utilisation.

Compléments

• La PCR s’appuie sur les mécanismes moléculaires de la réplication de l’ADN et constitue un outil de génie génétique.

💡 Astuce mémo

Dénaturation → hybridation → élongation

📖 7. Applications et choix des polymérases

📝 Points essentiels

• La PCR peut notamment servir à : rechercher des OGM, diagnostiquer une maladie génétique, contribuer à des analyses de police scientifique

• Les enzymes de Thermus aquaticus et de Pyrococcus Furiosus sont actives entre 75 et 100 °C, tandis que celle de Bacillus caldotenax devient inactive à partir de 65 °C.

• Les enzymes de Thermus aquaticus et de Pyrococcus Furiosus conviennent à l’élongation de la PCR à 72 °C.

📖 8. Suivi radioactif des chromatides

📝 Points essentiels

• Après une réplication en milieu radioactif, chacune des deux chromatides contient une molécule d’ADN dont un brin a incorporé de la thymidine tritiée radioactive.

• Après transfert en milieu non radioactif et une nouvelle réplication, une seule chromatide est radioactive; elle contient un brin marqué, tandis que l’autre chromatide contient deux brins non radioactifs.

• Après un cycle en milieu chaud puis deux cycles en milieu froid, la moitié des chromosomes présente deux chromatides non radioactives et l’autre moitié présente une chromatide radioactive sur deux.

📖 9. Observation des méristèmes racinaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Méristème apical : Situé à l’extrémité des tiges, permet leur allongement grâce à des cellules qui se divisent activement et conservent longtemps cette capacité.

📝 Points essentiels

• Des méristèmes existent dans les organes en croissance, et une activité propose de vérifier par observation cellulaire leur présence dans la racine.