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Plan du cours : deuxième partie D : Réplication de l’ADN Définitions élémentaires Mécanismes de la réplication chez EColi Mécanisme de la réplication chez les eucaryotes Mécanismes de la réparation E: La Transcription Les prokaryotes Les eucaryotes F: La Traduction Le Code génétique L’initiation L’élongation La terminaison G : De l ’ADN aux protéines Comment cela a-t-il commencé ? ?? !!
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Plan du cours : deuxième partie
D : Réplication de l’ADNDéfinitions élémentairesMécanismes de la réplication chez EColiMécanisme de la réplication chez les eucaryotesMécanismes de la réparation
E: La TranscriptionLes prokaryotesLes eucaryotes
F: La TraductionLe Code génétiqueL’initiationL’élongationLa terminaison
G : De l ’ADN aux protéinesComment cela a-t-il commencé ? ??!!
La réplication de l'ADN chez E.coli
● Définitions élémentaires● Mécanismes de la réplication
Origine de réplicationInitiation de la réplicationDéplacement de la fourche de réplication
Fragments d'Okazaki
● Généralités
Généralités sur la réplicationGénéralités sur la réplication
La réplication est semiconservative
La réplication est bidirectionnelle
Les brins neo synthétisés ont une origine commune
Trois propriétés sont communesà tout système de réplication
Réplication de la double hélice dRéplication de la double hélice d ’ADN’ADN
En séparant les brins de l'ADN, ilest possible de copier chaque brin.
A partir de la structure Watson-Crick du DNA on peut construire plusieurs modèle de réplicationun modèle conservatif
ousemi conservatif.
Après une division
Chaînes parentales
Après 2 divisions
Modèles possibles de réplicationModèles possibles de réplication
Expérience de Expérience de MeselsonMeselson et Stahlet StahlLa première évidenceexpérimentale d'une
réplication semi-conservative
On cultive des bactériesE.coli dans un milieucontenant un isotope
lourd de l'Azote15N
Quand tout l'ADN estmarqué, on transfertles cellules dans un
milieu de culture avec de l'azote normal léger
14NOn prélève ensuite àdes temps variablesun échantillon de la culture et on analysel'ADN sur un gradientde densité de ClCs
La réplication est semiLa réplication est semi--conservativeconservative
La densité de 15N est supérieure à ladensité de 14N.Si la réplication était conservative, on observeraitaprès une division deux bandes: une lourde etune légère. En réalité on observe un seule bande de densité intermédiaire. La réplication estsemi-conservative.
Modèles possibles de réplication Modèles possibles de réplication Unidirectionnelle ou BidirectionnelleUnidirectionnelle ou Bidirectionnelle
La réplication est bidirectionnelleLa réplication est bidirectionnelleLa microscopie électronique nous montreque la progression de la réplication estbidirectionnelle ce qui est confirmé parune expérience de marquage à lathymidine tritiée.
Mode d'action des DNA polymérases
La réplication de l'ADN est catalysée par une DNA polymérase DNA dépendante
La réplication nécessite un modèle l'ADN matrice et une petite séquence oligonucléotidique,l'amorce ou primer.
Les substrats de la DNA polymérase sont les 4 désoxynucléotides triphosphate:dATP, dGTP, dCTP et dTTP
DNA polymérase DNA dépendanteDNA polymérase DNA dépendante
Cette enzyme recopie de l’ADN en ADN.
Elle nécessite une amorce d’acide nucléique.
Amorce avec une extrémité 3’-OH libre
La réaction catalysée est:(dXMP)n + dXTP (dNMP)n+1 + PPi
La nouvelle chaîne est synthétisée dansle sens 5’ 3’
Règle de complémentarité et de polarité inverse
L' ADN POLYMÉRASEL' ADN POLYMÉRASE-- Un brin d'ADN matriceUn brin d'ADN matrice
-- Une amorce Une amorce oligonucléotidiqueoligonucléotidique
-- Une synthèse du brin nouveau 5'Une synthèse du brin nouveau 5' 3'3'
3'(OH)3'(OH) 5'5'
5'5' 3'3'
ThyGua
Cyt
La formation de la liaison ester entre le 3'OH du nucléotide n et le phosphate α dunucléotide n+1 entraîne l'éliminationd'un pyrophosphate
La polymérase sélectionnela dATP car la thymine estcomplémentaire de la Guanine
La polymérase sélectionnela dATP car la thymine estcomplémentaire de la Guanine
L'origine de réplicationL'origine de réplication
GATCTNTTTATTTCTAGANAAATAAA
5'
3'GATCTNTTNATTTCTAGANAANTAAA
1 13 17 29
GATCTCTTATTAGCTAGAGAATAATC
32 44
TGTGGATAAACACCTATT
58 66
TTATACACAAATATGTGA
166 174
TTATACACAAATATGTGA
201 209
TTATACACAAATATGTGA
240 248
3'
5'
La réplication commence dans une séquence nucléotidique situéedans une région particulière nommée l'origine de réplication
Chez E.coli, cette région OriC est une séquence d'environ 250 pb. Elle comporte 3 blocs de 13 pb et 4 blocs de 9 pb. Ces blocs sont des séquences consensus.
Complexe d'origine de réplicationComplexe d'origine de réplication
Le génome d'E.coli estnégativement super enroulé
ou hélicase
Mode d'action de l'Mode d'action de l'hélicasehélicaseOn a pu reconstituer dans un tube à essaile système hélicase SSB protéine et ATP.
En présence de Single Strand Binding(SSB) protéine et d'ATP, l'hélicasepurifiée peut dérouler un double brind'ADN in vitro. Ce déroulements'effectue en direction de l'extrémité 3'
L'hélicase vient se clamper autourdu simple brin d'ADN et déroule ledouble brin vers l'extrémité 3'.En même temps, des protéines SSBse fixent sur le simple brin pour l'em-pécher de se réassocier.
Les protéines impliquées dans la réplicationDnaA : Protéine codée par le gène dnaA
Elle initie la réplication en se fixant sur les boites de 9 bpde la région ORI
DnaB : Protéine codée par le gène dnaB. Elle contient six sous unités.Il s'agit d'une hélicase, protéine qui sépare le double brind'ADN
DnaC : Protéine codée par le gène dnaC.Son rôle est d'amener DnaB
SSB Protéine qui fixe les simples brins d'ADN pour les empècherde se réassocier
DNA polymérase III DNA polymérase qui assure la polymérisation des nouveauxbrins d'ADN.
Primase Une RNA polymérase qui assure la synthèsedes RNA primers
DNA polymérase I DNA polymérase qui enlève les amorces d'ARN etpolymérise de l'ADN à leur place.
Ligase Lie entre eux les différents fragments d'ADN du brin suiveur
Evolution de la fourche de réplicationEvolution de la fourche de réplication
Brin retardéBrin conducteur
Synthèse des primers ARN par la primase
La DNA polymérase III synthétise le nou-veau brin d'ADN sur les primers de RNA.
On observe les fragments d'Ogazaki
La DNA polymérase 1 dégrade l'ARN.etremplit les interstices
La ligase recolle les morceaux
Quelques acteurs de la réplication
La Ligase
Adénosine triphosphateAdénosine triphosphate
A
Liaison phosphoanhydride
5’
5’
Noyaupyridine
• Structure du nicotinamide:
•NMN
•NAD
Les coenzymes à nicotinamide:Les coenzymes à nicotinamide: le NADle NAD
Mécanisme d'action de la LigaseMécanisme d'action de la Ligase
![PD 6: Xanthomonas citri sous-esp. citri · [IMF]), analyse moléculaire (amplification en chaîne par polymérase [polymerase chain reaction – PCR]) et test biologique sur disques](https://static.fdocuments.fr/doc/165x107/5f0c03bc7e708231d4335512/pd-6-xanthomonas-citri-sous-esp-imf-analyse-molculaire-amplification-en.jpg)
