La réplication de l'ADN

La Réplication de l’ADN

Comment le matériel génétique se transmet de façon aussi exacte d’une génération à une autre ?

En 1953 quand Watson et Crick ont décrit la structure de l’ADN, ie une molécule bicaténaire avec appariement des bases, il est devenu évident qu’une matrice régissait le transfert de l’information au cours des division successives…

Mais cette réplication est elle conservative ? ie une fois répliqués les brin parentaux se réassocient ils entre eux ou avec les brins néoformés ? Comment s’amorce cette réplication ? Comment avance t-elle le long du chromosome ? Quelles sont les enzymes qui participent à ce phénomène ? Y a t il des erreurs ? …

L’ADN ne peut servir de lien génétique que la séquence nucléotidique est strictement reproduite. D’où l’utilité des fonctions réparatrices de la cellule.

I – L’ADN se réplique de façon semi-conservative.

Expérience de Meselson-Stahl dan E.Coli + chromosomes mitotiques marqués au 3H.

II – Sens de copie de l’ADN.

Comment la machinerie de réplication progresse t elle le long du duplex ? Il existe trois possibilités :

1/ Il existe deux origines de réplications et de « bouts » en croissance. Ce mécanisme est celui le plus utilisé par les virus à ADN linéaire comme les adénovirus. Dans ce cas les extrémités des molécules d’ADN servent de point fixes pour l’amorçage et l’arrêt de la réplication.

2/ Il peut existé une origine et une seule fourche de réplication qui migre dans un sens et ou les deux brins sont recopiés.

3 / Il peut existé une origine mais deux fourches de réplication qui migrent dans les deux sens de sorte que les deux brin soit copié aux niveau des deux fourches de réplication. C’est ce mode ci qui est utilisé par la majorité.

Pour les chromosomes circulaires, ie bactéries, les plasmides et certain virus, une origine de réplication suffit et les deux fourche qui en parte se confondent au coté opposé. En ce qui concerne les longs chromosomes eucaryotes, en générale ils comportent un grand nombre d’origines de réplication. Les deux fourches partent d’une origine donnée et progressent jusqu'à ce qu’elles rencontrent les fourches parties d’une origine adjacente. Chaque région copiée par une origine de réplication s’appelle un REPLICON.

Expérience avec alternance de milieu lourd 3H et léger.

III – Vitesse de réplication de l’ADN.

Affin de déterminer la vitesse de progression des fourches de réplication des auto-radiographies des fibres d’ADN de cellules marquées pendant des laps de temps croissant.

Un cycle de réplication de E.Coli est de 42min, sachant que le chromosome unique contient 4,4*106pb et qu’il est copié par deux fourches de réplication en même temps, la vitesse de progression d’une fourche est d’environ 1000pb.s-1 par fourche.

La vitesse de propagation des fourches dans les cellules humaines est de 100pb.s-1. Comme le génome humain fait 3*109 pb, et qu’il se réplique en 8 heures, il doit comporter au moins 1000 fourches de réplication. En fait les autoradiographies montre qu’il y a entre 104 et 105 réplicons.

IV – La réplication de l’ADN commence à des sites précis.

Origine de réplication = le tronçon nécessaire et suffisant à la réplication d’un ADN. Les origines de réplication sont des séquences formées de petites séquences répétitives reconnues par des complexes se fixant à l’origine essentielle dans l’assemblage du complexe de réplication. Cette zone est flanquée de séquences riche en AT, disposition propice à la détorsion de l’hélice bicaténaire.

V – Réplication chez les procaryotes.

Il n’existe pas d’ADN polymerase qui puisse faire la synthèse de 3’ vers 5’, toutes les ADN polymérase font la synthèse de 5’ en 3’, et aucune ne peut amorcer de synthèse de novo, ie sans amorce ADN ou ARN préexistantes.

Au niveau du brin 5’3’ la synthèse est continue, il s’agit du brin avancé ou précoce. Au niveau du brin 3’5 ‘ la synthèse se fait également de 5’ en 3’ grâce au fragment d’okasaki d’environ 1000 nucléotides, il s’agit du brin retardé. Il y a une seule ADN polymérase de type III (mais deux sous unité) qui travaille sur les deux brin au niveau d’une fourche de réplication.

Les enzymes qui interviennent sont :

Protéine

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