Réplication : duplication du matériel génétique dans le noyau
- a lieu dans le noyau
- uniquement au cours de la phase S
- cellule duplique son matériel chromosomique
- Phase G1 : chromosome à 1 chromatide
- Phase S : duplication du matériel génétique avant la mitose
- Phase G2 : chromosome à 2 chromatides
- Mitose : séparation des 2 chromatides
Les substrats
- une matrice
- une amorce : ARN + ADN
- dNTP (désoxynucléoside triphosphate) et ADN polymérase
-> chaque brin sert de matrice au brin néosynthétisé
-> nucléotides ajoutés à l'extrémité 3'OH
Mécanismes : initiation
- Hélicase : séparation des 2 brins
- ADN polymérase alpha : synthèse de l'amorce ADN-ARN MAIS pas assez rapide = remplacée par l'ADN delta
- RP-A : maintien des 2 brins séparés
-> activité primase de l'ADN polymérase alpha lui permet de synthétiser le fragment d'ADN et son activité polymérase de synthétiser l'amorce
Elongation
->ADN poly delta ajoute des nucléotides dans le sens 5' - 3'
- synthèse d'un brin continu = nucléotides ajoutés dans le sens d'ouverture de la fourche de réplication
- synthèse d'un brin discontinu = ajoutés dans le sens inverse du sens d'ouverture (3' à droite et 5' à gauche = antiparallèle par rapport au brin parental)
Synthèse de fragments d'Okazaki = commence au début d'une amorce et se termine au niveau du dernier nucléotide juste avant l'amorce suivante
-> pas d'ARN dans l'ADN
-> ARNase H1 dégrade le fragment de l'ARN de l'amorce
-> trou comblé par l'ADN polymérase delta
-> ADN ligase I relie les fragments d'ADN non ligaturés entre eux
Réplication bidirectionnelle
= formation de l'oeil de réplication avec une fourche de réplication de chaque côté
- d'un côté de l'oeil : synthèse du brin continu
- de l'autre côté de l'oeil : synthèse du brin discontinu
- si en haut à gauche -> synthèse du brin continu
- alors en haut à droite -> synthèse du brin discontinu
- donc en bas à gauche -> synthèse du brin discontinu
- et en bas à droite -> synthèse du brin continu
Origine de la réplication
-> procaryotes : 1 seule molécule d'ADN circulaire = 1 origine de réplication
-> eucarytotes : molécules d'ADN linéaires et plusieurs origines des réplications sur chaque chromosome = accélère le processus de réplication
Réplication semi-conservatrice
-> chaque brin parental (rose) sert de support pour la synthèse du brin néo-synthétisé (bleu)
-> synthèse de 2 molécules d'ADN identiques à partir d'1 molécule d'ADN
-> molécule fille = 1 brin parental + 1 néosynthétisé
Télomères et télomérase
Erosion des télomères
télomères = extrémités des chromosomes
-> à chaque cycle de division : extrémités des chromosomes se raccourcissent
-> raccourcissement concerne l'extrémité 5' du brin discontinu
Erosion et vieillissement
-> quand les chromosomes se raccourcissent = cellules sénescentes (vieillissent, fonctionnent moins bien, ne prolifèrent plus) = processus de sénescence -> dans les tissus = accumulation de cellules sénescentes
Télomérase
-> cellules normales n'expriment pas la télomérase = enzyme qui entraîne "l'immortalité" = sont mortelles = entre en sénescence
-> cellules tumorales, germinales et souches = immortels car possèdent
- ribonucléoprotéine (protéine + ARN)
- formée d'un ARN + transcriptase inverse
- -> synthétise de l'ADN à partir d'ARN qu'elle utilise comme matrice et ajoute 6 nucléotides pour rallonger le brin le plus long
- ARN de la télomérase va s'associer par complémentarité de séquence au niveau de l'extrémité 3' du brin d'ADN parental
- rallonge le brin qui était déjà le plus long
- fait plusieurs cycles pour le rallonger
- ensuite se retire
- brin fils toujours plus court que le parental
Cas des cellules cancéreuses
-> télomérase allonge le brin le plus long avec une amorce d'ARN antiparallèle qui se fixe près de la fin du brin parental et comblerait le brin le plus court grâce à de l'ARN polymérase sur le brin le plus court orienté en 3'
-> retrait de l'amorce mais processus rend potentiellement les cellules immortelles