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CHAPITRE 4 LA REPLICATION DE L'ADN introduction la réplication est le mécanisme par lequel une molécule d'ADN produit deux molécules filles rigoureusement identiques à la molécule mère, ce processus est dit semi-conservatif ce qui signifie que chacune des deux molécules filles conserve un brin parental intact et synthétise un brin nouveau, expérience de Meselson et Stahl 1958 azote lourd 15N puis transfert sur milieu 14N centrifugation en gradient de densité de chlorure de césium, ATTENTION AU SENS 5' VERS 3' toujours, la polymérase ne sait pas travailler dans l'autre sens c'est pour ça qu'il y a un brin retardé

les enzymes impliquées, l'hélicase ouvre la double hélice en rompant les liaisons hydrogène entre les bases complémentaires A-T deux liaisons et G-C trois liaisons donc plus stable, la topoisomérase relâche les tensions de torsion en amont de la fourche sinon la molécule se surenroule et bloque, polymérase III synthétise environ 800 nucléotides par seconde chez la bactérie, primase pose des amorces ARN, ligase relie les fragments,

brin direct / brin retardé le brin direct est synthétisé en continu dans le sens de progression de la fourche, le brin retardé est produit par fragments discontinus de 1000 à 2000 nucléotides appelés fragments d'Okazaki qui sont ensuite reliés entre eux, ne pas confondre avec les amorces qui sont retirées puis remplacées par de l'ADN,

fidélité et réparation, le taux d'erreur brut est de l'ordre de 1 pour 100 000 nucléotides incorporés mais l'activité de relecture exonucléasique 3'→5' de la polymérase le ramène à environ 1 pour 10 millions, les systèmes de réparation post-réplicative abaissent encore ce taux jusqu'à 1 erreur pour 1 milliard de bases copiées ce qui explique la stabilité du génome, à savoir par cœur pour l'examen les trois niveaux de correction et leurs ordres de grandeur respectifs,

remarque le processus est bidirectionnel à partir de chaque origine de réplication, chez les eucaryotes il existe de nombreuses origines réparties le long du chromosome ce qui permet de répliquer un génome de plusieurs milliards de bases en quelques heures, chez les procaryotes une seule origine oriC,

phases du cycle cellulaire G1 croissance et synthèse protéique, S réplication proprement dite c'est là que tout ce qui précède se produit, G2 vérification de l'intégrité de la copie et préparation à la mitose, M mitose, ne pas confondre la phase S avec la mitose elle-même erreur classique au partiel de l'an dernier, les points de contrôle checkpoints bloquent le passage à l'étape suivante tant que la précédente n'est pas achevée correctement,

les télomères sont des séquences répétées situées aux extrémités des chromosomes linéaires, à chaque cycle de réplication le brin retardé ne peut pas être complété jusqu'au bout faute d'amorce en aval ce qui raccourcit progressivement l'extrémité, la télomérase compense ce raccourcissement dans les cellules germinales et les cellules souches mais pas dans les cellules somatiques d'où la limite de Hayflick, lien avec le vieillissement cellulaire et avec la cancérisation quand la télomérase est réactivée,

mutations et conséquences, une substitution peut être silencieuse si elle ne change pas l'acide aminé codé grâce à la redondance du code génétique, faux-sens si elle change l'acide aminé, non-sens si elle crée un codon stop prématuré, les insertions et délétions décalent le cadre de lecture sauf si elles portent sur un multiple de trois nucléotides, revoir le tableau du code génétique

applications pratiques la PCR reprend le principe de la réplication in vitro avec une polymérase thermostable la Taq issue de Thermus aquaticus, cycles de dénaturation à 95 degrés hybridation des amorces autour de 55 degrés et élongation à 72 degrés, une trentaine de cycles suffisent à amplifier une séquence cible plusieurs millions de fois,