Réplication

Réplication
Chez les procaryotes
Besoin de dXTP+ brin matrice + ADN pol I de E. Coli (synthèse dans le sens 5’3’) ,
activités exonucléase 3’—5’ (enlève les bases mal appariées permettant à ADN pol de
réessayer) et 5’3’, enzyme peu processive et Mg2+dépendante + ribonucléotides
Réplicon : molécule d’ADN ou d’ARN pouvant se répliquer à partir d’une origine de
réplication.
Une origine de réplication : ori C.
Réplication rapide et bidirectionnelle. Une
séquence de terminaison.
A) Initiation de la transcription
1) Reconnaissance d’oric : Fixation Dna A (ATP dépendante) sur l’origine de réplication
et ouverture du double brin au niveau des séquences GATC 13 mers riches en AT.
2) Formation du primosome : 2 DnaB hélicases, ATP dépendante ouverture des doubles
brins par rupture de liaisons H. DnaC (intervient avec Dna B) et Dna G (primase).
Stabilisation des régions simples brins (SSB).
3) Accrochage de l’ADN pol III
4) Synthèse des amorces ARN par la Primase.
5) Elimination des super enroulements en amont par gyrase, en aval par topoisomérase I.
B) Elongation (ADN Pol III, très processive).
ADN pol I (peu processive) va hydrolyser les amorces ARN et synthétiser de l’ADN puis
ligation des fragments (ligase + ATP).
C) Terminaison au locus Ter région riche en G et T. Protéine Tus se fixe sur cette région
et bloque l’hélicase. Dernières synthèses probablement par ADN pol I.
D) Régulation : L’initiation de la réplication nécessite la méthylation des séquences
GATC sur les deux brins par la protéine Dam.
Chez les eucaryotes
Besoin 4 desoxyribonucléotides précurseurs (dXTP) + brin matrice + ADN pol (synthèse dans
le sens 5’3’) enzyme processive (processivité= capacité d’une enzyme à cata des R
successives sur une même molécule sans la relâcher) qui catalyse la synthèse de l’ADN, elle
reconnaît et se fixe sur une origine de R, activité exonucléase 3’5’ + ribonucléotides pour la
synthèse des amorces ARN .Les 2 brins d’ADN sont répliqués simultanément.
Parentés structurales entre
les polymérases mais
différences. Alpha :
structure de l’activité exo
similaire aux autres mais
celle-ci est inactive.
Epsilon : domaine
additionnel intervenant dans
la processivité.
ADN pol début de la réplication, associée à une Primase. ADN pol  fait les réparations.
ADN pol  réplication de l’ADN mitochondriale. ADN pol δ élongation des brins plus
réparation de l’ADN.
Initiation de la réplication
Origines de réplication multiples. Elles sont repérées à la phase G1 et leur activation s’opère
au début de la phase S. La sélection des réplicateurs est assurée par la formation de complexes
de pré-réplication (pré-RCs) qui comportent une protéine initiatrice ORC, deux adaptateurs
d’hélicases (Cdc6 et Cdt1) et une hélicase (le complexe Mcm2-7). L’activation des pré-RCs
est activée par des kinases qui agissent seulement quand les cellules entrent en phase S.
ADN pol va former un complexe avec une primase. ADN pol δ + PCNA (protéine qui
augmente la procéssivité) + RFC pour l’élongation  primase est libérée.
Fourche de réplication
Rnase H va hydrolyser les amorces ARN et ADN pol va les remplacer par de l’ADN puis une
ligase va assembler les fragments. Anneau coulissant associé à l’ADN pol quand celles-ci
sont hautement processives. Une endonucléase FEN va cliver les bases qui ne sont pas bien
appariées.
Réplication des télomères : sur le brin 5' → 3' parental, du fait de la nécessité de la présence
d'une amorce, la réplication de l’extrémité 3' terminale n'est pas possible. Le brin fils va être
plus cours de 10 nucléotides environs, raccourcissement à chaque cycle. Enzyme : la
télomérase reconnaît la région riche en TG des télomères et en utilisant sa propre amorce
ARN ajoute des copies de télomères 5'-- TTAGGG --3' aux extrémités 3' simple brin
parentaux des chromosomes. Une primase va ensuite synthétiser une amorce ARN sur le brin
fils, l’ADN polymérase va copier le brin matriciel qui a été allongé. Hydrolyse de l’amorce
ARN. Télomérase = transcriptase inverse.
Réplication de l’ADN mitochondriale :
Désynchronisation de la R des 2 brins dans la mitoC. 1 seule fourche de R .
Transcription VIH :
tRNA-Lys 3 amorce. Elongation de l’ADN par la reverse transcriptase, se forme alors un
duplex ARN-ADN, la RNase H vient dégrader la partie ARN du duplexe. L’élongation de
l’ADN continue, se forme un autre duplexe ADN-ARN, une partie de l’ARN va être dégradé.
L’ARN restant va servir d’amorce pour commencer l’élongation de l’ADN dans le sens
inverse, se forme cette fois un duplexe tRNA-Lys 3-ADN , tRNA-Lys 3 va être dégradé par
Rnase H ainsi que l’amorce ARN , l’élongation contiune jusqu’à ADN double brin.
Reverses transcriptases  ADN pol ARN dépendantes peuvent synthétiser de l’ADN db à
partir d’une matrice ARN.
Réparation de l’ADN
Deux grands mécanismes : réparation des mésappariements, reconnaissance puis élimination
de dommage chimiques. La détection et la réparation des dommages est continuelle.
L’ADN subit des dommages permanents :
-Radiation : UVdimères de thymines réparation par photolyase.
-Désamination spontanée : correction d’une base anormale par excision. Glycolycase élimine
la base modifiée ce qui crée un site abasique reconnu par une endonucléase AP puis une
exonucléase retire le sucre et son groupement phosphate. L’ADN polymérase bêta synthétise
de l’ADN au niveau du site abasique et la ligase scelle le tout.
-Méthylation de l’ADN : Mismatch repair = mécanisme de surveillance de l’ADN lors de la
réplication qui permet de réparer préférentiellement ces erreurs dans le brin nouvellement
synthétisé. Après la réplication le brin néo-synthétisé n’est pas aussitôt méthylé permet de
distinguer brin parental de brin néo-synthétisé et de ne pas corriger le premier.
Reconnaissance du mésappariement par MutS, confirmation par recrutement de MutL,
reconnaissance du brin méthylé par MutH (endonucléase), coupure du brin non méthylé par
MutH. Resynthèse par ADN pol III et suture par ligase.
-Oxydation
-Agents chimiques mutagènes