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Conférence 16 : Réplication de l'ADN - Biologie


Conférence 16 : Réplication de l'ADN

Réplication de l'ADN (avec diagramme) | Biologie moléculaire

Faisons une étude approfondie de la réplication de l'ADN : - En savoir plus sur : 1. Caractéristiques de base de la réplication de l'ADN 2. Mécanisme de réplication de l'ADN 3. Meselson et Stahl Expérience 4. Enzymes de réplication de l'ADN 5. Formation de fourches de réplication et de bulles de réplication et autres.

Le matériel génétique est toujours de l'acide nucléique et c'est toujours de l'ADN, à l'exception de certains virus. L'ADN est le réservoir de l'information génétique. Cette information se présente sous la forme d'une séquence nucléotidique appelée code génétique. Cette information est copiée et transcrite en molécules d'ARN. Cette information (code génétique) concerne une séquence spécifique d'acides aminés. L'ARN synthétise ensuite des protéines, qui sont des séquences spécifiques d'acides aminés, par un processus appelé traduction. En 1956, Francis Crick a appelé cette voie de circulation de l'information génétique le dogme central.

La transcription et la traduction sont unidirectionnelles. Les protéines ne servent jamais de matrice pour la synthèse d'ARN. Mais parfois, l'ARN agit comme un modèle pour la synthèse d'ADN (transcription inverse), par exemple les virus à ARN (virus VIH).

Réplication de l'ADN:

L'information génétique présente dans la molécule d'ADN double brin est transmise d'une cellule à une autre cellule au moment de la mitose et du parent à la progéniture par réplication fidèle des molécules d'ADN parentales. La molécule d'ADN est enroulée et tordue et a une taille énorme. Cela impose plusieurs restrictions sur la réplication de l'ADN. La molécule d'ADN doit être déroulée et les deux brins doivent être séparés pour le processus de réplication.

Caractéristiques de base de la réplication de l'ADN :

Toutes les informations génétiquement pertinentes de toute molécule d'ADN sont présentes dans sa séquence de bases sur deux brins. Par conséquent, le rôle principal de la réplication est de dupliquer la séquence de bases de la molécule d'ADN parente. Les deux brins ont un appariement de bases complémentaire. L'adénine d'un brin s'apparie avec la thymine du brin opposé et la guanine s'apparie avec la cytosine. Cet appariement de bases complémentaires spécifiques fournit le mécanisme de la réplication.

Les deux brins se déroulent et se séparent définitivement l'un de l'autre. Chaque brin fonctionne comme un modèle pour le nouveau brin fille complémentaire. La séquence de bases du brin parent ou ancien dirige la séquence de bases du nouveau brin ou du brin fille. S'il y a de l'adénine dans le brin parent ou ancien, la thymine complémentaire sera ajoutée au nouveau brin. De même, s'il y a de la cytosine dans le brin parent, la guanine complémentaire sera copiée dans le nouveau brin fille. Le maintien de l'intégrité de l'information génétique est la principale caractéristique de la réplication.

Mécanisme de réplication de l'ADN :

Le mécanisme de réplication de l'ADN est le résultat direct de la structure en double hélice de l'ADN proposée par Watson et Crick. Il s'agit d'un processus complexe en plusieurs étapes impliquant de nombreuses enzymes.

Il s'agit de l'origine de la réplication. Avant que la synthèse de l'ADN ne commence, les deux brins parentaux doivent se dérouler et se séparer définitivement en un seul brin. La synthèse de nouveaux brins filles est initiée au niveau de la fourche de réplication. En fait, il existe de nombreux sites de démarrage.

L'étape suivante consiste à ajouter de nouveaux brins complémentaires. Le choix des nucléotides à ajouter dans le nouveau brin est dicté par la séquence de bases sur le brin matrice. De nouveaux nucléotides sont ajoutés un par un à l'extrémité du brin en croissance par une enzyme appelée ADN polymérase. Il y a quatre nucléotides, désoxyribrnucléotides triphosphates dGTP, dCTP, dATP, dTTP présents dans le cytoplasme.

Toutes les réactions de terminaison se produisent. Les molécules d'ADN dupliquées sont séparées les unes des autres.

Le but de la réplication de l'ADN est de créer deux molécules d'ADN filles identiques à la molécule mère.

La réplication de l'ADN est semi-conservatrice :

Le modèle de Watson et Crick a suggéré que la réplication de l'ADN est semi-conservatrice. Cela implique que la moitié de l'ADN est conservée. Un seul nouveau brin est synthétisé, l'autre brin est le brin d'ADN d'origine (modèle) qui est conservé. Chaque brin d'ADN parental sert de matrice pour un nouveau brin complémentaire.

Le nouveau brin est lié par hydrogène à son brin matrice parental et forme une double hélice. Chacun de ces brins de la double hélice contient un brin parental d'origine et un brin nouvellement formé.

Expérience de Meselson et Stahl :

Mathew Meselson et Franklin Stahl ont prouvé expérimentalement que les brins parentaux d'une hélice sont répartis également entre les deux molécules filles. Ils ont utilisé l'isotope lourd 15 N comme marqueur pour marquer différemment les brins parentaux. E. coli a été cultivé dans un milieu contenant du NH marqué au 15 N4Cl.

De cette manière, les deux brins de molécules d'ADN ont été marqués avec l'isotope lourd radioactif 15 N dans leurs purines et pyrimidines. Par conséquent, les deux brins étaient de l'ADN lourd ou HH. Les bactéries ont ensuite été transférées dans un milieu contenant le commun azote non radioactif 14 N, qui est un milieu léger. Il a été découvert qu'après une division cellulaire, les molécules filles avaient un brin 15N et l'autre brin 14N. Il s'agit donc d'une molécule hybride, une lourde légère de HL.

Après la deuxième division cellulaire, sur quatre molécules, deux molécules d'ADN contenaient U N(LL). Les deux autres étaient des molécules hybrides (HL). Cela prouve que lors de la réplication, un brin parent est conservé et l'autre nouveau brin est synthétisé. Ainsi, la réplication de l'ADN est un processus semi-conservateur.

Enzymes de réplication de l'ADN :

Les enzymes qui participent à la réplication sont capables de copier des molécules d'ADN qui peuvent contenir des millions de bases. Ils remplissent cette fonction avec la plus grande précision et à grande vitesse, même si la molécule d'ADN est très compacte et liée à des protéines. Le maintien de l'intégrité de l'information génétique est la principale caractéristique de la réplication.

Dans E. coli, deux enzymes principales qui participent à la polymérisation sont l'ADN polymérase I et l'ADN polymérase III. Parmi celles-ci, l'ADN polymérase III est la principale enzyme impliquée dans la réplication. La polymérisation implique l'ajout de nouveaux nucléotides à un brin en croissance.

De plus, il existe une enzyme ADN polymérase II qui participe à la réparation de l'ADN. L'ADN polymérase IV et l'ADN polymérase V ont également été découvertes. Les ADN polymérases sont capables d'ajouter 1000 nucléotides par seconde. La vitesse de synthèse de l'ADN est connue sous le nom de processivité.

Polymérisation:

Les monophosphates nucléotidiques, qui sont des éléments constitutifs de l'ADN, ne peuvent pas être ajoutés au brin croissant d'ADN. L'ADN polymérase ne peut agir que sur les nucléotides désoxyribose triphosphate. Elles sont ATP, GTP, CTP et TTP. Les nucléotides triphosphates possèdent des liaisons phosphate à haute énergie.

L'ADN polymérase I et l'ADN polymérase III peuvent ajouter de nouveaux nucléotides à l'extrémité 3 & 8242-OH du brin en croissance. Du pyrophosphate inorganique est libéré. L'hydrolyse du pyrophosphate est la force motrice de la synthèse de l'ADN. La liaison phosphodiester est formée entre l'extrémité 3 & 8242 du brin en croissance et l'extrémité 5 & 8242 du premier phosphate du nucléotide entrant.

Modèle:

Les deux brins d'ADN se séparent et chacun agit comme une matrice pour la formation d'un nouveau brin. La réaction de polymérisation est dictée par un brin matrice selon les règles d'appariement des bases où si l'adénine est présente dans la matrice, la thymine est ajoutée au nouveau brin et la guanine s'apparie avec la cytosine.

Apprêt:

L'ADN polymérase a besoin d'une amorce pour synthétiser un nouveau brin dessus. L'amorce est un petit segment de brin complémentaire à la matrice. Il a une extrémité 3′-OH libre à laquelle un nouveau nucléotide peut être ajouté. De cette façon, une partie du nouveau volet est déjà en place. L'amorce est liée à l'hydrogène à la matrice pour former l'amorce : jonction de matrice. L'amorce est un brin nucléotidique court (oligonucléotide). L'amorce pour les deux nouveaux brins est l'amorce d'ARN. L'amorce d'ARN est synthétisée par une enzyme, la primase.

L'ADN polymérase se déplace le long de la matrice en ajoutant des nucléotides. Ainsi, l'ADN est synthétisé en étendant l'extrémité 3 & 8242 de l'amorce. Ensuite, l'amorce est éliminée par l'ADN polymérase I et la RNAse H.

Le brin principal ne nécessite qu'une seule amorce d'ARN. D'autre part, la synthèse discontinue du brin retardé nécessite une amorce pour chaque fragment d'Okazaki. Pour la synthèse du brin retardé, des centaines de fragments d'Okazaki avec leurs amorces d'ARN associées sont nécessaires.

De cette manière, deux conditions sont nécessaires à la synthèse de l'ADN. Ils sont un modèle et une amorce avec une extrémité 3 & 8242-OH.

La synthèse de l'ADN a lieu dans la direction 5′ → 3′ uniquement :

Un nouveau brin d'ADN est toujours synthétisé dans le sens 5′ → 3′. Le 3&8242-extrémité libre lui permet d'être allongé. Étant donné que les deux brins sont antiparallèles, l'orientation du nouveau brin en croissance est opposée à celle du brin modèle.

La réplication de l'ADN est discontinue dans un brin :

Si la synthèse doit se dérouler dans le sens 5′ → 3′, un seul brin peut être synthétisé dans le bon sens 5′ → 3′. Comme les brins sont antiparallèles, l'autre brin devra être synthétisé dans le sens 3′ 5′.

Cette contrainte est surmontée de manière ingénieuse. Au fur et à mesure que les deux brins se déroulent et que la fourche de réplication grandit, un brin est synthétisé correctement dans la direction 5 & 8242 3 & 8242 de manière continue. C'est ce qu'on appelle le brin principal. Il pousse dans le même sens que la fourche de réplication.

M. Reiji Okazeki a découvert que l'autre brin est synthétisé de manière discontinue et un peu après le brin de tête. Par conséquent, cela s'appelle le brin retardé. Le brin retardé se développe également dans la direction 5 & 8242 3 & 8242 qui est opposée à la direction de la fourche de réplication. Dans le brin retardé, la synthèse d'ADN ne se produit pas en continu mais en petits fragments, appelés fragments d'Okazaki. Plus tard, ces fragments sont joints et scellés par l'action de l'enzyme ADN ligase pour former un brin continu.

Les fragments d'Okazaki mesurent environ 1000 à 2000 nucléotides chez E. coli et environ 100 à 200 nucléotides chez les eucaryotes. Les deux brins commencent la synthèse en commençant sur un segment d'amorce. La synthèse du brin principal à partir d'une amorce se déroule en continu au rythme du déroulement de l'ADN au niveau de la fourche de réplication.

Chaque fragment d'Okazaki est synthétisé sur une courte amorce d'ARN. L'ADN polymérase III se lie à l'amorce d'ARN et ajoute des désoxyribonucléotides. Le brin en retard procède dans la direction opposée au mouvement de la fourche.

Les ribonucléotides d'amorce sont retirés et remplacés par des désoxyribornucléotides puis joints. L'élimination de l'amorce d'ARN se fait par l'activité exonucléase de l'ADN polymérase I.

Déroulement de la double hélice :

La première étape de la réplication de l'ADN est le déroulement de la molécule parent à double hélice de sorte que chaque brin agisse comme une matrice pour le nouveau brin. Le mécanisme de déroulement est très complexe. Les liaisons hydrogène entre deux brins sont rompues. Ceci est réalisé par des enzymes appelées hélicases à ADN qui se déplacent le long de l'ADN et séparent les brins.

Les hélicases à ADN se lient à la matrice de brin retardée. La séparation des brins crée une contrainte topologique semblable à celle produite si les deux extrémités d'un câble enroulé sont écartées pour la séparation. Cela forme des superbobines dans la double hélice non répliquée devant la fourche de réplication. Ce stress est éliminé et les brins sont séparés par l'action de l'ADN topoisomérase La topoisomérase I introduit une coupure ou une entaille dans un brin d'ADN.

La topoisonmerase II élimine les superbobines en provoquant des cassures double brin. Certaines parties de la molécule d'ADN ont un cercle lié sous forme de chaîne. Cette structure est appelée caténane. L'ADN gyrase est capable de décaténer deux cercles, les séparant ainsi. De cette façon, ces enzymes ouvrent et déroulent l'hélice d'ADN.

Afin d'empêcher la formation de liaisons hydrogène à nouveau entre deux brins séparés, les deux brins simples sont recouverts de protéines de liaison à brin unique (protéines SSB), qui stabilisent les brins séparés.

Réplication semi-discontinue :

Le brin principal est synthétisé en continu, mais le brin retardé est synthétisé de manière discontinue. C'est ce qu'on appelle la réplication semi-discontinue.

La réplication est très précise :

La réplication s'effectue avec une précision extraordinaire Malgré tout cela, des erreurs se produisent et de mauvais nucléotides sont ajoutés. Environ une erreur se produit pour chaque 10 1 ” nucléotides ajoutés. Mais des mécanismes existent pour la réparation de la molécule d'ADN. En fait, l'ADN est la seule molécule pour laquelle des mécanismes de réparation existent.

Fonctions de relecture ou d'édition :

L'ADN polymérase I est une enzyme très polyvalente. En plus de sa capacité à polymériser, il remplit également une fonction de réparation. Parfois, un mauvais nucléotide est ajouté à l'extrémité 3 & 8242-OH qui ne parvient pas à s'apparier avec la base complémentaire sur le brin matrice. Ensuite, le processus de polymérisation est arrêté. L'enzyme recule et supprime la mauvaise base en dégradant l'ADN.

Ensuite, l'activité de polymérisation reprend et la croissance de la chaîne recommence en ajoutant la base correcte. Il supprime uniquement l'erreur la plus récente. Ce processus est connu sous le nom d'activité exonucléase 3′ → 5′ et l'enzyme est appelée exonucléase de relecture. Cette fonction d'édition donne une seconde chance à l'ADN polymérase d'ajouter le nucléotide correct.

Réplication dans les cellules eucaryotes :

La réplication de l'ADN chromosomique ne se produit qu'une seule fois pendant la phase S du cycle cellulaire. Les caractéristiques de base de la réplication dans les cellules eucaryotes sont les mêmes que celles des procaryotes. Le processus de polymérisation est similaire à celui des procaryotes. De nouveaux nucléotides sont ajoutés à l'extrémité 3 & 8242-OH comme les procaryotes. Mais il y a des différences majeures.

La molécule d'ADN considérablement grande par rapport aux chromosomes bactériens. Les chromosomes eucaryotes sont linéaires et ont des extrémités libres. Ils sont organisés en nucléoprotéines complexes de la chromatine.

La réplication chez les eucaryotes est considérablement plus rapide. La réplication est terminée en trois minutes dans des cellules embryonnaires de drosophile. Les chromosomes des organismes supérieurs ont de multiples origines de réplication et toutes les fourches de réplication procèdent de manière bidirectionnelle.

L'ADN eucaryote a des unités de réplication répétées appelées réplicons. Un nombre énorme d'unités de réplication nécessite un grand nombre de molécules d'enzyme polymérase. Une cellule animale possède 20000 – 60000 molécules de polymérase ∝.

Les eucaryotes possèdent plusieurs types d'enzymes polymérases. Les trois principales enzymes sont l'ADN polymérase l'ADN polymérase δ et l'ADN polymérase є. La réplication est initiée par l'ADN polymérase et l'ADN polymérase et є provoquent une polymérisation rapide en raison de leur haute processivité.

La réplication eucaryote synthétise également des structures terminales ou des télomères.

Formation de fourches de réplication et de bulles de réplication :

L'initiation de la réplication se produit au sein de la double hélice et rarement à la fin. L'ouverture de la molécule d'ADN crée une bulle de réplication. La bulle de réplication progresse sous forme de fourche de réplication dans un sens dans le cas d'une réplication unidirectionnelle et dans les deux sens dans des réplications bidirectionnelles.

Réplication bidirectionnelle :

Dans l'ADN circulaire des bactéries et l'ADN linéaire des eucaryotes, la réplication de l'ADN se déroule de manière bidirectionnelle à partir d'une origine de réplication fixe. Les deux fourches de réplication se déplacent dans des directions opposées. La réplication bidirectionnelle peut avoir plusieurs fourches de réplication. Ils accélèrent le processus de réplication.

Les chromosomes eucaryotes sont très longs. Afin d'accélérer le processus de réplication, un chromosome peut avoir des milliers de points d'origine de réplication (O). Ils accélèrent considérablement le processus de réplication. Les fourches de réplication bidirectionnelle procèdent dans des directions opposées et rencontrent les unités de réplication voisines, ouvrant ainsi le chromosome entier en séparant deux brins.

Déroulement et réplication de l'ADN circulaire en double hélice d'E. Coli :

La plupart des bactéries ont un ADN circulaire double brin sans extrémités libres. Ceci pose un problème de déroulement au moment de la réplication. La réplication commence en un point et les deux fourches de réplication se déroulent dans des directions opposées. Les fourches de réplication avançantes se rencontrent à un point opposé au point d'origine, ouvrant ainsi la molécule d'ADN enroulée. C'est ce qu'on appelle le modèle de réplication (thêta).

Mais le déroulement est un mécanisme très complexe car les deux brins sont enroulés. Les deux fourches de réplication avançantes rendent la partie entière non répliquée restante de l'ADN surenroulée. Ainsi, la partie non répliquée devient si étroitement enroulée que les fourches de réplication qui avancent ne sont pas capables d'avancer davantage.

Ceci est dû au superenroulement positif de la partie non répliquée. Dans E. coli, une enzyme appelée ADN gyrase produit un super enroulement négatif, supprimant ainsi le super enroulement positif. Cela conduit au déroulement de l'ensemble du chromosome circulaire à double hélice de la bactérie.

L'ADN eucaryote nouvellement synthétisé forme immédiatement des nucléosomes :

Avant que la réplication n'ait lieu, l'ADN se démêle des nucléosomes. Après la réplication, l'ADN nouvellement synthétisé rejoint immédiatement les octomères des protéines histones pour former des nucléosomes.

De grandes quantités d'histones sont synthétisées pendant la phase .S’ d'interphase. Les vieilles histones ne sont pas perdues. Des histones anciennes sont présentes sur les deux chromosomes filles. Au cours de la réplication, les nucléosomes sont décomposés en leurs composants et ensuite réassemblés en nucléosomes.

Sommaire:

Dogme central:

L'ADN est le réservoir de l'information génétique. Cette information sous forme de séquence nucléotidique appelée code génétique. Cette information est transcrite sur l'ARN qui traduit cette information en séquence d'acides aminés (Protéine). Francis Crick a appelé ce dogme central

Réplication de l'ADN:

L'information génétique présente dans la molécule d'ADN double brin est transmise d'une cellule à une autre cellule et à la descendance par la réplication fidèle des molécules d'ADN. Le rôle principal de la réplication est de dupliquer la séquence de bases de la molécule d'ADN parente. Les deux brins se déroulent et se séparent définitivement l'un de l'autre. Chaque brin
fonctionne comme un modèle pour le nouveau brin fille complémentaire.

La séquence de bases du brin parent ou ancien dirige la séquence de bases complémentaire du nouveau brin ou du brin fille. La réplication comprend les étapes d'initiation, d'allongement et de terminaison. La réplication de l'ADN est semi-conservatrice. Sur deux brins formés, un brin ancien ou parental est conservé et l'autre brin de vue est synthétisé. Ceci a été prouvé expérimentalement par Meselson et Stahl dans E. coli. L'enzyme principale impliquée dans la réplication est l'ADN polymerse III. Les autres enzymes impliquées sont l'ADN polymérase I, II, IV et V.

Polymérisation:

Quatre types de nucléotides sont des éléments constitutifs de l'ADN. L'ADN polymérase agit sur le dATP, le dGTP, le dCTP, le dTTP. Ces nouveaux nucléotides sont ajoutés un par un à l'extrémité 3 & 8242-OH du brin en croissance. L'ADN polymérase a besoin d'une amorce pour synthétiser un nouveau brin. Les petites liaisons hydrogène de l'amorce d'ARN avec la matrice. Cette amorce fournit une extrémité 3 & 8242-OH libre pour ajouter de nouveaux nucléotides. La synthèse de l'ADN a lieu dans la direction 5′ → 3′.

Par conséquent, un seul brin qui croît dans le sens de la fourche de réplication est synthétisé dans le sens 5′ → 3′. C'est ce qu'on appelle le brin principal et est synthétisé en continu. L'autre brin est synthétisé en petits fragments dans le sens 5′ → 3′. Ces fragments sont appelés fragments d'Okazaki. Plus tard, ces fragments sont joints et scellés par l'enzyme ADN ligase. Ce brin est appelé brin retardé et est synthétisé de manière discontinue.

Déroulement de la double hélice d'ADN :

Comme chaque brin agit comme un modèle pour un nouveau brin, les deux brins doivent se dérouler. Les liaisons hydrogène entre deux brins sont rompues par des enzymes appelées hélicases à ADN. Les topoisoméarases à ADN aident également à se détendre. Les protéines de liaison simple brin (protéines SSB) lient les brins simples déroulés pour empêcher la formation de liaisons hydrogène à nouveau.

Fonction d'édition :

Parfois, de mauvaises bases sont ajoutées à l'extrémité 3 & 8242-OH. L'enzyme ADN polymérase I remplit la fonction de réparation. Il recule dans la direction 3′ → 5′ et supprime la dernière base. C'est ce qu'on appelle la fonction exonucléase. Ensuite, la synthèse de l'ADN reprend dans la direction 5′ → 3′.

Réplication dans les cellules eucaryotes :

Les caractéristiques de base de la réplication sont les mêmes chez les procaryotes et les eucaryotes, à quelques différences près. La polymérisation est similaire dans les deux cas. Les chromosomes eucaryotes sont beaucoup plus longs et ont des extrémités libres. Les enzymes polymérases sont l'ADN polymérase ADN polymérase δ et ADN polymérase є.

Formation de fourches de réplication et de bulles de réplication :

L'ouverture de la molécule d'ADN crée des bulles de réplication qui progressent sous la forme d'une fourche de réplication. La fourche de réplication progresse dans un sens en cas de réplication unidirectionnelle et dans les deux sens en réplication bidirectionnelle. Les chromosomes eucaryotes sont très longs, il peut donc y avoir des milliers de points d'origine de réplication. Cela accélère considérablement le processus de réplication.


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Bioflix Activity Réplication de l'ADN Diagramme de réplication de l'ADN

Il montre comment les deux brins de l'hélice d'adn sont décompressés et copiés pour produire deux molécules d'adn identiques. Chaque brin est un polymère de nucléotides d'adn.

Maîtriser la biologie Chapitre 16 Rhs Devoirs

Comme nous le savons tous, l'ADN est le code génétique qui aide nos cellules à se développer et à se reproduire de manière planifiée.

Bioflix activité réplication de l'adn diagramme de réplication de l'adn. Avant de nous lancer dans le processus de réplication, jetons un coup d'œil rapide à la structure de l'ADN. Réplication de l'ADN 1 sur 2. Un examen plus approfondi de la partie a dans une double hélice d'ADN, une adénine d'un brin s'apparie toujours avec un brin complémentaire et une guanine d'un brin s'apparie toujours avec un brin complémentaire.

Choisissez un de chacun des 4 types de nucléotides 1 a 1 g 1 t et 1 c. Séparez un appariement de nucléotides, faites glisser les étiquettes sur le diagramme pour identifier comment les nucléotides s'apparient. Pour télécharger les sous-titres srt.

Cette animation 3D vous montre comment l'ADN est copié dans une cellule. Pour en revenir à sa structure, l'ADN est composé de quatre nucléotides. C'est pourquoi on l'appelle le plan de la vie.

L'appariement des nucléotides de réplication de l'ADN peut vous permettre d'étiqueter la façon dont les nucléotides s'apparient dans la réplication de l'ADN. Diagramme de réplication d'ADN de réplication d'ADN. Activité modifiée de l'ADN à la manipulation de protéines, numéro de catalogue 6731058 dans les services scientifiques.

Commencez à étudier la synthèse des protéines de réplication de l'ADN. Google recherche le titre pbs et vous pouvez trouver le site Web qui contient des liens vers de nombreux sites informatifs et. L'ADN polymérase commence à synthétiser la position retardée en ajoutant des nucléotides à un court segment d'ARN 2.

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Pour revoir la réplication de l'ADN, regardez cette animation bioflix. La structure chimique de l'adn et ses nucléotides la double hélice de l'adn est composée de deux brins d'adn. Les étiquettes peuvent être utilisées plusieurs fois ou non.

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Mme Lima Professeur de biologie

Vous devez connaître le processus de base de la réplication de l'ADN et son lien avec la transmission et la conservation de l'information génétique.

L'ADN (acide désoxyrébonucléique) est une grosse molécule qui dirige la façon dont les protéines seront assemblées. L'ADN est un acide nucléique composé de nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d'un groupe phosphate, d'un sucre désoxyribose à 5 carbones et d'une base azotée adénine, thymine, guanine et cytosine.

Paire de règles de base Adénine avec Thymine et Guanine avec Cytosine

La réplication de l'ADN se produit pendant la phase S de l'interphase avant la division cellulaire.

La réplication de l'ADN donne deux molécules filles identiques, chacune constituée d'un ancien brin (original) et d'un brin nouvellement synthétisé.

Premièrement, les deux brins d'origine se séparent. Ensuite, les ADN polymérases ajoutent des nucléotides complémentaires à chaque brin. En raison de la rigueur des règles d'appariement des bases, le résultat est toujours la formation de deux molécules d'ADN identiques à la molécule d'ADN d'origine.

Les deux brins d'ADN originaux se séparent au niveau des bases nucléotidiques pour former deux brins qui servent de matrices.

L'amorce d'ARN se lie à la matrice

L'ADN polymérase ADDS des nucléotides d'ADN complémentaires (une adénine (A) sur un brin s'apparie toujours avec une thymine (T) sur le brin opposé, et une guanine (G) sur un brin s'apparie toujours avec une cytosine (C) sur le brin opposé.

L'ADN ligase scelle les espaces entre les fragments d'Okazaki

DEUX molécules filles d'ADN identiques, chacune constituée d'un ancien brin (original) et d'un brin nouvellement synthétisé.

Un facteur qui empêche l'ADN d'être copié de manière incorrecte est que les nucléotides correspondent toujours de la même manière. En outre, une enzyme ADN polymérase vérifie l'arrangement des bases dans le nouveau brin d'ADN, réduisant ainsi le risque que la copie d'ADN contienne une erreur.


BIO101 - D'une cellule à deux : division cellulaire et réplication de l'ADN

Cet article a été initialement écrit en 2006 et republié plusieurs fois, y compris en 2010.

Comme vous le savez peut-être, j'enseigne BIO101 (ainsi que le laboratoire BIO102) à des étudiants non traditionnels dans un programme d'éducation des adultes depuis environ douze ans maintenant. De temps en temps, j'y réfléchis publiquement sur le blog (voir this, this, this, this, this, this et this pour quelques courts articles sur divers aspects - de l'utilisation de vidéos à l'utilisation d'une salle de classe blog, à l'importance du libre accès pour que les étudiants puissent lire la littérature primaire). La qualité des étudiants de ce programme n'a cessé d'augmenter au fil des ans, mais je suis toujours très contraint par le temps : j'ai huit réunions de 4 heures avec les étudiants sur huit semaines. Au cours de cette période, je dois leur enseigner toute la biologie dont ils ont besoin pour leurs majeures non scientifiques, et laisser suffisamment de temps à chaque étudiant pour faire une présentation (sur la science de sa plante et de son animal préférés) et pour deux examens. Ainsi, je dois mettre les conférences au strict minimum et espérer que ces éléments nus sont ce que les majors non scientifiques ont vraiment besoin de savoir : des concepts plutôt que des faits, une relation avec le reste de leur vie plutôt qu'une relation avec les autres sciences. Ainsi, je poursuis mes cours avec des vidéos et des discussions en classe, et leurs devoirs consistent à trouver des vidéos ou des articles de biologie sympas et à publier les liens sur le blog de la classe pour que tout le monde puisse les voir. À quelques reprises, j'ai utilisé le paludisme comme fil conducteur qui reliait tous les sujets - de la biologie cellulaire à l'écologie en passant par la physiologie et l'évolution. Je pense que cela a bien fonctionné mais c'est difficile à faire. Ils rédigent également un article final sur certains aspects de la physiologie.

Autre nouveauté, l'administration s'est rendu compte que la plupart des professeurs étaient à l'école depuis de nombreuses années. Nous sommes expérimentés, et apparemment nous savons ce que nous faisons. Ainsi, ils nous ont récemment donné beaucoup plus de liberté pour concevoir notre propre programme au lieu de suivre un programme prédéfini, tant que les objectifs ultimes de la classe restent les mêmes. Je ne sais pas exactement quand j'enseigne à nouveau les conférences BIO101 (fin de l'automne, printemps ?), mais je veux commencer à repenser mon cours plus tôt. Je crains également que, étant donné que je ne fais pas de recherche active en laboratoire et que je ne suis donc pas d'aussi près la littérature, certaines des choses que j'enseigne soient maintenant dépassées. Non pas que n'importe qui puisse suivre toutes les avancées dans tous les domaines de la biologie qui sont si énormes, mais au moins les grandes mises à jour qui affectent l'enseignement des cours d'introduction sont des choses que j'ai besoin de savoir.

Je dois rattraper mon retard et mettre à jour mes notes de cours. Et quoi de mieux que le crowdsourcing ! Ainsi, au cours des prochaines semaines, je publierai à nouveau mes anciennes notes de cours (notez qu'il ne s'agit que d'introductions - discussions et vidéos, etc. suivez-les en classe) et vous demanderai de me vérifier. Si quelque chose ne va pas ou si quelque chose est obsolète, faites-le moi savoir (mais ne poussez pas seulement votre propre hypothèse préférée si une question n'est pas encore réglée - donnez-moi plutôt l'explication complète de la controverse). Si quelque chose manque de façon flagrante, faites-le moi savoir. Si quelque chose peut être dit dans une langue plus agréable, modifiez mes phrases. Si vous connaissez des images, des articles, des articles de blog, des vidéos, des podcasts, des visualisations, des animations, des jeux, etc. sympas qui peuvent être utilisés pour expliquer ces concepts de base, faites le moi savoir. Et à la fin, une fois que nous avons fait cela avec toutes les conférences, discutons du programme global - y a-t-il une meilleure façon d'organiser tout ce matériel pour une classe aussi rapide.

Aujourd'hui, nous continuons avec la partie biologie cellulaire du cours - couvrant la façon dont les cellules communiquent les unes avec les autres, quelque chose qui reviendra encore et encore pour le reste du cours. Voir les conférences précédentes :

Dans la continuité des notes de cours du jeudi BIO101, voici la cinquième partie. Comme toujours, je vous demande de corriger mes erreurs et de faire des suggestions pour améliorer la conférence. Gardez à l'esprit qu'il s'agit d'un cours de vitesse TRÈS basique et que chacune des notes de cours couvre environ 45 minutes (souvent 3-4 d'entre elles dans la même journée). Cette partie a été publiée pour la première fois le 14 mai 2006.

Division cellulaire et réplication de l'ADN

Dans le premier cours, nous avons couvert le fonctionnement de la science et surtout comment la méthode scientifique s'applique à la biologie. Ensuite, nous avons examiné la structure de la cellule, en construisant une carte de la cellule - sachant quels processus se produisent où dans la cellule, par exemple, la production de molécules d'ATP riches en énergie dans les mitochondries.

Dans la troisième partie de la conférence, nous avons examiné de plus près la façon dont le code ADN est transcrit en ARN dans le noyau, et le code ARN traduit en structure protéique dans le réticulum endoplasmique rugueux. Enfin, nous avons examiné plusieurs façons différentes dont les cellules communiquent entre elles et avec l'environnement, modifiant ainsi la fonction cellulaire.

Toutes ces informations seront importantes dans cette conférence, car nous couvrirons les façons dont les cellules se divisent, comment la division cellulaire, en commençant par une cellule fécondée, construit un embryon, comment le code génétique (génotype) influence les traits observables et mesurables (phénotype) et , enfin, comment ces processus affectent-ils la composition génétique des populations d'organismes de la même espèce - le processus d'évolution.

La seule façon de construire une cellule est de diviser une cellule existante en deux. Le génome (la séquence complète de l'ADN) étant une partie essentielle d'une cellule, il est nécessaire que l'ADN soit dupliqué avant la division cellulaire.

Dans les cellules eucaryotes, les chromosomes sont des structures composées principalement d'ADN et de protéines. L'ADN est une longue molécule en forme de chaîne double brin. Certaines portions de l'ADN sont enroulées en permanence et recouvertes de protéines protectrices pour empêcher l'expression de l'ADN (transcription). D'autres parties peuvent être démêlées afin que la transcription puisse se produire.

Le nombre de chromosomes est différent selon les espèces. Les cellules humaines possèdent 23 paires de chromosomes. Avant la division cellulaire, chaque chromosome se réplique en produisant deux chromosomes sœurs identiques - chacun finissant par atterrir dans l'une des cellules filles.

Le processus de réplication de l'ADN - la façon dont tout le code ADN de la cellule mère se duplique et une copie entre dans chaque cellule fille - est l'aspect le plus important de la division cellulaire. Il est merveilleusement décrit dans votre document et représenté dans l'animation. D'autres organites cellulaires se divisent également et se divisent en deux cellules filles. Une fois le processus de réplication de l'ADN terminé, la nouvelle partie de la membrane cellulaire se construit en coupant la cellule et en divisant tout le matériel génétique en deux compartiments cellulaires, conduisant la cellule à se diviser en deux cellules.

La méiose est un cas particulier de division cellulaire. Alors que la mitose entraîne la division de tous les types de cellules dans le corps, la méiose entraîne la formation de cellules sexuelles - les gamètes : ovules et spermatozoïdes. La mitose est un processus en une étape : une cellule se divise en deux. La méiose est un processus en deux étapes : une cellule se divise en deux, puis chaque fille se divise à nouveau en deux, ce qui donne quatre cellules petites-filles.

Chaque cellule du corps a deux copies de l'ADN entier - une copie reçue de la mère, l'autre du père. La fécondation (fusion d'un ovule et d'un spermatozoïde) doublerait le nombre de chromosomes à chaque génération si l'ovule et les spermatozoïdes avaient la copie en double. La méiose garantit que les gamètes n'ont qu'une seule copie du génome - un mélange de séquences maternelles et paternelles. Une telle cellule est appelée cellule haploïde.

Une fois que l'ovule et un spermatozoïde fusionnent, le zygote résultant (ovule fécondé) contient à nouveau une double dose d'ADN et est appelé cellule diploïde. Ainsi, le zygote résultant hérite du matériel génétique de son père et de sa mère. Toutes les cellules du corps, à l'exception des gamètes, sont diploïdes. La reproduction sexuée produit une progéniture génétiquement différente de l'un ou l'autre des parents.

La réplication de l'ADN est un processus complexe de duplication de l'ADN impliquant de nombreuses enzymes. C'est le premier et le plus important processus de la division cellulaire. Veuillez lire le document (LE PETIT DÉJEUNER DES CHAMPIONS FAIT LA RÉPLICATION de David Ng) pour apprécier la complexité du processus, mais vous n'avez pas besoin de mémoriser les enzymes pour les examens. En outre, cela vous aidera à comprendre le processus si vous regardez cette animation.


Structures créées par le déroulement de la double hélice à une origine de réplication, à partir de laquelle la synthèse d'ADN progressera dans des directions opposées.

Séquences d'ADN courtes (au moins 200 pb) avec une forte présence de dinucléotides CpG (par exemple, un rapport CpG observé sur CpG attendu > 0,6). Chez les vertébrés, ces séquences sont souvent présentes à proximité des sites d'initiation de la transcription des gènes domestiques.

(G4s). Séquences riches en guanine qui forment une structure d'ADN à quatre brins avec des tétrades de guanine s'empilant les unes sur les autres. Ceux-ci ont été bien étudiés dans les régions des télomères.

Une structure de chromatine lâche ou partiellement décondensée, trouvée dans les régions d'euchromatine qui sont permissives pour la transcription.

Antigène nucléaire cellulaire proliférant

(PCNA). Homotrimère impliqué dans la processivité des ADN polymérases lors de la réplication de l'ADN, ainsi que dans la réparation de l'ADN.

Une méthode dans laquelle des molécules d'ADN uniques sont étirées sur du verre silanisé. Cette méthode permet la détection d'anomalies génomiques telles que les réarrangements d'ADN et est également une technique puissante pour détecter l'espacement entre les origines de réplication et la vitesse de la fourche de réplication.

Complexe protéique qui médie la cohésion entre les chromatides sœurs résultant de la réplication de l'ADN et est également impliqué dans leur ségrégation au cours de la mitose.

Une méthode pour détecter les interactions entre les domaines de la chromatine dans le noyau.

Molécules d'ADN extrachromosomiques capables de se répliquer de manière autonome dans la cellule et de persister sans être intégrées dans les chromosomes. Ils peuvent permettre la rétention et l'expression de transgènes.


Faire l'expérience clé

Franck et Matt

À l'automne 1954, nous avons été réunis à Cal Tech et avons vécu pendant environ huit mois dans la même maison en face du laboratoire. Nous avons enfin pu commencer à faire des expériences pour tester des modèles de réplication de l'ADN. Il est à noter que la réplication de l'ADN était notre projet « parallèle » nous avions également nos projets « principaux » sous la supervision de nos professeurs respectifs. Cependant, les professeurs de Cal Tech ont eu la gentillesse de permettre à deux jeunes scientifiques de s'aventurer avec leurs propres idées.

Alors que l'approche expérimentale générale qui a pris forme sous "l'arbre du gin et du tonic" était simple, des choix ont dû être faits quant à la manière exacte de faire l'expérience. Quel organisme doit-on utiliser ? Une astuce chimique consistant à rendre l'ADN plus lourd ou plus léger fonctionnerait-elle et pourrions-nous mesurer une petite différence de densité entre les deux ? Il nous a fallu un certain temps pour obtenir les bonnes conditions, environ deux ans.

Nous avons d'abord décidé d'examiner la réplication du bactériophage T4 à l'intérieur de la bactérie Escherichia coli. Les bactériophages sont des virus qui envahissent et se répliquent à l'intérieur d'une bactérie lorsque de nouveaux virus sont fabriqués, ils éclatent la bactérie puis se propagent à de nouveaux hôtes. Les bactériophages ont de petits génomes et sont donc les plus petits systèmes de réplication. La thèse de doctorat de Frank était sur T4, il savait donc comment travailler avec ce phage. Max Delbrück et d'autres à Cal Tech étudiaient également activement le phage (voir le Narrative on Mutations de Koshland ). Ainsi, T4 semblait le choix évident. Pour créer un ADN de densité plus élevée que l'ADN normal, nous avons décidé d'utiliser l'analogue, le 5-bromouracile, de la thymine de base, dans laquelle un atome de brome plus lourd remplace un atome d'hydrogène plus léger. Au cours de la réplication, le 5-bromouracile pourrait être incorporé dans l'ADN, au lieu de la thymine.

Cependant, si cette approche semblait raisonnable, elle n'a pas fonctionné dans la pratique. Bien que nous ne l'ayons pas apprécié à l'époque, au cours de la croissance des phages, les molécules d'ADN subissent une recombinaison, joignant l'ADN parental à l'ADN nouvellement synthétisé d'une manière qui, après plusieurs générations, ne donnerait aucune distribution claire de l'ancien ADN parmi les molécules de la descendance. De plus, nous avons appris dans un article récent que le 5-bromouracil était mutagène et avons fait un détour par l'étude de la mutagenèse avant de revenir à notre projet principal.

Nous avions clairement besoin d'une nouvelle stratégie.

Au lieu de phage, nous avons décidé d'étudier la réplication du génome bactérien. C'était un bon choix - l'ADN bactérien a donné une bande très nette et claire lorsqu'il est centrifugé dans une solution de chlorure de césium (pour en savoir plus sur les raisons pour lesquelles nous avons utilisé du chlorure de césium pour créer un gradient de densité et l'utilisation générale de cette technique, voir Dig Deeper 3 ).

Nous avons également changé notre étiquette de densité. L'ADN est composé de plusieurs éléments : carbone, azote, oxygène, phosphore et hydrogène. Certains de ces éléments se présentent sous différents isotopes stables, avec des variations atomiques de poids moléculaire basées sur différents nombres de neutrons. L'azote-15 (15N) est un isotope plus lourd de l'azote (l'isotope le plus courant, le 14N, a un poids moléculaire de 14 Daltons). Nous pouvions facilement acheter du 15N sous forme de chlorure d'ammonium (15NH4Cl), qui était la seule source d'azote dans notre milieu de croissance. Le 15N du milieu s'est alors retrouvé dans l'ADN bactérien (ainsi que d'autres molécules) de manière inoffensive et n'a pas altéré la croissance bactérienne.

Nous avons également eu de la chance car Caltech a acheté un tout nouveau type d'ultracentrifugeuse appelée ultracentrifugeuse analytique (modèle E) développée par Beckman Instrument Company. Le modèle E était une machine massive de la taille d'un petit camion de livraison (le modèle actuel est juste un peu plus gros qu'un lave-vaisselle). Importantly, the Model E could shine a UV light beam on the tube while the centrifuge was spinning and detect and photograph the position of the DNA. The good news was that 15N-containing DNA and 14N-containing DNA could be clearly distinguished by their different density positions ( Figure 8 ).

Figure 8 Centrifugation of DNA produced either with a normal nitrogen source (14NH4Cl) or a heavy nitrogen food source (15NH4Cl). The DNA molecules (14N-DNA or 15N-DNA) made by the bacteria under these conditions form bands at distinctive densities of cesium chloride during centrifugation. The DNA position was detected with a camera that photographed the sample as it was spinning.

Finally, we had everything in place to try our experiment properly. I decided to set up our first experiment in the following two ways:

1) Grow the bacteria in "light" nitrogen medium and then switch to "heavy."

2) Grow another culture of bacteria in "heavy" nitrogen for many generations and then switch to "light."

Frank was called to a job interview and could not perform this first experiment with me. But before leaving, he warned me – "Don't do the experiment in such a complicated way on your first try. You might mix up the tubes."

I ignored Frank's advice and did the experiment both ways.

In the first experiment after transferring bacteria grown in heavy nitrogen (15N) growth medium and then switched to "light" (14N) nitrogen medium, I saw three discrete bands corresponding to old, hybrid, and new DNA, as predicted by Semi-Conservative replication. Excited developing the photograph in the darkroom, I remember letting out a yelp that caused a young woman working nearby to leave in a hurry. But later I realized my mistake. Frank had been prophetic. I indeed had mixed tubes, combining two different samples, one taken before and the other taken after the first generation of bacterial growth in the light medium. As described for the correct experiment below, there is no time when old, hybrid, and fully new DNA are present at the same time.

When I came back from my trip, Matt and I performed what proved to be the decisive experiment. We grew bacteria in "heavy" nitrogen (15N from 15NH4Cl) and then switched to "light" nitrogen (14N 14NH4Cl) and, at different time points, collected the bacteria by centrifugation, added detergent to release the DNA, and combined this with concentrated CsCl solution to reach the desired density. After 20 hours of centrifugation and the final density positions of the DNAs had come into view, we knew that we had a clean answer ( Figure 9 ). The DNA from bacteria grown in heavy nitrogen formed a single band in the gradient. However, when the bacteria were shifted to a light nitrogen medium and then allowed to replicate their DNA and divide once (first generation), essentially all DNA had shifted to a new, "intermediate" density position in the gradient ( Figure 9 ). This intermediate position was half-way between the all heavy and all light DNA. At longer times of incubation in light nitrogen, after the cells had divided a second time (second generation), a DNA band at lighter density was seen and there were equal amounts of the intermediate and light DNA.

Figure 9 Results from the Meselson–Stahl experiment. The positions of DNA bands are shown at four time points. Bacteria were grown in "heavy" nitrogen (15N) and then switched to "light" nitrogen (14N). 0 Generation reflects the time immediately after the nitrogen switch 1.1 and 1.9 generations correspond approximately to the first and second doubling of the E. coli population.

Explorer's Question: Which of the three models (Conservative, Semi-Conservative, or Dispersive) is most consistent with the results of this experiment?

Answer: The Semi-Conservative model. The Conservative model predicts a heavy and light band at the first generation, not an intermediate band. The Dispersive model predicts a single intermediate band at both the first and second generations (the band shifting toward lighter densities with more generation times).

Explorer's Question: Why are the two DNA bands at the 1.9 generation time point of approximately equal intensity?

Answer: After the first generation, each of the two heavy strands is partnered with a light strand. The bacterial DNA consists of one heavy strand and one light strand. When that heavy–light DNA replicates again in the light medium, the heavy strands are partnered with new light strands (intermediate density DNA) and the light strands are also partners with new light strands (creating all light density DNA).

The experiment that Frank described above took hardly any time at all (2 days) and yielded a clean result. We then repeated it without any problem. Once we knew how to set up the experiment, it was relatively easy. But it took us two years of trials before we got the experimental design and conditions right for the final ideal experiment.

The experiment clearly supported the Semi-Conservative Replication model for replication and, in doing so, also supported the double helical model of DNA itself. However, we wanted to do one more experiment that would examine whether the "intermediate" density band of DNA in the first generation was truly made of two and just two distinct subunits, as predicted by the Watson–Crick model. The model predicts that one complete strand of DNA is from the parent and should be heavy and the other complete DNA strand should be all newly replicated and therefore light ( Figure 10 ). We could test this hypothesis by separating the subunits with heat and then analyzing the density and molecular weight of the separated subunits by equilibrium density-gradient ultracentrifugation.

Figure 10 Predictions for the Semi-Conservative model for the composition of individual DNA strands after one round of replication.

On the other hand, the Dispersive Model predicted that each DNA strand of first generation is an equal mixture of original and newly replicated DNAs ( Figure 11 ).

Figure 11 Predictions for the Dispersive model for the composition of individual DNA strands after one round of replication.

The results from the experiment were again clear ( Figure 12 ). The "intermediate density" DNA in the first generation split apart into a light and heavy component. From the width of the DNA band in the gradient (see Dig Deeper 3 ), we could also tell that the light and heavy DNA obtained after heating had each half of the molecular weight of the intermediate density DNA before heating. These results indicated that each parental strand remained intact during replication and produced a complete replica copy. This was decisive evidence against the Delbrück model for it predicted that both strands would be mosaics of heavy and light, not purely heavy and purely light. And the finding that the separated heavy and light subunits each had half the molecular weight of the intact molecule indicated that DNA was made up of two chains, as predicted by the Watson Crick model, and was not some multichain entity.

Figure 12 Results from Meselson and Stahl (original data in circles) showing that the first-generation DNA is a hybrid consisting of a "heavy" 15N strand and a "light" 14N strand. The results show the DNA concentration from the top of the tube (left) to the bottom (right) after centrifugation.

Based upon the results in Figure 9 and Figure 12 , we concluded that:

1) The nitrogen of a DNA molecule is divided equally between two subunits. The subunits remain intact through many generations.

2) Following replication, each daughter molecule receives one parental subunit and one newly synthesized subunit.

3) The replicative act results in a molecular doubling.

These conclusions precisely aligned with the Watson–Crick Semi-Conservative model for DNA replication. DNA, as a double-stranded helix, unwinds, and each strand serves as a template for the synthesis of a new strand.


Burgess, Lauren

Réplication de l'ADN . The double helix is unwound and each strand acts as a template for the next strand. Bases are matched to synthesize the new partner strands. DNA replication is the process of producing two identical replicas from one original DNA molecule.

The cell cycle ou cell-division cycle is the series of events that take place in a cell leading to its division and duplication (replication) that produces two daughter cells.

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                    . he goes over the cell cycle and check points in a very simple and concise manner. . I could watch these vids just to see them drawing - I find it fascinating! The info is good but nothing really on CDK's . a little low key but he goes over the information very well

                  Alternation of generations: Please review the below links. The important information for this test is knowing at what stages mitosis and meiosis are happening and what they are creating (sporophytes, megaspores, microspores, or gametes)

                  Look up what organisms produce asexually and sexually. Know the basic way they do it. For example, some plants reproduce asexually from "runners" while they can still reproduce sexually throgh the alternation of generations. Animals are most commonly known to reproduce sexually however some reproduce through budding or parthenogenesis. I don't expect you to know the major details just the very basics.


                  Review Lecture - Replication of DNA in the chromosomes of eukaryotes

                  The evidence that each chromatid of a eukaryotic organism contains only one DNA double helix comes from a variety of observations. It begins with the autoradiographic demonstration by J. H. Taylor that tritiated thymidine, incorporated into chromosomes during one round of DNA synthesis, is present in both chromatids at the first division after labelling, but in only one chromatid after a further round of DNA synthesis accomplished in the absence of label. Further evidence comes from those experiments which demonstrate that when two sister chromatids break and fuse one with the other, each chromatid behaves as though it contained two chains of opposite polarity, fusion between chains being restricted to those of like polarity. J. G. Gall’s study of the kinetics of digestion of lampbrush chromosomes by pancreatic DNase also supports the view that each chromatid contains only two polynucleotide chains which are cleaved by this enzyme independently of one another while O. L. Miller’s observations on the dimensions of the fibres remaining after lampbrush chromosomes have been digested by trypsin only allow for there being two polynucleotide chains per chromatid. By means of the technique of DNA fibre autoradiography devised by J. A. Huberman and A. D. Riggs, the units involved in replicating the chromosomal DNA of somatic cells of Xénope have been compared with those of Triturus. Both these organisms have initiation points for DNA replication that are arranged in tandem, and from each initiation point replication proceeds in opposite directions at divergent forks. The intervals between initiation points in Xénope range from about 20 to 125 µm apart, whereas those of Triturus are much more widely separated. At 25 °C replication of DNA in Xénope somatic cells proceeds at 9 µm per hour one-way at each fork, whereas the corresponding rate in Triturus is 20 µm per hour. Triturus somatic cells take about 4 times longer than comparable cells of Xénope to replicate their DNA. Les Triturus genome contains about 10 times as much DNA as the Xénope genome, and comparison of the replication process in these two organisms indirectly adds weight to the view that the Triturus genome is 10 times plus long than that of Xénope, rather than that it contains 10 times as many DNA double helices per chromatid. DNA fibre autoradiography has also been used to study replication in Triturus spermato-cytes. The round of DNA synthesis just before meiosis in Triturus is an exceptionally long-drawn-out process, taking 9 to 10 days for completion at 16 °C. This lengthy S-phase is not occasioned by abnormally slow replication, the rate being 12 µm per hour one-way at 18 °C, nor is it the result of an exceptional staggering of replication starts. Instead it appears to be correlated with a gross reduction in the number of initiation points for replication. i.e. with an increase in the lengths of the replicating units. A rough calculation suggests that each meiotic chromomere may correspond to a unit of replication during the pre-meiotic S-phase.


                  Voir la vidéo: La Réplication de lADN (Décembre 2021).