La transmission de l’information génétique (1)

1. La transmission de l’information génétique (1) Réplication de l’ADN et mitose

2. Flux d’information génétique 1 • Reproduction à l’identique par division : conservatif Cellules filles ADN Cellules souches ADN 2 copies conformes Cellules filles ADN

3. Flux d’information génétique 2 • Flux de génération en génération : non conservatif Cellules sexuelles ADN Cellule œuf ADN Cellules sexuelles ADN

4. Flux d’information génétique : flux vertical

5. Flux d’information génétique : flux horizontal

6. Replication de l’ADN, division cellulaire, mitose • Division cellulaire nécessite pour conservation de l’IG d’une préalable réplication

7. Conservation de l’IG lors de la réplication • Dès la découverte de la structure de l’ADN (1954), Watson et Crick propose le modèle semi-conservatif de réplication de l’ADN

8. 3 modèles pour une réplication

9. Travaux de Meselson et stahl (1958) • Utilisation de 2 isotopes de l’azote (lourd et léger)

12. Travaux de Meselson et stahl (1958) • Résultats en faveur du modèle semi-conservatif de Watson et crick

13. Taylor, Woods et Hugues • Incubation extrémités racine de haricot avec 3H (pulse) • Transfert dans milieu sans radioactivité après réplication (chase)

15. Travaux de Cairns (1963) • Prévision du modèle de Watson : fourche de réplication • 3H dans ADN bactérien en cours de réplication => Une réplication : ADN circulaire (déjà connu grâce à étude génétique)

16. Travaux de Cairns (1963) • 2ème réplication : fourche visible • Site d’initiation unique • Réplication bidirectionelle

17. ADN polymérase • Découverte par A Kornberg en 1958 • Système acellulaire E Coli => Nécessité ADN + dNTP pour réaction

18. La réplication ADN • 2 problématiques principales : • Répliquer à l’identique le brin matrice ? • Dérouler la molécule ADN et séparer les molécules filles ?

19. Réplication : place dans le cycle

20. Vue d’ensemble de la fourche de réplication

21. Mode d’action des ADN polymerases • Ajoute des nucléotides à l’extrémité 3’OH libre du brin amorce (obligatoire) • Allongement du brin de 5’-> 3’ • Formation d’une liaison diester et élimination PP

22. Diversité des ADN polymerases

23. Enzymes et protéines auxiliaires • Avancement des brins différents selon le sens de progression ADN pol : brin précoce et tardif

24. Helicases • Séparation des 2 brins avec hydrolyse ATP

25. Protéines stabilisatrices • SSB : single strandbindingprotein • Fixe sur ADN simple brin

26. ARN primases • Synthèse ARN amorce de 15 à 30 nucléotides • Primase laisse place ensuite à l’ADN pol • ADN primase peuvent fabriquer brin amorce à partir brin matrice sans amorce

27. Topoisomerases • ADN en avant de la fourche de réplication devient super enroulée

28. Topoisomerase • Topoisomerase I : point de cassure provisoire sur un seul brin en amont de la fourche • Topoisomerase II (ADN gyrase ou gyrase) : séparation des brins néosynthétisés et des brins matrices

29. Etapes de la réplication • Initiation de la réplication • Elongation de la réplication • Terminaison de la réplication

30. Initiation réplication • Procaryotes • Une seule OR (locus oriC) : site de 245 nucléotides • Complexe initiation avec helicase

31. Initiation réplication • Eucaryotes • Plusieurs yeux de réplications (30 000 homme) • Sites d’initiations reconnus par protéine ORC • Initiation par ADNpola (rôle de primase) • Uniquement en phase S

32. Élongation réplication • Brin direct (précoce) : progression fourche dans le même sens que la réplication du brin • Brin retardé (tardif) : réplication discontinue par courts fragments : fragment d’okazaki • Amorces ARN éliminé par RNAse et fragments liés par ADN ligase

33. terminaison • Complexe de terminaison mal connu

34. Les erreurs de réplication • Erreur de réplication de l’ordre de 1/10 000 • En réalité, moins de mutation spontannée : correction des erreurs MUTATIONS : • Définition génétique : modification de l’information génétique décelable par une changement brusque et héréditaire intervenant au niveau d’un ou plus. caract. • Définition moléculaire : Tout changement affectant la séquence des nucléotides. 2nd catégorie de mutation : agencement ou quantité des gènes (remaniement chromosomique ou changement du nombre de chromosome)

35. Au lycée : Anagène

36. Correction sur épreuve

37. Correction sur épreuve

38. Et après • Réplication ADN intervient dans 2 processus distinct : • Avant mitose • Avant méiose

39. Etapes de la mitose • Phase courte de 1 à 2 heures • 5 phases continues • Prophase • Prométaphase • Métaphase • anaphase • Télophase • Suivi de la cytodiérèse

40. Étapes de la mitose au MO

41. Prophase (20-30 min) • Disparition nucléole • Condensation chromatine en chromosome • Dissociation enveloppe nucléaire • Séparation des 2 centrosome (dupliqué en phase S) • Mise en place du fuseau mitotique • Asters : 2 centrosomes + microtubules rayonnants

42. Prométaphase (qq min) • Disparition enveloppe nucléaire sous forme de vésicules (phosphorylation des lamines) • Chromosomes fixés aux microtubules kinétochoriens

43. Phosphorylation des lamines

44. Métaphase (20-40 min) • Chromosomes disposés au plan équatorial perpendiculairement au fuseau de division • Forme la plaque équatoriale (métaphasique)

46. Anaphase (5-10 min) • Clivage des centromères • Séparation des 2 chromatides • Ascension polaire

47. Télophase (10-30 min) • Constitution de noyaux interphasiques • Chromatide => chromatine • Nucléoles réapparaissent • Cytodiérèse simultanée • Sillon de division

48. Particularité mitose végétale • Pas de centrioles, pas de centrosome bien défini => Site de formation des microtubules autour de l’enveloppe nucléaire : COMT (centre organisateur des microtubules) • Pas de sillon de division : cytodiérèse différente => phragmoplaste : vésicules golgiennes

49. centrosome

50. Chromosome et ses aspects