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La transmission de linformation génétique (1) Réplication de lADN et mitose.

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1 La transmission de linformation génétique (1) Réplication de lADN et mitose

2 Flux dinformation génétique 1 Reproduction à lidentique par division : conservatif Cellules souches ADN 2 copies conformes Cellules filles ADN Cellules filles ADN

3 Flux dinformation génétique 2 Flux de génération en génération : non conservatif Cellule œuf ADN Cellules sexuelles ADN Cellules sexuelles ADN

4 Flux dinformation génétique : flux vertical

5 Flux dinformation génétique : flux horizontal

6 Replication de lADN, division cellulaire, mitose Division cellulaire nécessite pour conservation de lIG dune préalable réplication

7 Conservation de lIG lors de la réplication Dès la découverte de la structure de lADN (1954), Watson et Crick propose le modèle semi-conservatif de réplication de lADN

8 3 modèles pour une réplication

9 Travaux de Meselson et stahl (1958) Utilisation de 2 isotopes de lazote (lourd et léger)

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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)

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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) 2 ème réplication : fourche visible Site dinitiation 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 lidentique le brin matrice ? – Dérouler la molécule ADN et séparer les molécules filles ?

19 Réplication : place dans le cycle

20 Vue densemble de la fourche de réplication

21 Mode daction des ADN polymerases Ajoute des nucléotides à lextrémité 3OH libre du brin amorce (obligatoire) Allongement du brin de 5-> 3 Formation dune 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 strand binding protein Fixe sur ADN simple brin

26 ARN primases Synthèse ARN amorce de 15 à 30 nucléotides Primase laisse place ensuite à lADN 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 ( homme) – Sites dinitiations reconnus par protéine ORC – Initiation par ADNpol 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 dokazaki – 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 lordre de 1/ En réalité, moins de mutation spontannée : correction des erreurs MUTATIONS : Définition génétique : modification de linformation génétique décelable par une changement brusque et héréditaire intervenant au niveau dun ou plus. caract. Définition moléculaire : Tout changement affectant la séquence des nucléotides. 2 nd catégorie de mutation : agencement ou quantité des gènes (remaniement chromosomique ou changement du nombre de chromosome)

35 Au lycée : Anagène

36 Correction sur épreuve

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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)

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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 lenveloppe nucléaire : COMT (centre organisateur des microtubules) Pas de sillon de division : cytodiérèse différente => phragmoplaste : vésicules golgiennes

49 centrosome

50 Chromosome et ses aspects

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53 Chromosomes polyténiques Plusieurs cycles de réplication sans séparation des chromosomes fils Bandes sombres : ADN condensé Bandes claires : ADN moins condensé (15% de lADN total)

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55 Anneaux de balbiani ou puffs Zone ou ADN est décondensé Lieu de synthèse ARN intense (diapo suivante) Puffs : gènes fonctionnels qui varient en fonction du temps

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57 Chromosomes en écouvillon Ovocyte de batracien Expansions latérales en forme de boucles Lieu de transcription intense

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59 caryotype Traitement à la colchicine qui bloque la mitose en métaphase Classement par ordre taille et forme Autosome/gonosome


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