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Publié parYvon Bertin Modifié depuis plus de 10 années
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La transmission de l’information génétique (1)
Réplication de l’ADN et mitose
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Flux d’information génétique 1
Cellules filles ADN Cellules souches ADN copies conformes Cellules filles ADN Reproduction à l’identique par division : conservatif
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Flux d’information génétique 2
Cellules sexuelles ADN Cellule œuf ADN Cellules sexuelles ADN Flux de génération en génération : non conservatif
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Flux d’information génétique : flux vertical
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Flux d’information génétique : flux horizontal
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Replication de l’ADN, division cellulaire, mitose
Division cellulaire nécessite pour conservation de l’IG d’une préalable réplication
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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
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3 modèles pour une réplication
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Travaux de Meselson et stahl (1958)
Utilisation de 2 isotopes de l’azote (lourd et léger)
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Travaux de Meselson et stahl (1958)
Résultats en faveur du modèle semi-conservatif de Watson et crick
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Taylor, Woods et Hugues Incubation extrémités racine de haricot avec 3H (pulse) Transfert dans milieu sans radioactivité après réplication (chase)
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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)
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Travaux de Cairns (1963) 2ème réplication : fourche visible
Site d’initiation unique Réplication bidirectionelle
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ADN polymérase Découverte par A Kornberg en 1958
Système acellulaire E Coli => Nécessité ADN + dNTP pour réaction
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La réplication ADN 2 problématiques principales :
Répliquer à l’identique le brin matrice ? Dérouler la molécule ADN et séparer les molécules filles ?
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Réplication : place dans le cycle
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Vue d’ensemble de la fourche de réplication
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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
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Diversité des ADN polymerases
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Enzymes et protéines auxiliaires
Avancement des brins différents selon le sens de progression ADN pol : brin précoce et tardif
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Helicases Séparation des 2 brins avec hydrolyse ATP
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Protéines stabilisatrices
SSB : single strand binding protein Fixe sur ADN simple brin
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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
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Topoisomerases ADN en avant de la fourche de réplication devient super enroulée
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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
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Etapes de la réplication
Initiation de la réplication Elongation de la réplication Terminaison de la réplication
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Initiation réplication
Procaryotes Une seule OR (locus oriC) : site de 245 nucléotides Complexe initiation avec helicase
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Initiation réplication
Eucaryotes Plusieurs yeux de réplications ( homme) Sites d’initiations reconnus par protéine ORC Initiation par ADNpola (rôle de primase) Uniquement en phase S
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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
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terminaison Complexe de terminaison mal connu
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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)
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Au lycée : Anagène
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Correction sur épreuve
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Correction sur épreuve
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Et après Réplication ADN intervient dans 2 processus distinct :
Avant mitose Avant méiose
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Etapes de la mitose Phase courte de 1 à 2 heures 5 phases continues
Prophase Prométaphase Métaphase anaphase Télophase Suivi de la cytodiérèse
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Étapes de la mitose au MO
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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
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Prométaphase (qq min) Disparition enveloppe nucléaire sous forme de vésicules (phosphorylation des lamines) Chromosomes fixés aux microtubules kinétochoriens
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Phosphorylation des lamines
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Métaphase (20-40 min) Chromosomes disposés au plan équatorial perpendiculairement au fuseau de division Forme la plaque équatoriale (métaphasique)
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Anaphase (5-10 min) Clivage des centromères
Séparation des 2 chromatides Ascension polaire
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Télophase (10-30 min) Constitution de noyaux interphasiques
Chromatide => chromatine Nucléoles réapparaissent Cytodiérèse simultanée Sillon de division
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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
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centrosome
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Chromosome et ses aspects
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Chromosomes polyténiques
Plusieurs cycles de réplication sans séparation des chromosomes fils Bandes sombres : ADN condensé Bandes claires : ADN moins condensé (15% de l’ADN total)
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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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Chromosomes en écouvillon
Ovocyte de batracien Expansions latérales en forme de boucles Lieu de transcription intense
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caryotype Traitement à la colchicine qui bloque la mitose en métaphase
Classement par ordre taille et forme Autosome/gonosome
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