Réplication de l'ADN

[naniot]

Bonjour,

Quelqu'un pourrait m'expliquer la réplication de l’ADN? En fait, j'ai compris que l'hélicase supprime les liaisons hydrogènes, formant un œil de réplication. Il y a une fourche de réplication de chaque côté de l’œil de réplication. Sur une de ces fourches vient se fixer l'ADN polymérase qui va synthétiser l'ADN de 5' à 3'. Ensuite, je ne comprends pas trop ce qui se passe: dans mes notes, j'ai lu que l'ADN polymérase ne pouvait synthétiser que 5' à 3': pour synthétiser les deux brins, il faut faire une boucle (afin de remettre le brin 3'-5' dans le sens 5'-3'). C'est le choix qui a été fait pour ne pas avoir une molécule qui synthétise 5'-3' et une autre molécule qui synthétise 3'-5'.

Or, sur toutes les vidéos que je trouve, je ne vois pas de boucle formée et je vois deux ADN polymérases: une qui synthétise 5'-3' et une autre qui synthétise aussi 5'-3', mais de manière discontinue avec une autre enzyme qui crée des segments d'ARN.

Je ne comprends pas pourquoi il y a deux ADN polymérases (je pensais qu'il ne devait y en avoir qu'une qui synthétise en même temps les deux brins), je n'arrive pas à m'imaginer et à me représenter la boucle.

Quelqu'un pourrait m'aider? Je suis un peu perdu.

Merci d'avance.
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[invite9985ead2]

Tiens, regarde cette vidéo : on voit bien la boucle !
http://www.youtube.com/watch?v=d1A4bJqmINU

Chaque polymérase a un seul site actif de polymérisation donc il en faut deux pour les deux brins ! Et en fait, il y en a même trois dans le complexe : il y en a une de remplacement !

Les polymérases ne polmérisent que de 5' vers 3' donc il y a un problème pour un des deux brins. C'est pour cela qu'il y a amorces et fragments d'Okasaki. Grâce au jump de la polymérase et à la boucle, la polymérisation, en retard par rapport au brin sens, se fait toujours de 5' vers 3' ! Enfin la vidéo est sans doute plus claire que mes explications...

[naniot]

Merci pour la vidéo, mais je ne comprends toujours pas l'utilité de la boucle: je ne vois pas en quoi cette boucle permet de passer du sens 3'-5' au sens 5'-3' pour l'ADN polymérase puisse synthétiser l'ADN. A nouveau, on voit deux ADN polymérase, contrairement à ce qui est dit dans mes notes de cours, ce qui est plus logique.

Désolé d'insister, mais je ne comprends vraiment pas. Merci d'avance pour vos explications, c'est très gentil de votre part.

[invite75e918c6]

où voyez-vous une boucle sur la vidéo?
Il n'a jamais eu de boucle lors de la réplication. Enfin, à ma connaissance, les seules boucles que je connaisse sont ceux des ARNt et de la transcription de l'ADN chez les eucaryotes (trouvailles assez récente
http://bioinfo.unice.fr/enseignement...s/Enhancer.gif
à 2 min environ http://www.dailymotion.com/video/xfr...coding-pr_news )

Dans le cas de la transcription c'est une régulation à distance et donc c'est fait par des acteurs alors que là, dans la réplication, on a plutot affaire à une conséquence de la réplication discontinue, ne trouvez-vous pas?

C'est juste que comme vous l'avez dit, l'ADN polymérase ne le fais que dans un sens 5'-3' et c'est avec les amorces que cet ADN pol peut synthétiser mais que de façon discontinue qui donne au final des fragments d'okasaki. Et c'est les ligases qui vont finir le travail en liant les fragments entre eux pour avoir un bel ADN synthétisé
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fragment_d'Okazaki


Mais je répète, la "boucle" n'a aucune utilité fonctionnelle mise à part perturber les interactions si elle est trop prononcé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[naniot]

Pourtant, le professeur a bien parlé (et à plusieurs reprises) d'une boucle qui sert à remettre l'ADN du brin tardif dans le sens 3'-5' pour pouvoir être lu par l'ADN polymérase qui va alors synthétiser 5'-3'. Voilà la vidéo qu'il nous a montrée en cours:

http://www.youtube.com/watch?v=-mtLX...eature=related

Il a insisté sur le fait que l'ADN ne pouvait être synthétisé par l'ADN polymérase dans le brin tardif sans cette boucle. Cela me paraît également illogique, étant donné que dans mon livre de référence (Campbell), on ne fait pas allusion à cette boucle, ni dans les explications, ni dans les schémas

[invite75e918c6]

Il va falloir soit voir directement le prof, soit prendre plusieurs bouquins et voir s'il parle de cette fameuse boucle soit attendre qu'un spécialiste de la bio cell vous réponde car j'avoue que moi meme je trouve ça complètement illogique car l'ADN se synthétise malgré l'absence de cette boucle (au début avant que la "boucle" s'"estompe).

[naniot]

Exactement! Je vais le demander au professeur dès mercredi. Merci de votre aide.

[invite9985ead2]

Si si si, je suis catégorique, il y a bien formation d'une boucle ! Mais ce n'est pas au sens d'une boucle d'ARNt ou d'une structure type tige-boucle !

Bon, c'est très difficile à expliquer avec des mots comme cela. Moi aussi j'avais eu du mal à comprendre quand on l'avait vu...

Tachons de reprendre depuis le début. L'hélicase sépare les deux brins d'ADN pour permettre la synthèse semi-conservative.
La polymérase peut transcrire l'un des deux brins directement 5' vers 3'. Mais l'autre brin est mal orienté, la polymérase ne peut pas le lire. (peut importe en fait qu'il y ait deux polymérases ou une seule, mais imagine bien qu'il faut deux sites actifs pour pouvoir répliquer les deux brins)

Donc, alors que l'hélicase déroule l'ADN, le brin retardé reste simple brin. La primase dépose une amorce. Et des protéines, les SSB (Single Strand Binding) protègent le brin nu.

Quand la polymérase a fini de synthétiser le fragment d'Okasaki précédent, elle se détache du brin d'ADN et saute sur cette nouvelle amorce. Si tu fais les dessins, tu verras qu'elle se trouve bien dans le bon sens cette fois-ci. Donc en quelque sorte, la boucle permet de rapprocher la nouvelle amorce de la polymérase pour que le jump se fasse bien.

J'ai un schéma, je vais essayer de te le poster...

[invite9985ead2]

Enfin je trouve que c'est très bien montré dans la vidéo que je t'ai postée en premier... Tu vois le jump de la polymérase d'une amorce à une autre !

[invite9985ead2]

Voilà en gros mon schéma :

http://www.google.fr/imgres?imgurl=h...:0&tx=69&ty=47

Je te conseille de prendre un papier, de bien marquer les extrémités 3' et 5' et de refaire les schémas petit à petit pour essayer de comprendre... Sinon regarde sur internet, je suis sûr que c'est bien expliqué quelque part !

[naniot]

D'accord! J'ai bien compris, merci énormément. En fait, la boucle a toute son importance: elle permet de changer le sens de 5'-3' à 3'-5', pour que l'ADN polymérase lise et synthétise l'ADN. C'est bien ça? Du coup, tout est logique car l'ADN polymérase est bien dans le sens normal pour produire l'ADN.
Je ne voyais pas la boucle car elle n'était pas mise dans le bon plan. Dans la vidéo, la boucle ne permet pas de changer le sens du brin d'ADN, donc elle n'est d'aucune utilité. C'est ce que je ne comprenais pas.

Et pour l'ADN polymérase, j'en vois à nouveau deux dans votre schéma. Je suppose que le prof a dû faire une erreur là-dessus: je ne pense pas qu'il aie raison et que tout le reste de mes sources a tort.

Merci énormément, j'ai bien compris tout le mécanisme (tel qu'il nous l'a été décrit en tout cas). Merci encore.

[invite9985ead2]

Oui je suis d'accord avec toi, dans la vidéo la boucle est mal faite... Enfin ça ne facilite pas la compréhension quoi !
J'espère que c'est bon pour toi, demande quand même à ton professeur si tu n'es pas sûr.

Pour les Pol, là aussi je suis sûr de moi, il y en a deux (et même trois) dans le complexe protéique. Pour simplifier, ton prof a peut-être amalgamé le tout dans la notion de réplisome...

[LXR]

Je crois qu'on n'a pas encore fait mieux que cette vidéo sur le mécanisme moléculaire de réplication : http://www.wehi.edu.au/education/weh...ations_of_dna/

La première partie de la vidéo montre la compaction de l'ADN, mais vers 2 minutes, ils montrent la réplication avec de très bonnes structures protéiques. L'enchainement montré est certainement le plus proche de la réalité.
Un seul complexe de polymérisation progresse, et pour la synthèse du brin lagging il faut obligatoirement effectuer une boucle. A force de regarder cette vidéo en boucle, on finit par bien comprendre. A noter que la protéine verte qui serre l'ADN comme une pince est certainement le PCNA (facteur de processivité), les polymérases sont violettes (et au nombre de 2, je n'ai jamais entendu cette histoire de polymérase de remplacement...), et l'espèce de molécule à 3 bras qui permet la cohésion du complexe c'est certainement le RFC (Replication Factor Complex). On voit aussi l'hélicase en avant du complexe, la primase qui synthétise rapidement l'amorce d'ARN (jaune).

Enjoy!

[naniot]

Juste une petite question à vous poser (je sais, je suis lourd, désolé): cela concerne les erreurs qui peuvent être commises par l'ADN polymérase. Bien que rares (1 tous les 10 milliards de nucléotides, si j'ai bien compris), l'ADN polymérase peut faire un retour en arrière pour corriger cette erreur? Le fait-il immédiatement ou y-a-t'il une séance de relecture après que les deux brins d'ADN soient formés. Mon cours n'est pas très clair à ce sujet.

Merci (je ne vous embête plus avec ça, promis).

[LXR]

Oui la polymérase a une activité 3'->5' exonucléase, c'est à dire que si elle détecte un misappariemment juste derrière elle, elle peut revenir en arrière en excisant le nucléotide misapparié et le remplacer par le bon nucléotide. Il n'y a pas de relecture des brins après synthèse. En revanche, il existe de nombreux systèmes de réparation de l'ADN (BER, NER, NHEJ, HR, et quelques autres subtilités).

[naniot]

Merci beaucoup pour toutes ces réponses. Vous m'avez tous énormément aidé. Un grand merci et longue vie à ce site fabuleux!

[invite9985ead2]

Excellente vidéo en effet !!
Pour la troisième polymérase, on m'en a parlé en cours cette année. C'est assez nouveau il paraît. Par contre c'est chez les bactéries je crois, chez l'Homme je ne sais pas...

[LXR]

D'accord je ne savais pas. Si c'est une découverte assez récente, je ne suis pas au courant, mes connaissances sur la réplication datent de quelques années (il y avait déjà pas mal de truc connus ).