Replication de l'ADN

« Synthèse : la reproduc4on conforme des cellules Dans les organismes pluricellulaires, le renouvellement cellulaire nécessite la créa4on de nouvelles cellules iden4ques à celles qu'elles vont remplacer : c'est le cycle cellulaire.

Ce cycle est cons4tué de deux grandes phases : l'interphase et la mitose.

CeCe dernière période, la mitose, est une des deux divisions cellulaires, elle permet de créer à par4r d'une cellule mère deux autres cellules filles avec la même informa4on géné4que qu'au départ.

Tout comme la mitose, l'interphase se présente elle aussi en différentes par4es : la phase G1 Growth ou croissance), S (DNA synthesis ou synthèse de l’ADN) et G2 (Growth and prepara4on of mitosis ou Croissance et prepara4on pour la mitose).

La phase S du cycle cellulaire est la réplica4on de l'ADN (Acide Désoxyribonucléique) : l'ADN, molécule portant l'informa4on géné4que, double sa quan4té au sein de la cellule mère en faisant passer les chromosomes d’une à deux chroma4nes.

Nous cherchons ici à montrer comment la réplica4on de l'ADN et la mitose permeCent la reproduc4on conforme des cellules.

Pour y arriver, nous allons voir dans un premier temps que la réplica4on de l'ADN permet de créer une copie presque exacte de l'ADN, puis enfin nous verrons que la mitose permet de créer une division entre deux cellules filles iden4ques. I- La Réplica4on : Créa4on d'une Copie Presque Iden4que de l'ADN Tout d'abord, comme men4onné précédemment, la réplica4on correspond à la phase S (synthèse) qui intervient entre la phase G1 et la phase G2 de l’interphase du cycle cellulaire.

Ces trois phases (G1, S et G2) cons4tuent l'interphase, une période durant laquelle les chromosomes se condensent et deviennent accessibles aux enzymes telles que l'ADN polymérase. Graphique montrant l’évolu4on de la quan4té d’ADN selon le temps durant le cycle cellulaire Quan%té d’ADN (UA) G1 S G2 M G1 2 1 Temps (heures) Interphase Cycle cellulaire 1 Mitose Par conséquent, il est possible d'iden4fier les différentes phases du cycle cellulaire en examinant la quan4té d'ADN présente dans chaque cellule et en observant la configura4on des chromosomes.

Plus précisément, la phase de réplica4on (phase S) est caractérisée par le doublement de la quan4té d'ADN (graphique), entraînant ainsi la duplica4on du matériel géné4que, ce qui facilite la transi4on des chromosomes simples vers des chromosomes doubles. De plus, au milieu du 20e siècle, des scien4fiques ont formulé trois hypothèses concernant la réplica4on.

Meselson et Stahl ont eu recours à une méthode innovante : ils ont marqué l'ADN avec de l'azote radioac4f (15^N : azote lourd) et ont ensuite effectué plusieurs cycles de réplica4on dans un milieu contenant de l'azote non radioac4f (14^N).

Par la suite, ils ont dis4ngué les molécules résultantes par centrifuga4on en fonc4on de leurs masses moléculaires (azote lourd/léger). À l'issue de la première réplica4on, ils ont constaté que toutes les molécules d'ADN étaient mixtes, ce qui indique que la molécule produite ne suit pas un schéma de réplica4on conserva4f.

Toutefois, après une deuxième réplica4on, ils ont obtenu un mélange de 50 % d'ADN lourd et 50 % d'ADN léger, ce qui a réfuté le modèle dispersif, lequel aurait produit 100 % d’ADN mixte.

Cela a clairement démontré que la réplica4on est donc semi conserva4ve, impliquant la forma4on de molécules d'ADN composées d'un brin préexistant et d'un nouveau brin nouvellement formé. En pra4que, la réplica4on a lieu dans le noyau de la cellule.

Comme le montre la photographie ci-dessous, les deux brins d'ADN se séparent, formant ainsi une structure en forme de bulle de réplica4on, ce qui permet à l'enzyme ADN polymérase d'intervenir.

CeCe enzyme se lie au brin préexistant pour synthé4ser un nouveau brin contenant des nucléo4des complémentaires au brin préexistant, notamment la thymine avec l'adénine et la guanine avec la cytosine.

Ce processus de réplica4on se déroule simultanément sur les deux brins parentaux, abou4ssant ainsi à la forma4on de deux molécules d'ADN complètes, car chaque brin est en4èrement copié. Photographie d’un œil de réplica4on (MET) Molécule d’ADN filles ADN polymérase Brin d’ADN nouveau Œil de réplica7on 2 Pour mieux comprendre le processus de réplica4on de l'ADN, nous allons maintenant passer de ceCe image d'un œil de réplica4on observé au microscope à un schéma illustrant le même œil de réplica4ons. Molécules d’ADN filles Brin ancien Brin néoformé ADN polymérase Molécule d’ADN ini4ale Œil de réplica4on Schéma d’interpréta4on d’un œil de réplica4on Après avoir examiné la réplica4on, qui se déroule pendant la phase S de l’interphase durant le cycle cellulaire et qui permet la duplica4on complète et.... »