STRUCTURE DE L’ADN.

La structure de base de l’ADN : acide désoxyribonucléique.

C’est une molécule bi-caténaire, organisé en double hélice dite dextre (qui s’enroule à droite) selon un model proposé qui a était proposé dans les années 60 par deux chercheurs (un cristallographie est un généticien) Watson et Crick, et ils ont une le prix Nobel pour cet proposition de modèle en double hélice.

C’est une macro Molécule qui peut être parfois très longue.C’est un polymère de nucléotides, constitué de 2 chaines hélicoïdales antiparallèles, indispensable à la vie cellulaire car cet ADN contient toutes les infos nécessaires à la synthèse des protéines qu’elle soit structurales ou enzymatiques. L’ADN résulte d’un phénomène de polymérisation, de nucléotides. Les nucléotides sont constitués d’un sucre qui est un pentose (à 5 carbones), le désoxyribose pour l’ADN et nous le verrons le ribosome pour l’ARN. Ce sucre est associé à une base azotée dont le noyau peut être de type purique (A et G) ou pyrimidique (C et T).Cette association entre base azotée+sucre= nucléoside. Et à se nucléosides est associé un groupement phosphate pour constituer un nucléotide.

Structure primaire : L’ADN est un polymère de nucléotides, l'ADN est constitué de la polymérisation de nucléotides. L’accrochage va se faire entre le carbone 1’ du sucre et l’atome d'azote 1 de la base pyrimidique ou bien au contraire de l'atome d'azote 9 dans le cas de la base purique et le type de liaison est du type N-glycosidique et en obtient donc un nucléotide 5’ phosphate (52min06 j’ai l’impression d’entendre nucléoside 5’ phosphate :-S ).

Dans un point de vue nomenclature nous avons y a 4 bases possible, l’adénine, la guanine, la cytosine, et la thymine, et le nucléoside correspondent s’appel : adénosine, guanosine, cytidine, thymidine , ces nucléosides peuvent être associés à un groupement phosphate , et on parle alors de nucléotide mono phosphate : (AMP, GMP, CMP, TMP), et on peut avoir un nucléoside associer à trois groupement phosphtes on parle alors de nucléotides triphosphates, l’ATP, GTP,CTP, et TTP, ce sont des éléments qui sont des réserves potentielles d'énergie importante.

En ce qui concerne les constituants, il s’agit d’une part d’un groupement phosphate constitué de l’acide ortho phosphorique H3PO4, c’est un triacide qui comprend 3 fonctions acides (–OH) dont d’eux d’entre eux vont être estérifiés dans le cas de l’ADN et de l’ARN, dans la mesure où H3PO4 peut se dissocier sous forme d’H2PO4

- d’HPO42- ou PO4

3-.

L’autre constituant est le 2-désoxy-D-ribose qui est donc un pentose, il est désoxy car sur le carbone 2 on a au lieu d’un groupement –OH on a simplement un atome d’hydrogène.

On a par ailleurs quatre bases azotées on a d'une part la base à noyau pyrimidique : la thymine et la cytosine et d'autres part des bases a noyau purique (à partir de la purine) : l'adénine et la guanine.En ce qui concerne la structure primaire de l’ADN elle consiste tout simplement dans la polymérisation de nucléotides, chaque brin d’ADN vas être constitué par une molécule monocaténaire vas être formé par l’association de désoxyribonucléotide qui sont uni par des

liaisons entre d’une part le phosphate et le désoxyribose du nucléotide voisin. On à un nucléotide avec sont groupement phosphate qui est lié sur le carbone 3’ du nucléotide précédent. Cette liaison réunie donc le carbone 3’ d’un désoxyribonucléotide au carbone 5’ d’un désoxyribonucléotide adjacent et ceci par une liaison de type 3’-5’ phosphodiesther. Et sur le carbone 1 vont ce fixer les bases qui seront soit des bases puriques ou des bases pyrimidiques. Le nb de désoxyribonucléotides peut être très nombreux puisqu’on peut atteindre des polymères de l'ordre de 104 à 105 désoxyribonucléotides par brin.

Structure secondaire : structure de type bicaténaire.Deux molécules monocaténaires vont venir ce lié l’une à l’autre pour former la molécule bicaténaire, c’est une assiciation des deux brins. Ces 2 brins sont unis l’un à l’autre par des liaisons de type hydrogène, qui permet d’associer une base purique appartenant à un des 2 chaine à une base pyrimidique appartenant à l’autre chaine. L’appariement des bases est exclusif, c’est-à-dire que par des raisons de complémentarité ou encombrement stérique (= forme de la mol), l’adénine ne peut s’associer qu’à la thymine par 2 liaisons hydrogènes, alors que la cytosine s’associe à la guanine grâce à 3 liaisons hydrogènes. Ds sa structure secondaire l’ADN est sous forme « d’échelle », où la suite des nucléotides serait les montants et les liaisons hydrogènes correspondrait au barreau de notre molécule d'ADN.

Structure tertiaire ou tridimensionnelle :2 brins hélicoïdaux s’enroulent autour d’un axe commun pr formé une double hélice anti parallèles. Le pas de l’hélice a une longueur de 3,4 nm et contient 10 paires de bases de desoxyribonucléotides, ces pair de base sont distantes de 0,34 nm, et le diamètre extérieur de 2nm et la longueur de cette hélices il varie en fonction de l’espèce ds laquelle on retrouve cette mol d’adn.

C’est une mol relativement rigide. Il existe plusieurs forme de mol d’adn, ds sa forme « b » qui est la plus courante les arêtes qui sont créées par les groupements phosphate et vont définir 2 sillons : le petit en b et le gd sillon en a. c’est ds ces sillons que les bases sont accessibles aux protéines,

Par ex si on prend la bactérie extrêmement courante : E.Coli l’adn mesure environ 1mm de long ce qui correspond à 40 000 paires de desoxyribonucléotides, alors que si on prend l’adn ds un spermatozoïde humain l’adn mesure environ 1m de long et contient 3 milliards de paires de bases. Cette chaîne est antiparallèle car sur l’un des brin on a un phosphate le carbone 3’ du désoxyribose ensuite le carbone 5’ du désoxyribose et à nouveau un phosphate , on a une séquence de type phosphate- 3’-5’-phosphate-3’-5’ etc.. Alors que dans l’autre brin les séquences sont dans l’ordre inverse : phosphate-5’-3’-phosphate-5’-3’ les séquences des brins sont dc parallèles mais ont des directions opposées (séquences inversées).

Les différentes formes de l’adn :

Il existe plusieurs formes d’ADN dans les cellules eucaryotes ; la plus fréquente et la plus stable et celle décrite juste avant, la forme B ou ADN B.

Il existe d’autres types de molécules d’ADN comme l’ADN de type A qui est aussi constitué d’une double hélice qui s'enroule droit donc dextre mais dont le pas est un peu plus court : 2,82 nm. Ceci est due à l’inclinaison des bases, plus inclinée ce qui rapproche les deux chaines, dans la molécule et vont prendre moins de place.

Il existe aussi la forme C qui est très semblable à la forme B mai qui porte seulement 9 paires de base par tour. Donc le pas de l’hélice est un peu plus court : 3,3 nm.

Il existe des formes d’ADN de synthèse (obtenue de façon artificielle) comme la forme D qui a 8 paires de bases seulement par tour de spire.

On retrouve quelques formes d’ADN comme l’ADN P que l’on retrouve chez certains virus qui ont un nombre variable de paires de bases par tour, beaucoup moindre environ un peut plus de 3,5 paires de bases par tour.

On retrouve aussi un ADN trouvé dans les cellules eucariotes comme l’ADN Z, Z comme zigzag, en effet Il y a deux possibilités de l’accrochage des bases :

- Syn lorsque le sucre est du même coté que la majeur partie de la base- anti (elles sont opposées et on parle de forme anti)

Dans le cas de l’DN Z les cytosines sont sous forme anti tendis les guanines sont sous forme syn. Et on va avoir le long de la molécule d’ADN des alternances entre des nucléotides sous forme sin et des nucléotides sous forme anti, ceci donnera un enroulement à gauche, ceci vas avoir des conséquence en particulier les bases sont plus exposées que dans le cas de l’ADN B, il y a une exposition puisque dans certain cas les bases vont ce retrouver à l’exterieur les bases serons plus exposé à l’éventuels enzymes présentes dans la cellule. L’ADN est en zigzag au lieu d’être en spirales. Sachez que dans les cellules y compris les cellules humaines, l’ADN B peut ce transformer en ADN Z et réciproquement, il peut y avoir des changement de forme grâce a des modification enzymatique sans que l’on sache aujourd’hui pour quoi ni comment cela ce fait d’un point de vue biochimique.

Il existe aussi de l’ADN triple brun, association d’un troisième brun qui se positionne dans le grand sillon de l’ADN B, possibilité de liaison hydrogène qui vont d’établir avec la troisième base d’un triplet ceci avec sa base complémentaire.

La condensation de la chromatine :Il est claire que pour arriver à faire entrer une longueur aussi importent (que l’ADN)

dans un noyau de cellule ceci ne peut s’expliquer, compte tenue de la taille du noyau et de la longueur de la molécule d’ADN, ça oblige cette molécule d’être compacter sous forme d’organisation particulaire pour permettre de tenir dans un noyau. Cette ADN dans le noyau il est compacté grâce à des protéines spécialisé que l’on appel les HISTONE, et ceci est évidemment indispensable pour permettre de maintenir l’ensemble du matérielle génétique dans un volume relativement restreint.Les histones sont des petites protéines qui font de 100 à 200 acides aminés et dont la masse varie entre 10 à 15 kDa (Kilodalton) pour les histones de type H2, H3, H4. Il existe deux groupes d’histones : un regroupant l’histone H1. Et l’autre (de petites histones) comportant l’histone H2 sous forme H2A et H2B et l’histone H3 et H4 riches en acides aminées chargées positivement càd riche en arginine et en lysine, cette charge est impotente parce que ça vas facilité leur association à l’ADN qui lui est chargé négativement. On rencontre un très grand nombre d’histones dans un noyau: de l’ordre de 60 millions par noyau. Ces histones sont des protéines apparues très précocément au coure de l’évolution car on en retrouve dès les toutes premières bactéries qui sont les archéabactéries (ce qui signifie qu'elles ont un rôle fondamentale dans l’organisation de l’ADN). Ces histones se sont bien conservés lors de l’évolution et en particulier les histones H3 et H4. On a pu montrer que pour l’H4 qui ce lie à l’ADN, entre une cellule de (1H11M27S) veau et un petit pois il n’y avez sur la longueur totale, qui ne fait que 102 acides aminées, que deux acides aminée différents. Cette conservation montre l’importance de cette protéine dans la vie. L’autre type d’histone constitué seulement de l’histone H1 est une protéine plus volumineuse de massé de 21 kDa. Particularité des ces histones : Les gènes codant pour ces histones sont particuliers car ils ne comportant pas d’introns et les ARN messagers venant de ces gènes ne sont pas polyadénylés.

Nous le verrons plus tard mais lorsque l’ADN est transcrit en ARN qui n’est pas mûr car il possède des introns et des exons puis devient mûr après excision de ces introns. En général, les ARN messagers issus de la transcription sont polyadénylés c'est-à-dire qu’ils ont à la fin une sorte de queue poly A c'est-à-dire une succession de nucléotide de type adénine.

Deuxième particularité de ces gènes d’histones : ils sont répétées (donc un grand nombre de ces gènes répétées dans un chromosome) et sont transcrit de façon coordonnée avec le cycle cellulaire pendant la phase S. Donc ces gènes ne sont pas transcrits n’importe quand mais à des moments très précis du cycle cellulaire et en particulier pendant la phase S. Au moment où il a une duplication de l’ADN, il y a corrélativement de façon synchrone la transcription des gènes codent pour les histones, nécessaire à leur association avec l’ADN nouvellement synthétisé. Les histones sont des protéines susceptibles de ce fixé sur des récepteurs qui sont ancré à l’enveloppe nucléaire. Et ça vas donc avoir un rôle dans la compartimentation du noyau. Ces histones sont modifiés après leurs synthèses, ces protéines vont subir des phénomènes d’acétylation et ceci est vrai pour les histones H1, H2A et H4. Cette acétylation a une influence sur la formation de la molécule d’ADN et sa condensation. L’histone H1 est particulière car il peut subir un autre type de modification à savoir un phénomène de phosphorylation. Cette phosphorylation de l’histone H1 est un des éléments précurseurs de la condensation de la chromatine, que cette phosphorisation de l’histone H1est dû au MPF. Ce mécanisme est réversible, les H1 peuvent êtres déphosphorée et ceci conduira à un phénomène de décondensation des chromosomes. On regroupe les histones en deux groupes :

- les histones contrôlant la compaction de l’ADN qui sont les histones nucléosomiques. Ces histones interviennent dans la constitution du nucléosome. Ces histones comportent les H2A, H2B, H3 et H4.

- Les histones non nucléosomiques qui sont les histones H1, interviens dans l’association de nucléosomes entre eux.

Le nucléosome est un cylindre de 11 nm de diamètre et de 6 nm de hauteur et composé de 4 paires d’histones. On a donc 2 H2A, 2 H2B, 2 H3 et enfin 2 H4 de sorte que cela conduit à ce cylindre. Ce cylindre composé de ces 8 molécules d’Histones est appelée un octamère et va être entouré par une molécule d’ADN qui fera deux tours et qui correspond à 142 paires de bases qui vont entourés ce nucléosome. C’est l’association entre le nucléosome et cette partie d’ADN qui représente l’unité élémentaire de la chromatine. Ces nucléosomes sont toujours situés à un même endroit pour un ADN donné. Les 142 paires de bases ne sont pas n’importe lesquelles et que si on prend l’ADN d’une cellule, les 142 paires de base qui servent à entrer dans la constitution et entourer le nucléosome sont toujours situés au même endroit dans la cellule. Et l’histone H1 va ce fixé sur cet ensemble, et grâce à la fixation de l’histone H1 on va avoir une agrégation de ses nucléosome pour permettre une étape de condensation supplémentaire

Lorsque l’on prend l’ADN d’une cellule en interphase, on observe deux structures : La fibre nucléosomiques constituée de la double hélice enroulée sur son nucléosome. Cette fibre nucléosomique est de l’ADN enroulé dans plusieurs nucléosomes. L’ensemble va former un chapelet des perles.L’ADN (double hélice) associé a des nucléosomes constituent ce que l’on appel la fibre nucléosomique que l’on peut observer en microscopie élèctronique. il y aura une succession de nucléosome séparé par de cours fragments d’ADN qui on une longueur d’environ 40 paires

de bases. Dans cette situation l’Adn est dit actif c à d qu’il est suffisamment accessible par les machineries enzymatiques permettent et la réplication et la trenscription sous forme d’ARN. On a 142 paires de bases qui entourent le nucléosome puis un fragment libre de 40 paires de bases entre chaque nucléosome sachant que le

fragment libre fait 14 nm de long et un diamètre de 3 nanomètres. Les 142 paires de base font 2 tours autour du nucléosome.

La deuxième structure qui est l’agrégation de nucléosomes pour former des structures de types solénoïde. Ce sont des structures plus compactes constituées de l’association de plusieurs nucléosomes associés par l’histone H1. L’Histone H1 qui est reponsable de cette agrégation des nucléosomes pour former maintenant une structure d’un diamètre de 30 nm Dans ce cas l’ADN contenu dans les solénoïdes est devenue quasiment inaccessible aux enzymes de transcription ou de traduction. C’est pour ça qu’on parle d’ADN non actif à ce stade.Selon l’état de la cellule, le degré de compaction de la chromatine va être différent. Dans les cellules qui ont une forte activité de transcription on aura de l’ADN sous forme de fibre nucléosomique, à l’inverse lorsque les cellules sont au repos on une faible activité de transcription et bien on aura de l’ADN sous forme d’agrégat de nucléosome. Ce degré de compaction qui est évidement réversible, est essentiellement du aux modifications chimiques qui vont modifier les histones, et essentiellement les phénomènes de type acétylation. Il y a des acétylases ou des désacélylases qui vont agir sur le degré de compaction. Plus les histones serons acétylé moins il y aura de fixation à l’ADN, il va y avoir des problèmes d’encombrement et les histones auront moins tendance à ce fixer à l’ADN. D’où une compaction peu importante et une chromatine activée pour la réplication et la transcription. A l’inverse, si acétylation est moindre cela provoque l’effet inverse. Ce degré de compaction est essentiellement liés à des enzymes : acétylases, désacélylases, ce ne sont pas les seules modifications possibles mais c’est ceux qui interviennent le plus dans la compaction de l’ADN. L’ADN s’associe de manière permanente aux histones, il est toujours associé même partiellement aux histones par contre, l’association avec d’autres protéines se fait de manière intermittente : c’est le cas par exemple des protéines de régulation et de la transcription vont s’associer de façon momentanée puis se dissocier. C’est vrai aussi pour toutes les enzymes qui vont intervenir dans la réplication, ce sont des protéines enzymatiques tel que des ARN polymérases, des ADN polymérases, topoisomérases etc… C’est le cas aussi des lamines qui vont s’associer de manière intermittente à l’ADN.

Les différentes étapes de compaction de l’ADN (poly du cours 3 page13) :- tout en haut, la double hélice d’ADN qui fait 2 nm de diamètre.- 2ème degré de compaction : la fibre nucléosomique qui fait 11 nm. - 3ème degré grâce à l’histone H1 : les solénoïdes. L’ADN ne sera plus actif et on obtient

alors une fibre de 30 nm. - On aura après un phénomène de compaction qui sera croissant, pour aboutir à une

fibre de 300 nm- On a de l’ADN qui continue à se condenser pour aboutir à une structure (à droite sur le

diapo) dont le diamètre est de 1400 nm et qui est le fameux chromosomes de type métaphasique : le moment où le chromosome est le plus condensé.

Le génome humain est composé de 23 paires de chromosomes avec 22 paires d’autosomes identiques 2 à 2 et de 2 chromosomes sexuels : X et Y. On peut observer ces chromosomes en métaphase car c’est la phase où le degré de compaction est maximal. Le chromosome métaphasique est très caractéristique, à la fois de l’espèce et du type cellulaire observé. Chaque chromosome est constitué de 3 régions qui correspondent à des séquences nucléotidiques spécifiques (et contient aussi des orifices de réplication).

Les trois régions principales : le centromère qui permet de relier les chromatines sœurs et les deux extrémités qui sont les télomères.

Le centromère correspond à la région d’étranglement du chromosome correspondant aussi à la constriction primaire. Cette constriction primère divise le segment chromosomique en deux bras qui peuvent être d’égale longueur ou au contraire de longueur différente donnent un bras court et un bras long. Certains chromosomes chez l’homme et en particulier le 1, 9 et 16 possèdent en plus des constrictions primaires aussi d’autres constrictions que l’on appelle les constrictions secondaires qui sont constitués de chromatine spécifique qui est de l’hétérochromatine qui peuvent se trouver sur le bras long ou le bras court. A niveau de ces constrictions secondaires, il y a des gènes qui codent pour des ARN ribosomaux, dans des régions que l’on appelle des organisateurs nucléolaires. Je vous rappel que le centromère correspondent à la constriction primaire, ce sont des structures sur les quel vont ce localiser les famuses lamelles protéiques constituent les kinétochore qui permet au chromosome de se faire accrocher par des microtubules kinétochoriens pendant la mitose. Au niveau de ces constrictions secondaires, on retrouve les régions que l’on appelle organisateur nucléolaire dont les gènes codent pour des ARN ribosomaux.

Les télomères : Les télomères sont les extrémités des chromosomes. Leur longueur est contrôlée par des enzymes spécifiques qui sont des télomérases. Au cours des divisions successives, les télomères ont tendance à se raccourcir, pour maintenir l’intégrité du matériel génétique (durant les divisions cellulaires) pendant tout le cycle cellulaire, il est nécessaire que cette partie de l’extrémité perdue soit refabriqué par la télomérase car ils ont un rôle indispensable dans la vie de la cellule. La longueur des télomères chez l’Homme varie de 5 000 à 20 000 paires de base. Ce nombre est variable puisque à chaque division une partie est perdue et n’est pas toujours reconstitué intégralement. Cette longueur résulte d’un équilibre qui existe entre le raccourcissement lors de chaque mitose et leur réarrangement grâces à des enzymes particulaires qui sont les télomérase. Cette enzyme fonctionne selon un mode très particulier. Ce sont des complexes ribonucléoprotéiques constitués d’une partie protéique et de ribonucléotide. C’est une enzyme qui a une activité enzymatique de deux types : transcriptase inverse comme chez certains rétrovirus. Elle est capable de faire de l’ADN à partir de molécule d’ARN qu’elle porte

dans sa partie ribonucléoprotéique. Sachez qu’un des critères de vieillissement des cellules est le raccourcissement des télomères, ces télomères se raccourcissent ils sont normalement rallongés mais pas forcément de fasson identique à ce qu’il était précédament. Au fur et à mesure que cellules se divisent, les régions des télomères vont se raccourcir et s’est dont un critère du vieillissement cellulaire. On a pu voir chez des souris qui surexprimaient cette activité télomérasique, que ces souris avaient une durée de vie augmentée. Ceci est du au fait que l’on limite le vieillissement des cellules par une activité télomérasique intense. De même on a pu montrer que dans certain formes de cancers où l’on peut voir une activité télomérasique très développée que les cellules non cancéreuse, c’est ce qui vas provoquer une duré de vie des cellules cancéreuses supérieurs à des cellules non cancéreuse. C’est extrémités sont très impotentes parce qu’elles vont maintenir l’intégrité du génome tout simplement en ce lien à l’enveloppe nucléaire. En ce lien à l’enveloppe nucléaire elles vont ainsi empêcher d’éventuelles dégradations par des enzymes en particulier contre les nucléases et donc maintenir une certaine intégrité. Et en ce fixant à la membrane participe aussi à la compartimentation du noyau. Ces régions vont aussi agir sur les phénomènes de transcriptions en permettent de capturer un certain nombre de facteur de transcription. Anecdote : des chercheurs on réussi à cloner une brebis qu’ils ont appelé Dolly, a été clonée par le fait d’avoir pris un noyau d’une cellule du sein d’une brebis d’un certain age et de

l’avoir implantée dans un ovocyte et cet ovocyte a était réimplanté dans une autre brebis, et est né de cette brebis une brebis identique à la mère la brebis dont on avait pris le noyau. Cette brebis clonée est née normalement tout c’est bien passée mais elle est morte très jeune. Et on a remarqué qu’en prenent des cellules somatiques du sain de la toute prmière brbis qui était déjà âgée elle avez déjà des télomères raccourcis et donc ça a provoqué une mort prématuré de la brebis.

Si on prend des fibroblastes en culture, on estime qu’ils vont se diviser une centaine de fois. Au bout de 100 fois ou un peu plus de 100, ces cellules vont mourir et quand on regardera la longueur des télomères, on verra qu’elle sera très faible et cela va provoquer la mort de la cellule car à chaque que le télomère se raccourcit, on arrivera à un moment sur l’information génétique qui sera alors perdu, car les télomères ne portent pas de gènes, d’information génétique, et cela provoquera la mort de la cellule. Ces télomères sont constitués d’un motif qui est la répétition de 6 paires de base qui est le même chez tous les vertébrés qui est : TTAGGG soit 2 thymines, 1 adénine et 3 guanines. Sur le brun complémentaire, on aura donc AATCCC. On a un brun riche en G et l’autre en C. Ces régions sont importantes car elles permettent de lier les molécules d’ADN à l’enveloppe nucléaire.

Les aspects de la chromatine :A l’intérieur de l’enveloppe nucléaire et en dehors d’une région particulière qui est le

nucléole, on peut distinguer la présence de fibre apprêt coloration des nucléoprotéines, on peut procéder à des coloration et observer l’intérieurs du noyau et on observe des fibres plus ou moins condenser et dispersé et qui correspond à des forme d’empaquetage du matériel génétique par les protéines. Donc ceux qu’on voit ce sont essentiellement des fibres de types nucléosomique, dont nous avons parlé la fois dernière. Ce sont des fibres qui sont bien structurés et en particulier structuré par la matrice nucléaire elle-même, qui est encré à l’enveloppe nucléaire. Ce qui constitue des compartiments à l’intérieur du noyau. On peut tout à fait faire des isolements de ces fibre : prendre des noyaux (les obtenir par centrifugation) à partir de ces noyau et par des procédé biochimiques isoler ces fibre et les solubiliser en jouent en particulier sur la force ionique et en utilisent des cations (divalent) de manière à préserver l’intégrité de ce matériel nucléoprotéique. Qd on fait ces isolement on obtient ses fibres qui sont des molécules d’ADN associé à des protéines qui sont les histones. Ces protéines sont en large ecces par rapport à l’ADN puisqu’on estime qu’il existe (en masse) deux fois plus de protéines que d’ADN dans ces fibres.La très grande majorité du matériel génétique set ainsi empaqueté dans le noyau, puisqu’o estime que 80% du matériel génétique totale est empaqueté sous cette forme de fibres et en particulier de fibres nucléosomique.On l’a vue, selon la façon dont il est condensé cette chromatine, les molécules d’ADN (ces fibres de chromatines) ne sont pas accessible de la même manières au différentes enzymes présent dans le noyau et on peut observer des modifications de ces structures en particulier en (assistent 03’’18) sur la façon dont ses protéines sont liée à la molécule d’ADN. C’est évidement ce qui vas ce passer lors qu’il va y avoir des phénomènes de réplications ou de transcriptions, les enzymes de ces phénomènes vont devoir venir interagir avec l’ADN et donc il y aura des modifions des interactions entre ces molécules d’ADN et ces protéines. Donc la chromatine est essentiellement constituée de molécules d’ADN qui sont organisés en fibres nucléosomique. Cette chromatine ce répartie dans l’ensemble du nucléoplasme, en générale à la périphérie du noyau, plus tôt contre l’enveloppe nucléaire. Autant dans un même type cellulaire les aspect du noyau et donc de la chromatine sont a peut prêt toujours le même, autant évidemment d’un type cellulaire à un autre, cet aspect du noyau va évidemment varier. Selon le type cellulaire, on aura des aspects différents. On distingue 4 aspects différents de la chromatine:

- grosses mottes irrégulières, importantes et assai volumineuses- petites motte de petite dimension- granulation très fine - réseau de maille plus ou moins fine plus ou moins dance

Tous ces aspects sont simplement due (si je puis dire) à l’existence de facteurs d’assemblage de la chromatine, c’est en particulier du à la présence de protéines spécifiques qu’on appel des chaperonnes d’histone, c’est des molécules qui on de nombreuses fonctions dans les cellules pas uniquement dans le noyau et en particulier il existe une catégorie de chaperonnes qu’on appel les chaperonnes d’histones qui vont intervenir pour modifier les aspect de la chromatine et onc agir dur la fonction même de cette chromatine. Cet aspect varie selon la nature de la cellule mais aussi ça varie suivant l’activité de la cellule. En général, plus la chromatine est fine, plus ceci indique un degré d’activité intense de la cellule qui montre l’activité des différentes enzymes. La chromatine elle même se trouve sous deux formes plus générales, la notion est apparue en 1928 et qui ce base essentiellement sur des observations au microscope et qui sont: l’hétérochromatine et d’autre part l’euchromatine. Qui sont des formes de chromatines avec des activités très différentes l’une de l’autre.

L’hétérochromatine Par définition l’hétérochromatine correspond à l’ensemble des segments de l’ADN (du chromosome) qui restent condensés pendant l’interphase. Ce sont des fragments d’ADN qui ne changent pas d’état pendant le cycle cellulaire. Si des parties restent condensés pendant tout le cycle d’ADN, cela correspond à de l’ADN qui ne sera jamais transcrit et qui est donc inactif de fait même de leur condensation. Ce sont des régions qui sont localisée, cette hétérochromatine est en générale localisé en périphérie du noyau et au tour du nucléole. Elle est composée de fibres nucléosomique organisé en super structures de type solénoïdes. C’est des fibres qui ont un diamètre d’environ 30 nm. L’hétérochromatine correspond à 80-90% de l’ADN nucléaire. Evidemment, elle est très riche en histones H1 car c’est l’histone H1 qui est responsable de cette organisation de type solénoïde. Elle existe sous deux formes :

- constitutive - falcutative

forme constitutiveL’hétérochromatine constitutive est constituée par des séquences d’ADN qui ne seront

jamais transcrites. Ça correspond à de l’ADN qui contient peu de gènes, pas de gène du tout chez l’Homme, quelques gènes chez la drosophile (qui est la mouche à vinaigre). Ce sont constitué de séquences répétées que l’on appelle ADN satellite et sont des courtes séquences, qui peuvent ce replier sur elle-même et qui joue un rôle sur la structure compacte de cette hétérochromatine constitutive.Comme c’est compacté c’est peut accessible aux enzymes et donc ça correspond à une hétérochromatine stable, polymorphe (= peut avoir plusieurs formes), à cause de l’instabilité de ses ragions d’ADN satellite). Comme ça ne contiens pas de gène, le fait que ce soit polymorphe n’a pas d’influence sur le phénotype puisqu’il y a pas de gènes (chez l’homme en tout cas) dans cette régions.

forme facultativeLa forme facultative est pauvre en gène, contient des gènes mais en petite quantité, et

correspond à l’hétérochromatine qui contient des séquances d’ADN qui seront non transcrites dans une cellule (dans un type cellulaire) mais qui pourrons l’être dans s’autres type cellulaire. Par exemple, on peut voir un hépatocyte où on verra ces régions transcrites mais

qu’ils ne seront pas transcrits dans les cellules poumon par exemple. Le taux d’hétérochromatine falcutative varie selon l’activité transcriptionelle de la cellule. C’est l’existence de l’hétérochromatine facultative qui est l’une des explications des différenciations cellulaires (càd telle cellule est une cellule du foie, celle-ci est une cellule du poumon celle-ci est un fibroblaste…) cette différenciation cellulaire est expliqué par la présence de cet hétérochromatine facultative et par exemple on vous aurai l’expression de protéine comme la citochératine qui est une protéine du cytosquelette qui sera réprimé dans certaines cellules comme les fibroblastes par exemple et qui sera exprimé dans d’autres. C’est ça qui fait que dans certain types cellulaire on a expression de certaines protéines et pas dans d’autres. Car certaines régions seront transcrites dans un type cellulaire et pas l’autre provoquant ainsi des différences de poids…

L’euchromatine : Partie qui se décondense pendant l’interphase. Elle est moins visible en microscopie optique puisqu’elle vas être constitué de fibre chromatinienne mais qui sont déspiralisé ou non spiralisé. Ces fibres sont très actives qui correspondent à des zones de l’ADN qui comporte des gènes et qui va être répliqué ou transcrit de façon actives. Ces régions seront le siège de transcription (impotente) sous forme d’ARNm, d’ARNt et d’un seul ARN ribosomal qui sera l’ARNr 5S. Ceci est dû au faut que l’ARN polymérase (nous allons en reparler qui intervient dans la transcription) est capable de débobiner partiellement l’ADN en particulier pour le débarrasser de sont ocatamère d’histones pour permettre d’accéder à la molécule de la double hélice de l’ADN elle-même et ainsi faire sont travaille. Donc cette euchromatine est répartie à l’intérieur du nucléoplasme. Elle se trouve vers l’intérieur du nucléoplasme alors que l’hétérochromatine se trouve à la périphérie.L’ARN polymérase qui a pour fonction de polymériser de l’ARN. Cette enzyme va démobiliser l’ADN enroulé autour du nucléosome sans le libérer complètement pour pouvoir faire un transcrit et que l’ADN, après action de l’enzyme, se ré enroule autour du nucléosome.

La réplication  (au cour de la phase S):

L’information contenue dans l’ADN est nécessaire pour la synthèse protéique et en particulier des protéines servant à la transcription de l’information génétique et ceci grâce au processus de réplication. Avant que la division cellulaire n’est lieu, il faut une exacte réplique de l’ADN de la cellule mère et ceci a lieu pendant la phase S qui précède la phase M pour permettre de donner une copie identique aux deux cellules filles.Les mécanismes de la réplication diffèrent selon les eucaryotes et les procaryotes, mais le principe général est semblable. Durant la réplication, les deux brins parentaux (l’ADN parentale) complémentaires vont ce séparés (grâce à des enzymes) et servir de matrice pour constituer le brin complémentaire. Tout ceci ce fait par la machinerie de réplication.Cette copie se fait selon des règles d’appariement qui sont les mêmes au sein même de la molécule d’ADN c'est-à-dire : les A se lient aux T et les C avec les G. Cela donne naissance à deux molécules d’ADN qui sont superposables aux molécules d’ADN qui existait chez le parent. La molécule d’ADN parentale va s’ouvrir à un endroit précis et à cet endroit précis il y aura formation du début de la copie aboutissant à la copie de l’ADN parentale. Et ceci ne ce fait pas sans erreurs de copie mais qui seront aussitôt corrigé en même temps que ce fait la copie. Le taux d’erreur est estimé à 1 nucléotide sur 10^7 nucléotides (donc 1 sur 10 000 000) et ce chiffre, après correction, est de 1 sur 10^10. On estime que chez l’Homme le taux d’erreurs au cour de la transcription (ADN→ARN) est de 1 pour 100 000 nucléotide et au cour de la traduction l’erreur est de 1 sur 30 000. La réplication est un phénomène précis et rapide, chez l’Homme, la vitesse de polymérisation chez l’Homme est de 50 nucléotides par seconde et que chez les bactéries, la vitesse est de 500 nucléotides par seconde due à la simplicité du génome bactérien. A un moment de la phase S, il y aura un nombre fini de site de réplication qui vont (évoluer,) changer tout au long

de la phase S et ainsi les chromosomes vont se répliquer à des moments successifs de la phase S et donc tout ne se fait pas de façon simultannée. La réplication est un phénomène semi conservateur. Montré dans les années 1958 par deux chercheurs Meselson et Stahl, ils ont fait l’expérience suivante : ils ont utilisés des bactéries de type Escherichia Coli cultivés dans un milieu nutritif en présence d’un atome lourd d’azote et ceci pendant plusieurs générations. L’azote entre dans la constitution de l’ADN et en particulier dans les bases puriques et pyrimidiques. Les bactéries et son ADN va devenir radioactif et plus lourd que les bactéries normales. Ces atomes sont incorporés dans la molécule durant leur synthèse. Ces bactéries sont cultivées ensuite dans un milieu avec azote non radioactif et donc pas lourd. Après chaque division, les chercheurs récupèrent l’ADN, ils l’analysent en centrifugeant l’ADN sur gradient de chlorure de césium donc en faisant une centrifugation par gradient de densité à l’équilibre. Cette technique permet de séparer des molécules en fonction d’un caractère qui est leur différence de flottabilité indirectement en fonction de la densité de l’ADN en qestion. Cette technique consiste à déposer en haut du tube le mélange, l’ADN et de le faire migrer en fonction de sa densité. Plus il est lourd, plus il va se trouver en haut du tube. Ceci permet de diviser les molécules d’ADN selon leur densité. Observation des bactéries lorsqu’elles étaient cultivés dans l’azote lourd : l’ADN est complètement chargé d’azote lourd et est noté H H ou H signifie heavy pour le brun lourd. Lorsque l’on regarde les bactéries cultivées d’abord en présence d’azote lourd puis d’azote normal, on observe une bande, un brun plus léger. On se rend compte que l’on obtient un brin plus léger à la génération suivante. Au fur et à mesure des divisions, la bande plus légère augmente de plus en plus et la bande lourde diminue. Explication : à la première génération, on a deux bruns lourds, à la deuxième génération, l’ADN comporte un brin lourd (qui a servi de matrice) et un léger dans la mesure où il a poussée en présence de l’atome d’azote non radioactif. On a donc une seul espèce avec un brin lourd et un brin léger. Deuxième génération on à toujours la même espèce que LH et, puisqu’on continue de fair pousser les bactéries dans un milieu non radioactif, vous avez une espèce non radioactif qui est plus légère qui correspond à LL. (Il manque un

brin sur la diapo que j’ai rajouté sur fond violet) La quantité LL va augmenter.

Ceci ne peut s’expliquer que par l’application d’un model semi conservateur (voir poly cours 3 page 17),

c'est-à-dire à chaque division la molécule d’ADN parentale va être copié en deux brin qui sont chacun la copie d’un des deux brins parentaux. Toutes les molécules d’ADN ce réplique selon ce même schéma de type semi-conservateur. Chaque brun patrice (parental) est lu dans la direction 3’ vers 5’ et la synthèse des nouveaux brins elle se fait suivant le sens 5’ vers 3’.

Réplication chez les procaryotes La réplication chez les procaryotes (qui est le modèle le plus simple), ça concerne les

bactéries, se fait par polymérisation successive de nucléotides et ceci par lecture du brin matrice, des enzymes vont lire ce brin matrice et aller chercher le nucléotide à mettre en face de ce brin matrice. Cet allongement ce fait par une enzyme qui chez les une ADN polymérase qui est une enzyme capable de lire la matrice dans le sens 3’ vers 5’ et qui a pour fonction d’assembler les nucléotides (de polymériser les nucléotides) complémentaire de la chaine qu’elle est en train de lire. Cette enzyme qui a une fonction catalytique, elle catalyse l'addition de nucléotides et elle n’est capable de le faire que sur l'hydroxyle situé à l'extrémité 3’. Donc au fur et à mesure qu'il va y avoir addition de nucléotides sur l'extrémité trois primes donc la chaîne qui est en cours de formation va s'allonger dans le sens 5’ vers 3’.Cette enzyme l'ADN polymérase utilise un certain nombre de substrats pour fonctionner qui sont des desoxyribonucléotides triphosphate DATP, DGTP, DCTP, DTTP, (le D c'est pour

désoxyribo. et le T c'est pour triphosphate.) C’est une réaction gourmande en énergie. Lors de l'accrochage de ces désoxyribonucléotides il y a élimination de phosphate que l'on appelle des Pyrophosphates. Pour chaque accrochage il y a un Pyrophosphate qui est éliminé, et l'énergie nécessaire à la polymérisation elle provient de l'hydrolyse des désoxyribonucléotides triphosphate. Les désoxyribonucléotides triphosphate contiennent à l’intérieur de leu lièsons une quantité impotente d’énergétique, ( ce n’est pas à proprement parlé des élément d’énergie) elle contient des liaisons très riches en énergie, lorsque ces liaisons riches en énergie vont se rompre va libérer de l'énergie et c'est ça qui permet de faire un certain nombre de réactions chimiques (et en particulier ici de polymériser c'est-à-dire d'accrocher les nucléotides.)La réplication suit un model semi conservateur, elle à d'autre particularité en particulier d'être orienté. La réplication se fait à partir d'un point qui est appelé le point initiateur, que l'on appelle aussi une origine de réplication. Au moment de la réplication est à cet endroit chaque bruns parental va se séparer localement que de l'autre brin, et s'est ouverture ici représentées va produire ce que l'on appelle une structure que l'on appelle l'œil de réplication. Au niveau du point initiateur les deux brins vont se séparer pour qu'il puisse être lu par la machinerie de réplication qui forme donc l'œil de réplication limitée par les fourches de réplication où ce trouve le point de croissance et c’est au niveau de ces fourches que vont se faire la croissance de nouvelles molécules d'ADN en cours de phase. Les deux Spire d'ADN vont se dérouler en même temps et à une vitesse qui a été estimée chez les bactéries à environ 10000 tours de Spire par minutes. La réplication est dite bidirectionnelle : elle se fait dans les deux directions à partir du point d'initiation. Chez Escherichia coli d'une façon plus précise la réplication de l'ADN commence à un endroit tout à fait particulier et précis : le point d’initiation qui est le site que l'on appel ORIC (origine de réplication chez Escherichia coli) une séquence spécifique qui fait 45 paires de base est sur ce site particulier avec un nombre de paires de base précise il y a une protéine qui l'on appelle DNA A va venir s'associer à ce point initiateur et va être à l'origine de l'assemblage de toutes les protéines nécessaires à la réplication. Lorsque toutes ces protéines qui vont intervenir dans la réplication (en tout cas dans son l'initiation) vont être fixé sur ce point initiateur l'assemblage de cet ensemble porte le nom final de REPLISOME. Dans ce système il y a un certain nombre d'enzymes en particulier des enzymes qui vont servir à déspiraliser la molécule d'ADN : interviendra l'hélicase qui ont pour fonction de dérouler l'ADN sur quelques centaines de paire de bases, c'est une enzyme qui est gourmande en énergie sous forme d'hydrolyse d'ATP et ceci est due à une autre protéine qui va permettre c'est une relique de l'ATP qu'on appelle la topoisomérase (c’est un terme générique d’enzyme sur en particulier l’ADN), en particulier ici la topoisomérase 2, qui va catalyser la réaction de l'hydrolyse de l'ATP.Il faut imaginer que si vous dérouler partiellement une molécule d'ADN, que je vous rappelle dans le cas des procaryotes est circulaire, un peu plus loin sur la chaîne va se produire un super enroulement, pour éviter que sa s’enroulent trop et que ça finisse par se casser il existe des enzymes c'est le cas de la topoisomérase qui est une enzyme de type nucléase qui va agir comme un facteur de relaxation en coupant les chaînes qui ce sont sur enroulé et en faisant une ligation un peu plus loin ceci se faisant en même temps que la progression de l'hélicase et de la machinerie de réplication lorsque tout ceci est mis en place, et que le poids d'origines et prêt la réplication commence par la réplication d'une amorce d'ARN. En effet l'ADN polymérase qui va intervenir est incapable d'initier la réplication elles ne peuvent faire qu’une élongation à partir de quelque chose de prêts existants et donc pour que ce système ce prêt initialise il faut absolument qu'il y ait ce qu'on appelle une primase qui est une ARN polymérase qui va faire une amorce d'ARN qui va être complémentaire à l'un des deux brins. Cette primase va faire un petit nucléotide dont la longueur varie selon les espèces et les cellules : de 4 à 12 nucléotides en général c'est aux alentours de 10. Une fois que cette amorce

c’est synthétiser, l'ARN polymérase va être remplacé par une ADN polymérase qui est en l'occurrence ici l'ADN polymérase III qui va prolonger l'amorce d'ARN. Evidement comme dans une molécule au finale on nous que dans l’ADN il n’y a oas d’amorce d’ARN, ça sous entend que cette amorce vas être secondairement détruite et cesi est dû à une autre enzyme l'ADN polymérase de type I, va dégrader la petite amorce d'ARN et va remplacer cette amorce d’ARN par un fragment d’ADN (des Désoxyribonucléotides) à fin d'obtenir une molécule constituée uniquement d'ADN. Elle dégrade l’ARN, elle synthétise le petit fragment qui manque (ce qu’il vas dire en gris je pence que ça lengue à du fourcher : ) et évidement elle le ressoude avec la molécule qui a était faite par l’ADN polymérase qui a prolongé cet amorce d’ARN.) Il y a intervention d’un polynucléotide ligase qui vas donc ressouder la molécule qui vient d’être fabriqué.Ça sa ne concerne qu’un seul sens.

Dans l’autre sens :1-Comme la replication se fait dans les deux sens, 2-que la molécule d’ADN est antiparallèle et 3-comme l'ADN polymérase de type III ne peut réaliser la réplication d'une chaîne qu’en la lisant dans un seul sens parce que c'est une enzyme qui le lie que dans un seul sens 3’ 5’. Alors la chaîne qui est orientée dans le sens 3’ 5’ va être lue la classiquement de façon continue et sera lue la première et s’appellera le Brin avancé. Il s’agit d’une erreur

Diapo 19

Et compte tenu que l'autre chaîne est antiparallèle, la croissance va commencer un peu plus tard et on parlera de brin retardé, brin tardif ou brin suiveur, et vas ce faire par petit morceaux.À partir de la matrice comme on vu précédemment, une ARN polymérase qui est une ARN polymérase ADN dépendent, et va donc fabriquer une amorce. En suite l'ADN polymérase III va donc reconnaître l'extrémité 3’ OH de l'amorce et donc commencée à synthétiser un segment d'ADN qui fait environ 2000 nucléotides ce fragment porte le nom de fragment d’Okasaki, ensuite cette amorce va être hydrolysé par l’ADN polymérase I, une enzyme va fabriquer cette zone manquante entre l’extrémité 5’ et le fragment qui vient d’être synthétisé et qui porte de le nom de fragment d’okazaki (qui porte le nom du chrcheur japponai qui a mis ce système en évidence). Et tout le brin retardé vas être contruit sous la forme d’association de fragment d’Okazaki, ce systhème vas ce reproduire une multitude de fois, avec une seccessios de fragment d’Okazaki qui seron relier les uns avec les autre par une enzyme : la ligase et qui vas relier tout ces fragment d’Okazaki. Il va y avoir une ligature, cette dégradation va se faire avec l'ADN polymérase de type un qui agit comme une héxonicléase c'est une enzyme qui est capable de couper les molécules d'acides nucléiques, une fois que l'hydrolyse a eu lieu c'est-à-dire que l'ARN a été retiré l'ADN polymérase un va fabriquer la zone manquante entre l'extrémité 5’ et le fragment d'Okasaki, elle remplace l'amorce par une molécule d'ADN et ensuite c’est une ligase qui vas faire le lien entre ce fragment de quelques nucléotides est la petite amorce d'ARN ceci va se reproduire plusieurs fois sur le brin retardé il va donc se former une succession de fragment d'Okasaki qui vont être ensuite liés les uns avec les autres par une ligase ensuite au fur et à mesure sur ce bras on va avoir

l'assemblage du brin descendant issu de la matrice de l'ADN parental ceci pour expliquer que le phénomène aura lieu dans les deux sens malgré que l'enzyme ne traduit que dans un seul sens est bien il y a eu un système particulier pour la formation de petits fragments qui vont s'assembler les uns aux autres ce qui fait que la réplication se fait dans les deux sens. Donc ça c'est le mécanisme de réplication générale chez les procaryotes.

Les eucariotesLes eucaryotes, c'est un système évidemment plus complexe pour un la réplication est

aussi semi conservatrice, elle est aussi bidirectionnelle et elle est aussi orientée, le même caractéristique générale que chez les procaryotes. La principale différence est qu'il n'y a pas qu'un seul point d'initiation mais il en existe une multiplicité, donc il va y avoir sur le génome d'une cellule eucaryote plusieurs yeux de réplication par chromosomes il va y avoir un système de reconnaissance pour chacune de ces origines de réplication. Première différence donc plusieurs yeux de réplication, est une machinerie de réplication un complexe moléculaire plus importante et différente de ce qui existe chez les procaryotes. Comme il y a plusieurs yeux de réplication, elle se fait simultanément sur plusieurs endroits ces endroits portent le nom de répliquons et puisqu'il y a plusieurs répliquons sur la même molécule au fur et à mesure qu'il va y avoir réplication ils va y avoir au final fusion de ces répliquons.Donc ça ce fait simultanément à plusieurs endroit sur la molécule d’ADN mais évidement sur toutes les molécules d’ADN ça ne se fait pas de façon simultanée.Comme vous le savez chez les eucaryotes les molécules d'ADN entourent des protéines histones de type nucléosides ou nucléosomiques. Il est évident pour que cette molécule d'ADN puisse être recopiée il faut évidemment qu'elles se soient déroulées en ce qui ralentit la lecture et donc la réplication chez les eucaryotes par rapport aux procaryotes. Comme je vous l'ai dit il existe plusieurs types d'ADN polymérase chez les eucaryotes en fait il en existe quatre types d'ADN polymérase qui vont intervenir dans la réplication :

- α que l'on appelait autrefois l'ADN polymérase I qui intervient essentiellement dans la synthèse du brin avancé, précos.

- β autrefois appelé ADN polymérase II, qui est une enzyme de réparation (qui intervient au niveau de la réplication.)

- γ appelées ADN polymérase III, qui intervient dans la réplication spécifiquement dans le génome mitochondrial.

- δ anciennement la IV qui est capable de synthétiser l’ADN sur les deux brins. (aussi bien dans le brin avancé que dans le brin retardé.)

Le système est le même il y a formation d'une amorce…Cas particulier le cas particulier de l'extrémité des chromosomes le problème majeur lors de la réplication de cette zone de l'ADN les télomères. Lors de la réplication de l’ADN,en particulier de cette région terminale des chromosomes le problème vien de fait qu’il vas ya avoir élimination potentiel de l'amorce d'ARN qui est la plus externe, à la longue pourrait entraîner un raccourcissement de l'ADN à chaque cycle de réplication. Si à chaque cycle de réplication on enlève un morceau d'ARN, au final après de nombreux cycle on aura des télomères qui ce raccourcirai au fur et à mesure. Donc pour que ceux-ci ne se produisent pas, il existe un système de protection de ces extrémités qui passe par une enzyme spécifique : La télomérase.La télomérase ajoute de façon spécifique des séquences des séquences thélomériques spécifiques : en 3’ du brin d'ADN. Et la particularité de ce système est que cette enzyme n'a pas besoin de matrice pour fonctionner. Elle en contient une sous forme d'ARN, à l’intérieur même de cette enzyme (c’est ce qu’on appel une rétrotrenscriptase) il y a un bout d'ARN qui va servir de matrice pour permettre la formation de cette extrémité. (Ça fonctionne exactement comme une transcriptase reverse qui existe chez certains virus), elle va ce mettre a l’extrémité 3’ du brin de l’ADN parentale et elle va en suite ajouter à l’extrémité du

chromosome un nombre variable d’une petit séquence d’ADN ( à 6 nucléotides) que l’on appel des séquences télomériques, qui (varie selon les espèces) est chez l’Homme TTA GGG (sur le brin 5’ 3’), même si il y a rien en face, grâce a l’ARN a l’intérieur elle va pouvoir en accrocher un certain nombre. Donc c’est cette succession de TTA GGG qui constitue le télomère. Bien sur il vas y avoir quelque chose en face, une synthèse d’un brin complémentaire qui est riche en C pour permettre d’avoir un brin d’ADN qui soit double, et pour synthétiser ce brin riche en C interviens une primase qui fonctionne avec certaines ARN apprêt il y a allongement (ARN polymérase) et la aussi c’est encore une ligase qui va permettre le lien entre les différent morceau. Apprêt hydrolyse de l’amorce d’ARN, la partie des télomères riches en C est toujours légèrement plus court que les télomères riches en G ce qui explique qu'à la fin il y a une région qui soit mono brin qui peut se retrouver éventuellement sous forme de (00.25.16) pour se protéger

des enzymes. Ces enzymes thélomérasiques qui ont généralement une activité réduite voire nul c’est ce qui explique le vieillissement des cellules, après plusieurs cycles de réplication les chromosomes se raccourcissent et ces régions thélomériques perdent leur extrémité (au moins partiellement) et deviennent instables (car les télomères servait à la protection de la molécule d’ADN, elle permettait sont attachement et la compartimentation du noyau).A l'inverse dans certaines types de cellules cancéreuses elles ont une activité thélomérasiques très élever ce qui provoque une reconstitution systématique de ces télomères ce qui fait que les cellules ne vieillissent jamais. Cette activité thélomérasiques qui est normalement faible et qui provoque le vieillissement cellulaire et qui est inhibé par des complexes protéiques. D’une manière générale, cette activité télomérasique est réprimé dans les cellules somatiques ( en particulier des les organismes multicellulaires) et ceci conduit à un raccourcissent progressif des chromosomes à chaque génération. Lorsque que la dégradation des télomères atteint des régions informatives la cellule va bien évidemment mourir.

Il existe bien évidemment lors de la réplication des possibilités d'erreur, ces erreurs sont peut fréquentes. Selon les espèces le taux d'erreur est variable et bien évidemment il existe un système de réparation. En particulier pendant la phase S de réplication chez les eucaryotes, l'ADN polymérase est capable de détecter une erreur, de les enlever, de les réparer. Si l’ADN polymérase n’a pas vue l’erreur, il se pourrait qu'il y est un mauvais appariement = mésappariement, entre deux bases qui sont non complémentaires, à l'endroit où il c’est former un mauvais appariement il y aura une forme de protubérances, cette protubérance va être dirigée vers l'extérieur de l'hélice et nous allons le voir il y aura toute une machinerie de réparation qui fait intervenir des complexes protéiques qui sont capables de réparer ce type de mutation. Ce complexe est composé d'un certain nombre de protéines en particulier la protéine mut en particulier la Mut S la Mut L et (la Mut H.)Escherichia coliLa détection se fait par la protéine mut S, La protéine Mut L coupe le brin au niveau du mauvais appariement, élimination de toute la région au tour de la protubérance,Il y aura des anzymes qui vont reformer le brin qui a était enlevé.Tout cela se passe en phase SIl existe également d'autres enzymes, systèmes de réparation (si une base en elle-même est altérée)

Une protéine mut L et elle recherche les zones d'interruption due à la protubérance qui seront re-synthétisées par l'ADN polymérase.. En dehors de cette phase il y a des enzymes (nucléases de réparation) qui reconnaissent des zones endommagées les éliminé et les remplacer. La mut H aussi interviens dans ce système.Lors d’une lésion importent, une interruption de la réplication. L'interruption de la réplication envoie un signal dans la cellule qui active toute une cascade de signaux à l’intérieur : réponse SOS qui comporte un certain nombre de protéine de réparation de l’ADN qui sont en temps normale inhibé.

En dehors de tout ces mécanismes de réparation, il existe toute une séries d’enzymes capables de reconnaitre non pas forcément les troue ou les mauvaises bases mais, des bases elles même qui sont altérés (au moment de la fabrication de la base il y a eu un dysfonctionnement) à ce moment là il y a des enzymes capable de reconnaitre ses bases, et vont les enlever et les remplacer.