La réplication de l’ADN

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Classe(s) : 1re Générale | Thème(s) : Réplication de l'ADN et divisions cellulaires eucariotes
 

Les chromatides d’un chromosome sont identiques. Elles sont synthétisées au cours de la phase S de l’interphase.

I L’ADN polymérase et la réplication

 

05222_C01_F02_01Doc1 Une molécule d’ADN

 

L’ADN est une molécule constituée de deux brins formés de nucléotides (nucléotides à adénine (A), thymine (T), guanine (G) et cytosine (C)). Ces deux brins sont complémentaires : les adénines d’un brin sont associées aux thymines de l’autre et les guanines aux cytosines.

La réplication est réalisée par une enzyme : l’ADN polymérase. Elle a lieu en plusieurs étapes.

mot clé

Enzyme : voir chapitre 2.

II Les étapes de la réplication

 

Doc2 Les étapes de la réplication05222_C01_F02_02

 

Cette enzyme sépare ponctuellement les deux brins d’une molécule d’ADN. Cela forme une structure appelée fourche de réplication (1).

Elle se déplace ensuite le long de la molécule d’ADN et associe à chaque nucléotide le nucléotide complémentaire (2).

Chaque brin initial sert donc de matrice au brin nouvellement synthétisé. On passe donc d’une molécule d’ADN à deux molécules génétiquement identiques (3).

Un chromosome va être répliqué par plusieurs ADN polymérases simultanément, ce qui accélère la vitesse de réplication de l’ADN de la cellule.

Pendant la phase S, un chromosome double donc la quantité d’ADN qu’il contient, cependant l’information génétique reste inchangée. Elle devient juste présente en deux exemplaires.

Chaque nouvelle molécule d’ADN est formée d’un brin présent initialement avant la réplication et d’un brin néosynthétisé, on dira donc que la ­réplication est semi-conservative.

Méthode

Déterminer la durée de la réplication par l’ADN polymérase

Escherichia coli est une bactérie intestinale commune.

Le tableau suivant ­décrit quelques caractéristiques de son génome et de sa réplication.

En combien de temps l’ADN polymérase de la bactérie Escherichia coli peut-elle répliquer l’intégralité du chromosome bactérien ?

Doc Quelques caractéristiques du génome et de l’ADN ­polymérase d’Escherichia coli

Type de chromosome

Circulaire

Nombre de chromosomes

1

Longueur du chromosome

1,87 × 106 nm

Distance entre deux paires de nucléotides

0,34 nm

Vitesse moyenne de l’ADN ­polymérase bactérienne

500 paires de nucléotides par seconde

conseils

Étape 1 Calculer le nombre de paires de nucléotides total dans le chromosome de la bactérie.

Étape 2 Utiliser les données de vitesse de l’enzyme pour déterminer la durée de la réplication.

Étape 3 Conclure.

solution

Étape 1 1,87 × 106 × 0,34 = 5,5 × 106

Il y a donc 5,5 millions de paires de nucléotides dans le génome d’Escherichia coli.

Étape 2 5,5 × 106 ÷ 500 = 1,1 × 104

Il faut donc 11 000 secondes soit environ 3 heures.

Étape 3 Une ADN polymérase de la bactérie Escherichia coli est donc capable de répliquer l’intégralité du chromosome bactérien en 3 heures.