T1_C1_2 La réplication de l’ADN

 T1_C1_2 La réplication de l’ADN

Préambule :

L'Histoire de la découverte de l'ADN : sa composition, sa structure et sa fonction

Chaque chromatide d’un chromosome est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes, les histones.  Cette association ADN/Histones forme la chromatine, une forme faiblement condensée de l’ADN permettant encore sa lecture ou sa recopie.

Les deux états de l'ADN : les chromatines

BILAN A2 : Au cours de la phase S de la mitose, l’ADN subit une recopie, appelée la réplication semi-conservative. Il s’agit de la formation de deux copies qui, en observant les règles d’appariement des bases complémentaires ( Adénine -Thymine ; Guanine - Cytosine), conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. 

Réplication sur deux générations g1 et g2
(en jaune : l'ADN parent ; en blanc : l'ADN néosynthétisé)

Cette synthèse d’ADN est assuré par un ensemble d’enzymes dont l’ADN polymérase. Le chromosome est alors formé de deux chromatides identiques, on parle de chromosome double ou bichromatidien.

Ainsi, les deux cellules provenant par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique. Dans les tissus somatiques, la succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques que l’on appelle des clones. 

PCR : une biotechnologie issue de la découverte des enzymes de la réplication

Notions fondamentales : réplication semi conservative, ADN polymérase, clone.

Objectifs : savoir comment relier l'échelle cellulaire (mitose, chromosomes) à l'échelle moléculaire (ADN).

Capacités

- Présenter une démarche historique sur l’identification ou la composition chimique des chromosomes.

- Calculer la longueur totale d’une molécule d’ADN dans un chromosome et de l’ensemble de l’ADN d’une cellule humaine ; comparer avec le diamètre d’une cellule. Calculer la longueur d’ADN de l’ensemble des cellules humaines.

- Exploiter les informations d’une expérience historique ayant permis de montrer que la réplication est un mécanisme semi-conservatif.

- Utiliser des logiciels ou analyser des documents permettant de comprendre le mécanisme de réplication semi-conservative.

- Observer des images montrant des molécules d'ADN en cours de réplication.

- Calculer la vitesse et la durée de réplication chez une bactérie (E. coli) et chez un eucaryote.

- Concevoir et/ou réaliser une réaction de PCR (amplification en chaîne par polymérase) en déterminant la durée de chaque étape du cycle de PCR. Calculer le nombre de copies obtenues après chaque cycle.