PLAN: La phase S du cycle cellulaire
LE 1 ET LE 2 SONT JUSTE A LIRE
La phase S
Les hélicases sont des protéines qui utilisent l'énergie d'hydrolyse de l'ATP ou du GTP pour catalyser l'ouverture d'acides nucléiques (ADN ou ARN) appariés sous forme double brins.
L’empaquetage protéique qui entoure chaque région de cet ADN doit, lui aussi, être reproduit tout en vérifiant que les cellules filles hériteront bien de tous les caractères de la structure des chromosomes.
L'événement central dans la duplication des chromosomes (la réplication de l'ADN) pose deux problèmes à la cellule
– En premier, la réplication doit se faire avec une extrême exactitude pour minimiser les risques de mutation dans la génération cellulaire suivante
– En second, chaque nucléotide du génome doit être recopié une fois, et seulement une, pour éviter les effets délétères de l'amplification génique
1) S-Cdk initie la réplication de l'ADN une fois par cycle
Au cours de la phase S, l'initiation de la réplication de l'ADN commence à ces origines quand une hélicase à ADN déroule la double hélice à l'origine et charge les enzymes de réplication de l'ADN sur les deux brins séparés d'ADN qui serviront de matrice
Cela conduit à la phase d'élongation de la réplication, pendant laquelle la machinerie réplicative avance en s'éloignant de l'origine de réplication à partir de deux fourches de réplication.
Pour s’assurer que la duplication du chromosome ne se fasse qu’une fois par cycle cellulaire la phase d’initiation de la réplication de l’ADN est divisée en 2 étapes distinctes qui ont lieu à des moments différents du cycle cellulaire.
Première étape :
A lieu en fin de mitose et au début de G1 quand une paire d’hélicase à ADN inactive est chargée sur l’origine de réplication formant un volumineux complexe de protéines, appelé complexe pré-réplicatif ou pré-RC
Cette étape est parfois appelée autorisation des origines de réplication, car l'initiation de la synthèse d'ADN n'est permise qu'aux origines qui comportent un pré-RC
Seconde étape :
A lieu en phase S, quand les hélicases à ADN sont activées résultant en un déroulement de l’ADN et l’initiation de la synthèse d’ADN
Une fois qu’une origine de réplication a été (mise à feu) activée de cette façon les deux hélicases s’éloignent de l’origine de réplication en même temps que les fourches de réplication et cette origine ne pourra pas être réutilisée tant qu’il ne se sera pas assemblé un nouveau pré-RC à cet endroit à la fin de la mitose
ORC : c’est un volumineux complexe multi-protéique appelé complexe de reconnaissance de l’origine. Le très gros complexe qui en résulte est le pré-RC et l’origine de réplication a maintenant l’autorisation d’initier la réplication.
Contrôle de l’initiation de la réplication de l’ADN :
Pendant que S-Cdk initie la réplication de l’ADN plusieurs mécanismes empêchent l’assemblage de nouveaux pré-RC.
En fin de G1 l’activation de l’APC/C aide à arrêter l’assemblage du pré-RC. En fin de mitose et au début de la phase G1 l’APC/C déclenche la destruction d’un inhibiteur de Cdt1 appelé, la géminine, permettant ainsi à Cdt1 d’être actif. Quand APC/C s’arrête en fin de phase G1, la géminine s’accumule et inhibe la Cdt1 qui n’est pas associé à de l’ADN.
Renouvellement du cycle cellulaire pour permettre la réplication lors du cycle suivant ?
A la fin de la mitose, l’activation d’APC/C déclenche l’inactivation des Cdks et la destruction de la géminine. Les composantes du pré-RC et Cdc6 sont alors déphosphorylées et Cdt1 est activée, ce qui permet l’assemblage du complexe pré-RC qui prépare la cellule à la prochaine phase S. 2) La duplication des chromosomes nécessite la duplication de la structure de la chromatine
Il y a une augmentation de la production des protéines de la chromatine. 3) Les cohésines maintiennent ensemble les deux chromatides sœurs
La cohésine est un gros complexe protéique qui assure la cohésion des chromatides sœurs, elle est déposé à de nombreuse endroits le long de chaque chromatide sœurs lors de la réplication de l’ADN pendant la phase S
Elle forme des structures géantes ressemblant à des anneaux qui entourent les 2 chromatides sœurs.
La cohésine est un complexe protéique composé de 4 sous-unités. Deux sous-unités supp viennent connecter les domaines de tête de l’ATPase formant ainsi une structure en anneau qui peut encercler les chromatides sœurs.
Enseignement de la phase S du cycle cellulaire pour la faculté de médecine