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Réplication de l'ADN
Comprendre que l'ADN se réplique de façon semi-conservative au cours de la phase S, et relier l'échelle cellulaire (mitose, chromosomes) à l'échelle moléculaire (ADN).
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Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- Chaque chromatide est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes.
- Au cours de la phase S, l'ADN subit une réplication semi-conservative : il se forme deux copies de la molécule initiale.
- Les règles d'appariement des bases font que chaque copie conserve la séquence des nucléotides de la molécule initiale.
- Les deux cellules issues par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique.
- La succession de mitoses produit un clone : un ensemble de cellules toutes génétiquement identiques.
- L'ADN polymérase est l'enzyme associée à ce mécanisme de réplication.
Les mots à connaître
- Réplication semi-conservative
- Mécanisme par lequel une molécule d'ADN forme deux copies qui, en respectant les règles d'appariement des bases, conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. Chaque copie conserve un brin de la molécule de départ.
- ADN polymérase
- Enzyme qui intervient dans la réplication de l'ADN : elle permet de fabriquer le nouveau brin en respectant l'appariement des bases avec le brin modèle.
- Phase S
- Étape du cycle cellulaire pendant laquelle l'ADN subit la réplication.
- Chromatide
- Structure constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes.
- Clone
- Ensemble de cellules toutes génétiquement identiques, obtenu par une succession de mitoses.
La méthode, étape par étape
- Repérer la molécule d'ADN initiale et la séquence des bases qu'elle porte.
- Identifier le suivi mis en place dans l'expérience, par exemple un marquage des brins.
- Observer la composition de chaque molécule après une première réplication.
- Conclure que chaque molécule fille contient un brin de la molécule initiale et un brin nouveau : c'est la réplication semi-conservative.
Des exemples résolus
Une réaction de PCR démarre avec une seule molécule d'ADN. Combien de copies obtient-on après 3 cycles ?
Correction
Chaque cycle double le nombre de copies présentes. Après n cycles, le nombre de copies est N = 2^n. Ici n = 3, donc N = 2^3 = 8. On obtient 8 copies d'ADN à partir d'une seule molécule de départ.
Explique pourquoi deux cellules issues par mitose d'une même cellule possèdent exactement la même information génétique.
Correction
Avant la mitose, l'ADN a été répliqué de façon semi-conservative. Chaque molécule initiale a servi de modèle : les bases se sont appariées selon les règles de complémentarité. Les deux molécules obtenues conservent donc la séquence des nucléotides de la molécule de départ. La mitose répartit ensuite une copie identique dans chaque cellule fille.
Les pièges à éviter
- Croire que la réplication fabrique deux molécules entièrement nouvelles : chaque copie conserve un brin de la molécule initiale, d'où le nom « semi-conservative ».
- Confondre réplication et mitose : la réplication est un mécanisme moléculaire qui copie l'ADN, la mitose est la division de la cellule.
Teste-toi
Que signifie l'expression « réplication semi-conservative » ?
Voir la réponse
C'est la formation de deux copies d'ADN qui, en respectant les règles d'appariement des bases, conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. Chaque copie garde un brin de la molécule de départ.
Le mot « semi-conservatif » signale que chaque molécule fille conserve une partie de la molécule initiale, à savoir un brin. Cela explique que l'information génétique reste identique d'une génération de cellules à l'autre.
On réalise 4 cycles de PCR à partir d'une seule molécule d'ADN. Combien de copies obtient-on ?
Voir la réponse
Après 4 cycles, on obtient 2^4 = 16 copies d'ADN.
Le nombre de copies double à chaque cycle : après n cycles, N = 2^n. Pour n = 4, N = 2 × 2 × 2 × 2 = 16.
Qu'appelle-t-on un clone ?
Voir la réponse
Un clone est un ensemble de cellules toutes génétiquement identiques, obtenu par une succession de mitoses.
Après la réplication de l'ADN, chaque mitose distribue une copie identique de l'information génétique aux cellules filles. En répétant les mitoses, on obtient des cellules génétiquement identiques, c'est-à-dire un clone.
Ce que tu vas découvrir
- Chaque chromatide est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes.
- Au cours de la phase S, l'ADN subit une réplication semi-conservative : il se forme deux copies de la molécule initiale.
- Les règles d'appariement des bases font que chaque copie conserve la séquence des nucléotides de la molécule initiale.
- Les deux cellules issues par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique.
Dans cette expérience
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- Consulter les définitions clés
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Pour quel niveau ?
- 1re
- Sciences de la vie et de la Terre
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