(versions anglaises)
1S
Réplication (de l'ADN)
(animation montrant la complexité de la réplication au niveau d'une fourche)La molécule d’ADN venant du bas à droite de l’animation est déroulée par l’hélicase - en bleu - en rotation à la vitesse d’un moteur de jet. Les deux brins de l’ADN sont ensuite maintenus séparés. L’un des deux brins forme une boucle à gauche.
Cette fois, l’ADN provient de la gauche.
Deux des trois molécules d’ADN polymérase, en vert, travaillent en ajoutant des nucléotides complémentaires de chaque brin d’ADN dans le sens 3’-> 5’ (c’est-à-dire qu’ils ajoutent les nucléotides sur l’extrémité 3’ du brin en formation). Pour l’un des brins - à droite-, l’ADN polymérase travaille donc dans le même sens que la progression de l’hélicase (3’->5’). Pour l’autre brin, par contre, l’ADN polymérase doit fonctionner en arrière et par morceaux sur la boucle du second brin d’ADN.
Remarque : cette animation ne montre ni les nucléosomes (qui, chez les eucaryotes, doivent être désassemblés en amont de la zone de réplication puis reformés en aval) ni les très nombreuses molécules intervenant dans la stabilisation de la chaîne, la vérification de la réplication...etc.
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Chromosomes : compaction de l'ADN au niveau des chromosomes
Le processus commence lorsque l’ADN est enroulé autour de protéines spéciales appelées histones. La boucle formée de l’ADN et des protéines est appelée un nucléosome.
Ensuite, les nucléosomes sont empaquetés dans un filament et le résultat est une fibre apellée chromatine.
Cette fibre forme ensuite des boucles qui s’enroulent plusieurs fois conduisant ainsi finalement à la forme familière des chromosomes qui peuvent être vus dans le noyau des cellules en cours de division.
Les chromosomes ne sont pas toujours présents : ils se forment au moment où la cellule entre en division, lorsque les deux copies de l’ADN ont besoin d’être séparées.
Remarques:
C’est l’ADN total d’une cellule humaine qui fait environ 1,83 m, mais il y a 46 chromosomes contenant chacun une molécule d’ADN par chromatide. Chaque molécule d’ADN mesure donc plutôt quelques cm. Les histones ne sont pas les seules protéines du chromosome et de la fibre chromatinienne : il existe notamment de nombreuses molécules de topoisomérase. Il est important de bien préciser que la substance trouvée dans le noyau à l’interphase est la chromatine et correspond à un assemblage d’ADN et de protéines représenté par la fibre chromatinienne.
De même, comme cela est correctement dit, les chromosomes ne sont pas des structures permanentes des cellules eucaryotes, alors que l’on pourrait dire que la fibre chromatinienne l’est, soit sous forme déroulée en interphase, soit sous forme compactée en chromosome lors de la mitose.
Transcription
La transcription se fait dans le sens 3’->5’ sur le brin transcrit par ajout de ribonucléotides à l’extrémité 3’ de la molécule d’ARN.
La transcription représentée ici ne montre pas les nucléosomes qui doivent être démontés et remontés au cours de la progression de l’ARN polymérase.
La terminaison se fait de différentes manières soit par la rencontre de séquences spécifiques, soit par la rencontre avec un facteur de terminaison.
L’ARN synthétisé dans le noyau va d’abord subir des transformations comme l’épissage avant de migrer dans le cytoplasme par les pores nucléaires.
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Traduction
La traduction commence par la fixation de la petite sous-unité ribosomale à l’ARNm suivie de la grosse unité du ribosome.
La traduction progresse par l’arrivée des ARN de transfert ici en vert porteurs des aa colorés en rouge qui vont composer la chaîne polypeptidique. L’ARNm est lu codon par codon. En coupe, on distingue 3 emplacements pour l’ARNt qui sont occupés successivement par le même ARNt au fur et à mesure de l’avancée du ribosome.
Chaque ARNt porteur de son aa vient se fixer par son anticodon à l’ARNm dans le premier site ribosomal. Chaque ARNt transporte un aa sous forme activée grâce à un apport d’énergie.
La chaîne polypeptidique en formation est libérée progressivement dans le cytoplasme et se replie selon ses différents niveaux de structure. Elle n’adopte sa conformation définitive qu’une fois libre et parfois avec l’aide de molécules chaperons.
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Kinétochore et microtubules kinétochoriens (lors de la mitose)
Les deux chromatides sont attachées entre elles par des cohésines.
Le kinétochore - en rouge- est un complexe protéique de grande taille qui attache chaque chromatide aux microtubules kinétochoriaux qui peuvent glisser le long des microtubules du fuseau de division.
Les microtubules croissent sans arrêt au pôle + au niveau du kinétochore par polymérisation de sous-unités protéiques de tubuline. Et se dépolymérisent au pôle - au niveau des centrosomes.
Lorsque le chromosome est correctement positionné dans le plan équatorial de la cellule et que la tension adéquate est atteinte, un signal d’arrêt (en vert) est envoyé le long des microtubules.
Les protéines orange se déplaçant vers la gauche sont des moteurs moléculaires de type kinésine qui transportent des molécules. Les protéines vertes marchant vers la droite et s’éloignant du kinétochore transportent les signaux d’arrêt de la croissance des microtubules. Les moteurs moléculaires en bleu lient les microtubules entre eux.
Lorsque tous les kinétochores envoient simultanément un signal d’arrêt, il y a rupture des cohésines liant les chromatides qui se séparent alors par raccourcissement et glissement des microtubules kinétochoriens : c’est l’anaphase.
En télophase les kinétochores disparaissent progressivement lors de la décompaction de la chromatine et la disparition des chromosomes.
