Molécule d’ADN circulaire distincte du chromosome principal et s’auto-répliquant. Transférables par conjugaison (majorité). Continent généralement des gènes favorables à la bactérie : Résistance à un antibiotique, facteur de pénétration cellulaire, … Expliquent souvent la virulence d’une souche de bactéries pathogènes.
3 étapes également :
1) Initiation : Formation d’un complexe entre une partie du ribosome, l’ARNt et les séquences initiatrices
2) Élongation : Grande sous-unité du ribosome s’attache au complexe. Un lien peptidique catalysé par l’enzyme unit les deux premiers acides aminés. Expulsion de l’ARNt vers le cytoplasme et progression du ribosome le long de l’ARNm sur une distance d’un codon.
3) Terminaison : Rencontre d’un codon stop, libération de la chaîne d’acides aminés du dernier ARNt. Nouveau peptide libéré dans le cytoplasme et ribosome redevient disponible pour synthétiser une nouvelle chaîne peptidique.
Synthèse d’un ARNm
-> partir de ribonucléotides isolés en prenant modèle sur un segment d’ADN. Requiert l’intervention d’une enzyme : L’ARN polymérase. Peut-être bloquée par plusieurs antibiotiques.
3 étapes :
1) Initiation : Promoteurs = Régions de l’ADN signalant le début de la transcription. Leur position détermine quel brin sera lu en premier (brin matriciel). ARN polymérase s’y fixe grâce au facteur σ (site actif) : Enzyme déroule la double hélice et amorce la synthèse d’ARN
2) Élongation : Après initiation, σ se dissocie de l’ARN polymérase et synthèse des nucléotides se poursuit. ARN polymérase lit le brin matriciel dans la direction 3’ -> 5’, et donc la chaîne d’ARN dans le sens 5’ -> 3’. Ce brin d’ARN se détache au fur et à mesure de sa synthèse, permettant à l’ADN de retrouver sa structure bicaténaire (double-brin)
3) Terminaison : ARN polymérase reconnaît signaux de terminaison de la chaîne (mal connus)
Principales étapes :
- Déspiralisation de la double hélice
- Écartement des deux brins complémentaires
- Formation d’une fourche de réplication
- Copolymérisation sur chacun des brins d’un brin complémentaire
- Réparation et liaison des fragments d’Okasaki
- Respiralisation des deux doubles hélices
Problèmes :
1) Deux brins d’ADN de la double-hélice antiparallèles : 5’->3’ pour l’un, 3’->5’ pour l’autre. Problème : ADN polymérase2 ne copolymérise que dans le sens 5’->3’. Le long du brin 3’ -> 5’ : Lecture normale. Le long du brin 5’->3’ : Fragmentation (fragments d’Okasaki, 2000 paires de nucléotides environ), lecture inverse et reconstruction par l’enzyme ligase
2) ADN polymérase ne peut initier la lecture sur un brin désapparié (brin « tout seul ») : Rappariement avec un brin d’ARN (Primer ou amorce pour l’enzyme) d’environ 200 à 300 nucléotides, dégradé ensuite et remplacé par des segments d’ADN Réplisome : Ensemble des enzymes intervenant dans la réplication. Mécanisme de réparation : D’un taux de fautes de 103 à 105 nucléotides, on passe à 1/107 chez les bactéries et 1/109-10 chez les eucaryotes.
Caractère semi-conservateur de la réplication
Plusieurs hypothèses formulées à la base :
- Conservatrice : Molécule initiale conservée, servant de modèle
- Semi-conservatrice : Deux brins de la molécule mère séparés et donnant lieu à une chaîne chacun (= bonne hypothèse)
- Dispersif : Cassage de la chaîne en plusieurs petits bouts
Expérience de Meselson et Stahl (1958) : Bactéries cultivées en présence de 15N plutôt que de 14N, plus lourd. En résulte un ADN lourd, 1% plus lourd que l’ADN normal. Culture bactérienne ensuite transférée dans milieu normal, le temps qu’elle ne se divise qu’une seule fois. Constatation : ADN nouvelle génération d’une densité intermédiaire entre l’ADN normal et l’ADN lourd : Confirme la validité de l’hypothèse semi-conservative.
2 alphabets : Nucléotidique (A-G-C-U) et polypeptidique (20 acides aminés). Passage de l’un à l’autre lors du transfert de l’information de l’ADN. 1 acide aminé = Triplet, suite de 3 nucléotides nommé codon (se lisent dans la direction 5’ -> 3’). 64 (4³) combinaisons possibles, donc 44 excédentaires (puisque 20 acides aminés) : Code « dégénéré » (minimise les effets des mutations). Code génétique commun à tous les êtres vivants.
