Direction de la réplication

Une culture bactérienne synchrone est cultivée dans un milieu non radioactif. Au temps T= 0, les bactéries sont prélevées et cultivées pendant 2,5 min dans un milieu radioactif contenant de la thymidine tritiée (³H-dT) faiblement radioactive, puis 1 min dans un milieu contenant de la ³H-dT fortement radioactive. Les cellules sont ensuite immédiatement fixées, l'ADN est extrait et étalé sur une lame de microscope. La radioactivité est révélée et donne l'image suivante :

Autoradiographie obtenue après incorporation de thymidine tritiée faiblement puis fortement radioactive

Schéma d'interprétation

Question⚓

Représenter un schéma d'interprétation de cette autoradiographie

Solution ⚓

Sens de la réplication

Nombre de fourches

Combien de fourches de réplication observe-t-on ?

Choix attendu

Sens de la réplication

Que peut-on en déduire quant au sens de la réplication ?

Choix attendu

La réplication est unidirectionnelle sur un seul brin à partir de 2 origines.
La réplication est unidirectionnelle sur 2 brins à partir d'une même origine.
La réplication est bidirectionnelle sur 2 brins à partir d'une seule origine.

La zone la plus fortement radioactive (= correspondant à l'a thymidine fortement radioactive ajoutée en dernier) se trouve au niveau des fourches de réplication.

C'est donc à ce niveau qu'a lieu l'incorporation des nucléotides. On voit ici 2 fourches de réplication qui impliquent chacune les 2 brins d'ADN.

La réplication a donc été initiée en un point central et se poursuit dans les 2 directions au niveau des fourches qui s'éloignent l'une de l'autre.

Correction Recommencer

Vitesse de réplication

Vitesse de réplication en µm/min

Calculer la vitesse de réplication en µm.min^-1.

Seule la valeur numérique est attendue.

Pendant les 2,5 minutes de culture en milieu faiblement radioactif, 45 µm d'ADN ont été synthétisés soit 18 µm/min, ce qui est confirmé par la synthèse de 18 µm d'ADN pendant la minute de culture en milieu fortement radioactif.

Vitesse de réplication en nt/s

Sachant que 1 pb correspond à 0,34 nm, en déduire la vitesse en nucléotides par seconde.

Seule la valeur numérique entière est attendue.

882

Sachant que 1 pb correspond à 0,34 nm = 3,4.10^-4 µm, cela correspond à une vitesse de 18/3,4.10^-4 = 52941 nt/min = 882 nt/sec.

Correction Recommencer

Début de la réplication

Calculer le délai (en minutes) entre le début de la réplication et la fixation des cellules.

Donner une valeur décimale avec 1 chiffre après la virgule (valeur numérique uniquement)

5,2

La réplication est bidirectionnelle. On mesure la longueur d'ADN synthétisée depuis l'origine de réplication soit 30 + 45 + 18 = 93 µm.

Sachant que la vitesse est de 18 µm/min, il s'est donc écoulé 5,2 minutes entre le début de la réplication et la fixation des cellules.

Correction Recommencer

Milieu non radioactif

Quel serait l'aspect de l'autoradiographie si on replaçait les bactérien en milieu non radioactif pendant 5 minutes ?

Choix attendu

on ne verrait plus les fourches de réplication
18x5 = 90 µm supplémentaires seraient synthétisés au niveau de chaque fourche de réplication qui s'éloigneraient l'une de l'autremais ne seraient pas visibles car non radioactives.
les 2 zones de radioactivité droite et gauche seraient encore plus éloignées l'une de l'autre
Non, la réplication a lieu au niveau des fourches et non entre les 2
L'ADN radioactif apparaîtrait décalé vers le centre de la bulle de réplication

Si on replaçait les bactéries dans un milieu non radioactif pendant 5 minutes, 18x5 = 90 µm supplémentaires seraient synthétisés de part et d'autre de la fourche de réplication mais ne seraient pas visibles car non radioactif. La portion d'ADN radioactif serait donc décalée vers le centre de la bulle de réplication.

Correction Recommencer

En réalité, la vitesse de réplication se situe plutôt autour de 1500 nucléotides par seconde.

Temps de réplication du génome

Sachant que le génome d'E.coli fait 4,7.10⁶ pb, calculer le temps nécessaire à la réplication de la totalité de son chromosome bactérien.

Indiquer le résultat en minutes (nombre entier sans les unités)

La synthèse d'un brin se fait à la vitesse de 1500 nt.s^-1. Comme la synthèse se fait simultanément dans les 2 directions de la fourche de réplication, l'allongement global est de 3000 nt.s^-1. Les 4,7.10⁶ nucléotides du génome seront donc polymérisés en 4,7.10⁶/3000=1567 s = 26 minutes (valeur compatible avec la durée d'un temps de doublement en phase exponentielle).

Correction Recommencer

Schéma d'interprétation

Question⚓

Solution⚓

Sens de la réplication

Nombre de fourches

Votre choixChoix attenduRéponse

Sens de la réplication

Votre choixChoix attenduRéponse

Vitesse de réplication

Vitesse de réplication en µm/min

Vitesse de réplication en nt/s

Début de la réplication

Milieu non radioactif

Votre choixChoix attenduRéponse

Temps de réplication du génome

Solution ⚓

Choix attendu

Choix attendu

Choix attendu