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Un exemple concret
Une cellule possède 46 chromosomes à une chromatide en phase G1. Après la phase S, elle a toujours 46 chromosomes, mais chacun compte deux chromatides identiques. La quantité d'ADN par cellule est donc passée de Q à 2Q avant la mitose.
Le piège à éviter
Ne dis pas que la réplication double le nombre de chromosomes : elle double la quantité d'ADN, mais chaque chromosome garde son identité et porte simplement deux chromatides sœurs.
Pour aller plus loin
La réplication commence en de nombreux points appelés origines de réplication. À chacun d'eux, les deux brins de la double hélice se séparent et forment un œil de réplication qui s'agrandit dans les deux sens. L'ADN polymérase parcourt chaque brin parental et assemble des nucléotides libres en respectant la complémentarité : A face à T, G face à C. Les nombreuses origines expliquent qu'un génome de plusieurs milliards de paires de bases soit copié en quelques heures.
Le modèle semi-conservatif a été établi par l'expérience de Meselson et Stahl en 1958. Des bactéries cultivées sur un azote lourd, puis transférées sur un azote léger, donnent après une génération un ADN de densité intermédiaire, puis après deux générations un mélange d'ADN intermédiaire et léger. Seul le modèle semi-conservatif prévoit ces résultats, ce qui élimine les modèles conservatif et dispersif.
La réplication est très fidèle, mais pas parfaite. De rares erreurs d'appariement échappent aux systèmes de réparation et deviennent des mutations transmises aux cellules filles. Ce point relie le chapitre de Première sur la transmission de l'information génétique à celui sur les mutations et la variabilité. Au programme, retiens aussi que la réplication assure la conservation de l'information au fil des mitoses : les deux cellules filles reçoivent un ADN identique à celui de la cellule mère, aux mutations près.
Ne pas confondre
- Transcription : La transcription copie une portion d'un seul brin d'ADN en ARN messager pour exprimer un gène, alors que la réplication copie la totalité de l'ADN en ADN.
- Mitose : La mitose répartit les chromatides entre deux cellules filles ; la réplication, qui la précède, fabrique ces chromatides.
Dans ta copie
Avant toute mitose, la cellule réplique son ADN pendant la phase S de l'interphase. Les deux brins de la double hélice se séparent et chacun sert de modèle à l'ADN polymérase, qui place les nucléotides complémentaires : A en face de T et G en face de C. La réplication est donc semi-conservative, comme l'a montré l'expérience de Meselson et Stahl. Chaque chromosome possède alors deux chromatides identiques, ce qui permet de transmettre la même information génétique aux deux cellules filles, à quelques erreurs près qui constituent des mutations.
À retenir
- La réplication a lieu pendant la phase S de l'interphase.
- Elle est semi-conservative : un brin ancien et un brin neuf par molécule.
- L'ADN polymérase respecte la complémentarité A-T et G-C.
- Les rares erreurs non réparées deviennent des mutations.
Teste-toi
SVT · question corrigée
Que signifie le caractère semi-conservatif de la réplication ?
Voir la réponse
Réponse A. Chaque double hélice fille associe un brin ancien, qui a servi de modèle, et un brin néosynthétisé.
SVT · question corrigée
Pendant quelle phase du cycle cellulaire l'ADN est-il répliqué ?
Voir la réponse
Réponse C. La synthèse d'ADN se déroule en phase S de l'interphase, entre G1 et G2.
Questions fréquentes
Pourquoi la quantité d'ADN passe-t-elle de Q à 2Q ?
Pendant la phase S, chaque molécule d'ADN est copiée une fois. La cellule contient donc deux fois plus d'ADN, réparti dans des chromosomes à deux chromatides, jusqu'à la séparation de l'anaphase.
Faut-il connaître l'expérience de Meselson et Stahl ?
Oui, c'est un classique des sujets. Tu dois savoir interpréter les bandes de densité obtenues après une et deux générations et montrer qu'elles valident uniquement le modèle semi-conservatif.
Notions liées
Pour réviser tout le chapitre, va sur la page SVT, ou retrouve toutes les définitions dans le lexique du bac. Dans l'application, les quiz reprennent ces notions sur le programme de ta série.