- Replication de l'ADN et fourche de réplication
- Réplication unidirectionnelle et bidirectionnelle
- Enzymes impliquées
- Début de la réplication et formation des épingles à cheveux
- Allongement et mouvement de la fourche
- Résiliation
- La réplication de l'ADN est semi-conservatrice
- Le problème de la polarité
- Comment fonctionne la polymérase?
- Production de fragments d'Okazaki
- Références
La fourche de réplication est le point où se produit la réplication de l'ADN, on l'appelle également le point de croissance. Il est en forme de Y et, au fur et à mesure de la réplication, l'épingle à cheveux se déplace à travers la molécule d'ADN.
La réplication de l'ADN est le processus cellulaire qui implique la duplication du matériel génétique dans la cellule. La structure de l'ADN est une double hélice, et pour reproduire son contenu, il doit être ouvert. Chacun des brins fera partie de la nouvelle chaîne d'ADN, car la réplication est un processus semi-conservateur.
Source: Masur basé sur Gluon (version espagnole par Alejandro Porto)
La fourche de réplication se forme précisément entre la jonction entre la matrice ou les brins de matrice nouvellement séparés et l'ADN duplex qui n'a pas encore été dupliqué. Lors du lancement de la réplication de l'ADN, l'un des brins peut être facilement dupliqué, tandis que l'autre brin est confronté à un problème de polarité.
L'enzyme chargée de polymériser la chaîne - l'ADN polymérase - ne synthétise le brin d'ADN que dans la direction 5'-3 '. Ainsi, un brin est continu et l'autre subit une réplication discontinue, générant des fragments d'Okazaki.
Replication de l'ADN et fourche de réplication
L'ADN est la molécule qui stocke les informations génétiques nécessaires pour tous les organismes vivants - à l'exception de certains virus.
Cet énorme polymère composé de quatre nucléotides différents (A, T, G et C) réside dans le noyau des eucaryotes, dans chacune des cellules qui composent les tissus de ces êtres (sauf dans les globules rouges matures de mammifères, qui manquent coeur).
Chaque fois qu'une cellule se divise, l'ADN doit se répliquer afin de créer une cellule fille avec du matériel génétique.
Réplication unidirectionnelle et bidirectionnelle
La réplication peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle, selon la formation de la fourche de réplication au point d'origine.
Logiquement, dans le cas d'une réplication dans un sens, une seule épingle à cheveux est formée, tandis qu'en réplication bidirectionnelle, deux épingles à cheveux sont formées.
Enzymes impliquées
Pour ce processus, une machinerie enzymatique complexe est nécessaire, qui fonctionne rapidement et qui peut répliquer l'ADN avec précision. Les enzymes les plus importantes sont l'ADN polymérase, l'ADN primase, l'ADN hélicase, l'ADN ligase et la topoisomérase.
Début de la réplication et formation des épingles à cheveux
La réplication de l'ADN ne commence à aucun endroit aléatoire de la molécule. Il existe des régions spécifiques de l'ADN qui marquent le début de la réplication.
Dans la plupart des bactéries, le chromosome bactérien a un seul point de départ riche en AT. Cette composition est logique, car elle facilite l'ouverture de la région (les paires AT sont reliées par deux liaisons hydrogène, tandis que la paire GC par trois).
Lorsque l'ADN commence à s'ouvrir, une structure en forme de Y se forme: la fourche de réplication.
Allongement et mouvement de la fourche
L'ADN polymérase ne peut pas démarrer la synthèse de chaîne fille à partir de zéro. Vous avez besoin d'une molécule qui a une extrémité 3 'pour que la polymérase ait un endroit pour commencer la polymérisation.
Cette extrémité 3 'libre est offerte par une petite molécule nucléotidique appelée amorce ou amorce. Le premier agit comme une sorte de crochet pour la polymérase.
Au cours de la réplication, la fourche de réplication a la capacité de se déplacer le long de l'ADN. Le passage de la fourche de réplication laisse deux molécules d'ADN à bande unique qui dirigent la formation des molécules filles à double bande.
L'épingle à cheveux peut avancer grâce à l'action des enzymes hélicases qui déroulent la molécule d'ADN. Cette enzyme rompt les liaisons hydrogène entre les paires de bases et permet à l'épingle à cheveux de bouger.
Résiliation
La réplication est terminée lorsque les deux épingles à cheveux sont à 180 ° C de l'origine.
Dans ce cas, nous parlons de la façon dont le processus de réplication circule dans les bactéries et il est nécessaire de mettre en évidence l'ensemble du processus de torsion de la molécule circulaire que la réplication implique. Les topoisomérases jouent un rôle important dans le déroulement de la molécule.
La réplication de l'ADN est semi-conservatrice
Vous êtes-vous déjà demandé comment se produit la réplication dans l'ADN? En d'autres termes, une autre double hélice doit émerger de la double hélice, mais comment cela se produit-il? Pendant plusieurs années, c'était une question ouverte aux biologistes. Il pourrait y avoir plusieurs permutations: deux anciens brins ensemble et deux nouveaux brins ensemble, ou un nouveau brin et un ancien pour former la double hélice.
En 1957, les chercheurs Matthew Meselson et Franklin Stahl ont répondu à cette question. Le modèle de réplication proposé par les auteurs était le semi-conservateur.
Meselson et Stahl ont soutenu que le résultat de la réplication est deux molécules d'ADN à double hélice. Chacune des molécules résultantes est constituée d'un ancien brin (de la molécule mère ou initiale) et d'un nouveau brin nouvellement synthétisé.
Le problème de la polarité
Comment fonctionne la polymérase?
L'hélice d'ADN est composée de deux chaînes qui fonctionnent de manière antiparallèle: l'une va dans la direction 5'-3 'et l'autre 3'-5'.
L'enzyme la plus importante dans le processus de réplication est l'ADN polymérase, qui est responsable de catalyser l'union des nouveaux nucléotides qui seront ajoutés à la chaîne. L'ADN polymérase ne peut étendre la chaîne que dans la direction 5'-3 '. Ce fait empêche la duplication simultanée des chaînes dans la fourche de réplication.
Parce que? L'addition de nucléotides se produit à l'extrémité libre 3 'où se trouve un groupe hydroxyle (-OH). Ainsi, un seul des brins peut être facilement amplifié par l'addition terminale du nucléotide à l'extrémité 3 '. C'est ce qu'on appelle un brin conducteur ou continu.
Production de fragments d'Okazaki
L'autre brin ne peut pas être allongé, car l'extrémité libre est le 5 'et non le 3' et aucune des polymérases ne catalyse l'addition de nucléotides à l'extrémité 5 '. Le problème est résolu avec la synthèse de plusieurs fragments courts (de 130 à 200 nucléotides), chacun dans le sens normal de réplication de 5 'à 3'.
Cette synthèse discontinue de fragments se termine par l'union de chacune des parties, une réaction catalysée par l'ADN ligase. En l'honneur du découvreur de ce mécanisme, Reiji Okazaki, les petits segments synthétisés sont appelés fragments d'Okazaki.
Références
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