Mécanisme de réplication de l'ADN (expliqué à l'aide de diagrammes)

Mécanisme de réplication de l'ADN!

L'ensemble du processus de réplication de l'ADN peut être discuté en plusieurs étapes. Ces étapes nécessitent l'utilisation de plus d'une douzaine d'enzymes et de facteurs protéiques. Lors du premier mode de réplication semi-conservateur, le déroulement de la double hélice a lieu.

Ces deux brins sont facilement séparables car les liaisons hydrogène qui les retiennent sont très faibles contrairement à d'autres liaisons chimiques. Lorsque ces deux brins se séparent, chaque partie d'un brin constitue la partie complémentaire de l'autre brin.

Deux chaînes parentales ne se séparent pas complètement mais s'ouvrent à ce que l'on appelle la fourchette de réplication. En conséquence, opposé à A, T conviendrait, opposé à C; G viendrait et ainsi de suite. En raison de ce processus, la séquence nucléotidique exacte serait automatiquement formée.

Ainsi, il se produit une régénération de l'hélice de l'ADN, un brin de l'hélice d'origine se combinant avec un complément fraîchement formé pour constituer une molécule d'ADN bicaténaire. Ce type de réplication a également été appelé duplication de fermeture à glissière. Le mode de réplication de l'ADN décrit ci-dessus, vérifié ultérieurement par des expériences de différentes sortes.

Les détails de la réplication de l'ADN peuvent être discutés sous les en-têtes suivants:

1. Activation des désoxyribonucléosides:

Les quatre nucléosides de l'ADN, AMP, GMP, CMP et TMP, flottent librement dans le noyau. Elles sont toutes activées par l’ATP pour former des désoxyribonucléosides triphosphatases appelées ATP, GTP, CTP et TTP. L'enzyme requise à cette étape est la phosphorylase et cette étape est appelée phosphorylation.

2. Reconnaissance du point d’initiation:

A quel endroit de la réplication de la molécule d'ADN devrait commencer? À partir d'un point particulier, le déroulement de la molécule d'ADN commence. Ce point spécifique est appelé point d'initiation. Pour identifier le point d'initiation sur une molécule d'ADN, des protéines initiateurs spécifiques sont nécessaires.

Dans les virus et les procaryotes comme les bactéries, il ne peut y avoir qu’une origine de réplication. Chez les eucaryotes avec une grande molécule d’ADN, il peut y avoir de nombreux points d’initiation (origine) de la réplication qui finissent par se confondre.

3. Déroulement de la molécule d'ADN:

La double hélice de l'ADN se déroule et se déroule en un seul brin d'ADN en décomposant les liaisons hydrogène faibles. La dénaturation de l'hélice est facilitée par les hélicases enzymatiques. Des enzymes appelées topoisomérases coupent et rejoignent un brin d’ADN, ce qui facilite la séparation de l’hélice de l’ADN.

Si deux cordes fortement entrelacées sont séparées en appliquant une force, les deux brins de cordes inter-vinifient dès que l'application de la force est arrêtée. Et si l'un des brins de la corde entremêlée est coupé, la tension est dissipée et deux brins ne parviennent pas à se rejoindre.

Les enzymes telles que les topoisomérases soulagent ainsi la tension des brins d'ADN et deux brins d'hélice sont séparés. En fait, en raison de cette décompression de la réplication de l'ADN double brin, des bulles se forment qui se prolongent ensuite sous la forme d'une fourche de réplication en forme de Y. Chez les bactéries et de nombreux phages d'ADN, cette extension est bidirectionnelle.

4. Formation de l'amorce d'ARN:

L'ARN polymérase dirigée par l'ADN forme l'amorce d'ARN. Il est comparativement plus facile d'ajouter une amorce déjà existante appelée amorce formée à partir d'une matrice d'ADN (figure 6.17). Ceci est accompli par la thèse d'un court segment d'amorce d'ARN.

Cela produit une extrémité 3 'hydroxyle sur la séquence de ribonucléotides, à laquelle sont ajoutés des désoxyribonucléotides. L'amorce d'ARN est finalement éliminée par voie enzymatique en laissant un vide dans le brin désoxyribonucléotidique nouvellement synthétisé. Cet écart doit être comblé.

Formation de nouvelles chaînes d'ADN:

L'enzyme ADN polymérase ne peut polymériser les nucléotides que dans la direction 5′-3 '. L’ADN polymérase est responsable de la condensation de désoxyribonucléotide dirigée par la matrice

les triphosphatases. La synthèse du nouveau brin complémentaire provient de l'extrémité 3 'OH de l'amorce, provoquant une extension ou une croissance dans la direction 5' - 3 '.

Comme les deux brins d'ADN sont dans une direction antiparallèle, ils doivent être synthétisés par croissance se produisant dans une direction opposée. L'addition de désoxyribonucléotides est réalisée par l'ADN polymérase en présence d'ATP.

L'enzyme synthétise un nouveau brin dans une pièce continue dans la direction 5′-3 ′ et est appelé brin conducteur. Sur l’autre brin d’ADN, l’enzyme forme à nouveau des fragments d’ADN dans la direction 5′-3 ’à partir de l’amorce d’ARN.

L'amorce est formée à l'aide de l'enzyme primase. Les petits segments sont appelés fragments d'Okazaki. Ils sont réunis pour produire un brin fille continu. Avec l’aide de la DNA ligase «(jonction)». Ce brin s’appelle brin en retard.

Enlèvement des amorces d'ARN:

Une fois que les petits fragments de fragments d'Okazaki ont été formés, l'amorce d'ARN est retirée de l'extrémité 5 'l'une après l'autre par l'activité exonucléase de l'ADN polymérase.

Lecture de preuve et réparation de l'ADN:

La spécificité de l'appariement des bases assure une réplication exacte. D'une manière ou d'une autre, il est possible que de mauvaises bases parviennent à une fréquence rare de une sur 10 000. Ces bases mal introduites peuvent être éliminées par l'activité de l'enzyme ADN polymérase.

Même les bases erronées introduites dans l'hélice de l'ADN par mutation (échappée par le mécanisme de relecture de l'ADN) peuvent être identifiées et corrigées par des enzymes de réparation. Ces enzymes de réparation (par exemple, les nucléases) coupent le segment de défection de l’ADN et introduisent et relient (par l’enzyme ligase) le segment correct normal.

Un autre dommage réparable est l’irradiation UV. Dans de tels cas, des pyrimidines telles que la thymine forment un dimère de thymine. La formation d'un tel dimère bloque la réplication. Un tel défaut peut être réparé de manière enzymatique, ce qui excise le dinucléotide TT défectueux. Le défaut est ensuite corrigé par insertion enzymatique du complément de nucléotide correct.