La réplication de l'ADN correspond à la duplication du matériel génétique, car l'ADN fait une copie de lui-même. Les deux brins qui composent la molécule se séparent et guident la formation de brins complémentaires qui vont les rejoindre.
Le cycle cellulaire peut être divisé en deux moments: l'interphase et la division cellulaire, par exemple la mitose. L'interphase, à son tour, est la phase la plus longue car elle présente la réplication de l'ADN et les intervalles avant et après la duplication du matériel génétique.
Qu'est-ce que la réplication de l'ADN ?
L'ADN, qui dans les cellules eucaryotes est situé dans le noyau, contient toute l'information génétique d'un être et son processus de duplication est important pour la croissance, la reproduction et la réparation des cellules.
Une molécule d'ADN est formée de deux brins qui se complètent. Par exemple, si nous avons une bande F et une autre F outra, dans le processus de réplication, les bandes se séparent et servent de moules pour la formation de bandes complémentaires. Par conséquent, la séquence nucléotidique de F détermine la séquence d'un nouveau brin F' et F' indique la composition d'un nouveau brin F.
Avant que les cellules ne se forment lors de la division cellulaire, le contenu de la cellule mère doit subir une duplication pour être distribué. Par conséquent, avec la réplication de l'ADN, il est garanti que les cellules filles recevront la même information génétique.
Structure de l'ADN
O ADN, un double brin en forme de spirale (double hélice), est un acide nucléique formé de bases azotées, du pentose désoxyribose et du groupement phosphate. Cette structure est reliée par des liaisons hydrogène entre les bases azotées, Adénine (A), Thymine (T), Cytosine (C) et Guanine (G), qui forment les paires A-T et C-G.
Les liaisons phosphodiester maintiennent les nucléotides ensemble dans la molécule d'ADN. Les extrémités d'un brin d'ADN sont classées en 5' et 3' car elles correspondent au nombre de carbones. de pentose où se trouvent le groupe phosphate et le groupe hydroxyle (OH) qui se joignent par une liaison. phosphodiester. À l'extrémité 5' se trouve un groupe phosphate libre et à l'extrémité 3' se trouve un hydroxyle libre.
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Processus de réplication de l'ADN
En bref, la réplication de l'ADN se produit dans le sens 5' → 3' et les brins sont séparés par l'action de enzymes, qui rompent les liaisons entre les bases azotées et déroulent les chaînes, ouvrant le double hélice.
Au fur et à mesure que l'ADN se déroule, d'autres enzymes agissent en catalysant la synthèse de deux nouvelles séquences en utilisant les brins parents comme matrice. Chaque brin créé rejoint un brin original d'ADN. Par conséquent, le processus est classé comme semi-conservateur.
L'ADN est une molécule à double hélice et, pour la dupliquer, la première étape consiste à déballer cette structure par l'action de l'enzyme ADN hélicase. L'hélicase reconnaît l'origine de réplication et agit en rompant les liaisons hydrogène dans les bases azotées A-T et C-G. Ce processus se produit à divers endroits et forme des "bulles de réplication".
Au fur et à mesure que les liens se dénouent, c'est comme une ouverture de fermeture éclair, donc cette étape fait apparaître une structure en forme de Y appelée fourche de réplication, le point de départ de la duplication.
L'enzyme primase est responsable de la synthèse d'une partie de l'ARN, appelée le apprêt. A ce stade plusieurs amorces sont générés et rejoignent la chaîne pour initier la synthèse d'ADN.
L'enzyme ADN polymérase est l'enzyme de réplication responsable de l'extension de la nouvelle chaîne en ajoutant des bases (A, C, G et T). Cette étape est dirigée de l'extrémité 5', avec un groupe phosphate, vers l'extrémité 3', avec un groupe hydroxyle. Cette phase est appelée réplication continue.
Entre le amorces attachés au brin d'origine, plusieurs morceaux d'ADN sont attachés et sont appelés fragments d'Okazaki. Comme les sections devront être jointes plus tard, cette phase est appelée retardée.
L'enzyme exonucléase est responsable de l'élimination des amorces des bandes originales après formation des bandes continues et discontinues. Pour éviter les erreurs de séquençage, une revue et, si nécessaire, une correction est effectuée par une autre exonucléase.
L'enzyme ADN ligase provoque la jonction des fragments d'ADN et le séquençage de l'ADN en deux brins continus.
Exercices sur la réplication de l'ADN
Utilisez les questions suivantes pour tester vos connaissances sur ce que vous venez d'apprendre sur la réplication de l'ADN.
question 1
Pourquoi la réplication de l'ADN est-elle considérée comme un processus semi-conservateur ?
Réponse:
La réplication est considérée comme un processus semi-conservateur, car les molécules d'ADN après duplication sont constitué d'une bande originale et d'une autre bande complémentaire formée en utilisant la bande originale comme mouler.
question 2
Nommez au moins trois enzymes qui jouent un rôle dans la réplication de l'ADN et quel rôle elles jouent.
Réponse:
ADN hélicase: décompresse la structure de l'ADN en défaisant les liaisons hydrogène entre les bases azotées de la molécule pour initier la réplication.
ADN primase: responsable de la synthèse des portions d'ADN, appelées amorces, qui vont se lier au brin original d'ADN.
ADN polymérase: enzyme de réplication responsable de l'extension du nouveau brin formé lors de la réplication.
question 3
Observez les étapes du processus de réplication de l'ADN.
JE. Création de fourches de réplication
II. Liaison de nucléotides libres
III. Synthèse et couplage de amorces
IV. Lier des fragments et former un brin d'ADN
La séquence correcte selon l'ordre dans lequel elles se produisent dans la duplication est :
a) II, I, IV et III
b) I, III, II et IV
c) III, II, IV et I
d) I, II, III et IV
Alternative correcte: b) I, III, II et IV.
JE. Création de fourches de réplication. Les enzymes hélicase commencent le processus en séparant les brins d'ADN.
III. Synthèse et couplage de les amorces, qui sont des morceaux d'ARN qui agissent comme des initiateurs de duplication.
II. Liaison nucléotidique libre. Les enzymes polymérases lient les nucléotides libres aux amorces.
IV. Liaison de fragments et formation d'un brin d'ADN. La liaison est effectuée par les enzymes ligases.
question 4
Lors de la séparation de la double hélice d'une molécule d'ADN, il y a la séquence suivante de bases azotées d'un des brins qui servira de matrice: ATCGGTA
La séquence de brin complémentaire qui sera produite pour se lier au brin d'origine est :
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Alternative correcte: c) TAGCCAAT.
Les bases azotées forment toujours les mêmes paires lorsqu'elles se lient, c'est-à-dire que la thymine se lie à l'adénine (A-T) et la guanine se lie à la cytosine (G-C).
Ainsi, une séquence de bases azotées ATCGGTTA se liera à la séquence TAGCCAAT, selon la lettre c.
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