Réplication d’ADN Pr B.AIT ABDELKADER

Phase S La réplication d’ADN assure que chaque cellule fille aura un ensemble complet de molécules d’ADN. Durant la réplication d’ADN, les molécules d’ADN se séparent en deux brins, et ensuite produisent deux brins complémentaires en suivant les règles de bases complémentaires. Chaque brin de double hélice sert de modèle pour le nouveau brin.

La réplication est semi-conservatrice chaque brin de la double hélice devient une partie d’une autre double hélice. Chaque côté du brin d’ADN original devient un brin modèle duquel un nouveau brin complémentaire se forme.

Modèle semi-conservatif

Processus de réplication L’ADN se dégrafe afin de faire des copies. En premier, l’ADN se déroule et les liaisons d’hydrogène entre les deux brins sont brisés. Ce processus est possible à l’aide d’enzymes nommés hélicases. Des protéines fixatrices de brins simples empêchent les brins de se rejoindre, ce qui créé une Bulle de replication

Des bulles de réplication se forment à différents endroits tout au long de la molécule d’ADN, ce qui accélère le processus de réplication. Chaque moitié de bulle de réplication est nommée une fourche de réplication (Y).

Fourche de réplication La fourche permet l’ajout de nucléotides. Ce n’est cependant pas aussi facile que le montre la figure à côté.

Le réplicon est l’unité de réplication de l’ADN eucaryote, il contient une origine et une terminaison En effet l’ADN peut être répliqué à plusieurs endroits en même temps, Les réplicons sont des segments de taille variant de 30 000 à 150 000 bases . La polymérisation est unidirectionnelle,

La réplication du brin directeur Une fois que les brins sont déroulés et séparés (par les bulles de réplication), l’ADN polymérase III peut commencer à construire un nouveau brin. Le brin directeur est le nouveau brin qui grandit continuellement vers la fourche de réplication. L’ADN polymérase lit le brin modèle dans la direction de 3’ à 5’et construit un nouveau brin dans la direction 5’ à 3’ (l’opposé à celui qui est lu).

Les ADN polymérases nécessitent un certain nombre de conditions d’activités : Les 4 désoxy-ribo-nucléotides 5’ tri-phosphate (dATP, dTTP, dCTP et dGTP) en quantité équimolaire. Des ions magnésiums (Mg2+) qui stabilisent l’ADN et les protéines. Une matrice d’ADN (mono ou bicaténaire). Une amorce d’ADN ou d’ARN ayant une extrémité 3’OH libre.  

…brin directeur Cependant, l’ADN polymérase ne peut pas construire un nouveau brin à partir de zéro. Il peut seulement construire sur un brin préexistant. L’ADN primase synthétise les premiers nucléotides du nouveau brin. Le segment résultant d’ARN amorce fournit un bout 3’ libre à se lier.

…brin directeur L’ADN polymérase III peut maintenant assembler les nucléotides complémentaires à mesure qu’il se déplace au long tu brin parental dans la direction 5’ à 3’. L’hélice continue à se dérouler et s’ouvrir, ce qui permet au brin directeur à grandir continuellement vers la fourche de réplication. Par la suite, un différent type d’ADN polymérase, l’ADN polymérase I, remplace l’ARN amorce avec de l’ADN.

La réplication du brin trainant Le brin trainant est construit dans la direction opposée du déroulement de l’hélice. Le brin trainant est le nouveau brin qui grandit de façon discontinue, tout en s’éloignant de la fourche de réplication. En premier, l’ARN primase ajoute une section d’ARN amorce. Ensuite, l’ADN polymérase III commence à synthétiser le nouveau brin d’ADN.

…brin trainant Avant que d’autre brin trainant puisse être construit, l’hélice doit continuer à se dérouler. Donc, le brin trainant est construit de façon discontinue. Encore une fois, l’ARN primase commence le nouveau brin. Les sections discontinues sont nommés des fragments Okazaki.

Comme dans le brin directeur, l’ADN polymérase I change l’ARN amorce en ADN. Ensuite, le ligase rejoint les sections d’ADN ensemble. La replication continue de cette manière tout au long du brin trainant, en construisant des sections à mesure que l’hélice s’ouvre.

Direction de la réplication Les nouveaux brins d’ADN peuvent seulement grandir dans la direction 5’ à 3’

la synthèse des fragments longs de l’ADN, ayant une vitesse de synthèse rapide (environ 1000 nt incorporés/s) Elles présentent les activités polymérasique 5’ vers 3’ et exo-nucléasique de 3’ vers 5’ mais pas exo-nucléasique de 5’ vers 3’.

Les erreurs commises Les nouveaux brins d’ADN créés sont relus et vérifiés avant que la division cellulaire soit complétée. Si une erreur est détectée, on retourne au brin modèle! Le nucléotide qui était inséré par erreur est enlevé, et le bon est mis en place. Si la fonction de vérification va de travers, des enzymes de réparation sont disponibles pour arranger les choses.

Postes de contrôles qui ne fonctionnent pas bien… L’identification des erreurs et les mécanismes de réparation existent dans les organismes eucaryotes, mais les détails sur comment ils fonctionnent ne sont pas bien compris. Si une erreur dans un nouveau brin n’est pas détectée ou réparée avant la division cellulaire, l’erreur devient une mutation.