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Réplication de l'ADN - 2 nouveaux brins ou original (parent) et enfant ?

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c'est la première fois que je viens ici, alors vas-y doucement avec moi ! J'ai essayé d'en savoir plus sur le processus réel de réplication de l'ADN. Plus précisément, je me demande si, lorsque l'ADN se réplique lors de la division cellulaire, le résultat est le original brin d'ADN et une copie ? Ou le brin original est-il détruit dans le processus et il y a 2 copies enfants qui sont identiques (à part les mutations) à l'original ?

Je suis assez confiant dans le résultat final, mais peut-être que celui qui répond pourra le vérifier pour moi aussi. Ma compréhension est que la cellule d'origine elle-même est détruite à la fin, mais les cellules filles sont construites à partir de la substance de la cellule du parent. La question initiale m'aidera également à clarifier ce processus, car je suis curieux de savoir si l'une des deux cellules filles a l'ADN littéral de l'original, ou si fondamentalement la cellule originale entière "meurt" dans le processus et les deux nouvelles cellules sont completement nouveau.

Mettre à jour (pour démontrer l'effort de recherche):

J'ai appris comment une enzyme hélicase détordre l'ADN et rompt les liaisons hydrogène entre les bases nucléotidiques, puis les protéines de liaison simple brin lient l'ADN polymérase aux extrémités du brin et commencent à se mouler, créant un brin complémentaire de chaque côté. Il semble évident que la moitié de "l'original" se trouve dans chaque fille et que l'ADN polymérase forme l'autre moitié. Donc, l'original est toujours présent, mais pas dans sa forme originale, c'est pourquoi je ne suis pas sûr du diagnostic "officiel". Est-ce un parent-enfant, ou deux enfants ?


Via : https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconservative_replication

Réplication semi-conservatrice décrit le mécanisme de réplication de l'ADN dans toutes les cellules connues. Il tire son nom du fait qu'il produit deux copies de la molécule d'ADN originale, dont chacune contient l'un des brins d'origine, et un brin nouvellement synthétisé. (emph. ajouté)


High School Biology : Comprendre les processus de réplication

Laquelle des molécules d'ARN suivantes est chargée de porter le code qui sera lu au niveau du ribosome afin de créer une protéine ?

L'ARN messager, ou ARNm, est le brin d'ARN qui est transcrit à partir du gène trouvé sur l'ADN. Il est chargé d'être lu par un ribosome afin de créer une protéine.

L'ARN ribosomique (ARNr) forme un composant structurel des ribosomes. L'ARN de transfert (ARNt) porte des résidus d'acides aminés et fournit un anticodon pour ajouter les acides aminés à la protéine en croissance au niveau du ribosome. De petits ARN nucléaires (snRNA) se trouvent dans le noyau et aident à réguler la transcription et à maintenir la longueur des télomères.

Exemple de question n°3 : réplication de l'ADN

La réplication de l'ADN est semi-conservatrice. Cela signifie que __________ .

une toute nouvelle molécule d'ADN synthétisée est créée, tandis que la double hélice d'origine reste ensemble

les deux doubles brins ont un brin nouvellement créé et un brin modèle original

les deux doubles brins ont des pourcentages différents de nucléotides

des parties de chaque brin d'origine seront utilisées comme modèles lors de la création de la nouvelle double hélice, résultant en une combinaison de patchwork de nucléotides originaux et nouvellement synthétisés

les deux doubles brins ont un brin nouvellement créé et un brin modèle original

La réplication de l'ADN implique la séparation des deux brins d'ADN d'origine. Ces deux brins sont ensuite répliqués à l'aide d'ADN polymérase. Il en résulte deux doubles hélices d'ADN, chacune avec un nouveau brin et un brin original.

Considérez cet exemple, dans lequel les brins parents sont représentés par "P" et les brins filles sont représentés par "D".

Avant la réplication, il y a deux brins parents : PP

Les brins parents sont dédoublés : P P

Des brins filles sont faits pour chaque brin parent : PDDP

Les doubles brins entièrement répliqués se séparent : PD DP

Chaque brin final a un brin parent (ancien ADN) et un brin fille (nouvel ADN).

Exemple de question #1 : ADN

Le processus de réplication de l'ADN est considéré comme semi-conservateur. L'ADN est créé en utilisant un autre brin d'ADN comme matrice et en construisant un nouveau brin complémentaire sur le brin préexistant. Chaque nouvelle molécule d'ADN contient un brin de la matrice mère et un brin nouvellement synthétisé.

Une seule molécule d'ADN (une double hélice) subit trois cycles de réplication. Une fois la réplication finale terminée, combien de molécules d'ADN présentes ne contiennent aucune partie de la matrice d'origine ?

O = brin d'origine, N = nouveau brin

Avant toute réplication : OO

Après un cycle de réplication, les deux nouvelles doubles hélices contiennent un brin de la double hélice d'origine et un brin nouvellement synthétisé.

Après la deuxième réplication, il y a maintenant quatre molécules à double hélice. Deux contiennent des brins originaux en combinaison avec de nouveaux brins, et deux ne contiennent que de nouveaux brins.

Après le troisième événement de réplication, il y aura huit molécules au total. Parmi ceux-ci, six contiendront uniquement de nouveaux brins et deux contiendront une combinaison de brins originaux et nouveaux.

Il doit toujours y avoir deux doubles hélices qui contiennent des brins d'origine, car il n'y a toujours que deux brins d'origine et ils ne disparaissent pas.

Exemple de question n°1 : Comprendre les processus de réplication

L'ADN polymérase est la protéine qui ajoute de nouveaux nucléotides au brin d'ADN allongé pendant la réplication. Pour que l'ADN polymérase se lie au brin matrice et ajoute de nouveaux nucléotides, un groupe hydroxyle 3' libre doit être exposé pour accepter le premier nucléotide.

Lequel des éléments suivants est créé pour fournir un groupe hydroxyle 3' libre, permettant l'initiation de la réplication de l'ADN ?

Protéine de liaison simple brin

L'amorce d'ARN est la bonne réponse. Une protéine appelée ARN primase lit le brin d'ADN existant et ajoute une courte séquence de nucléotides d'ARN. L'ADN polymérase s'appuie ensuite sur l'extrémité 3' de l'amorce d'ARN. Après la réplication, l'amorce d'ARN est retirée et remplacée par des nucléotides d'ADN.

Exemple de question n° 2 : Comprendre les processus de réplication

L'ADN polymérase ne fonctionne que dans le sens 3' vers 5'. Cela signifie qu'il ajoute des nucléotides à un groupe hydroxyle 3' libre. L'ADN est répliqué sur les deux brins simultanément. Étant donné que l'ADN est antiparallèle (les brins vont dans des directions opposées), un nouveau brin est créé en continu, tandis que l'autre est créé en fragments.

Quel est le nom correct des fragments du brin retardé ?

Le nom correct des fragments est fragments d'Okazaki. Le brin retardé s'aligne dans la direction 5'-à-3' (loin de la fourche de réplication), mais doit être lu dans la direction 3'-à-5' (vers la fourche de réplication) par l'ADN polymérase. Le résultat est une synthèse non continue du brin en petits fragments, appelés fragments d'Okazaki. L'ADN ligase fusionne ces fragments ensemble plus tard dans le processus de réplication.

Exemple de question #11 : Réplication de l'ADN

Quelle enzyme de réplication de l'ADN décompresse la molécule d'ADN ?

L'enzyme hélicase divise désormais les deux brins de la double hélice, les protéines de liaison simple brin (SSB) stabilisent les nouveaux brins simples et empêchent le réannelage. L'enzyme ADN gyrase garantit que les zones double brin au-delà des bulles de réplication ne se superposent pas, soulageant la tension nouvellement ajoutée. La primase est un type d'ARN polymérase qui ajoute une amorce d'ARN à l'ADN pour commencer la réplication. L'ADN polymérase III ne peut pas commencer la réplication sans cette amorce. La ligase rejoint les extrémités des fragments d'Okazaki qui ont été produits sur le brin retardé.

Exemple de question n°11 : réplication de l'ADN

Lors de la réplication de l'ADN, à quoi sert l'enzyme primase ?

Pour rejoindre les fragments d'Okazaki du brin principal

Ajouter des amorces d'ARN pour permettre la réplication

Pour rejoindre les fragments d'Okazaki du brin retardé

Décompressez l'ADN pour le préparer à la réplication

Ajouter des amorces d'ARN pour permettre la réplication

L'enzyme primase ajoute des séquences d'ARN au brin d'ADN pour commencer la réplication. La primase est un type d'ARN polymérase et, par conséquent, elle n'a pas besoin d'un groupe hydroxyle 3' libre comme substrat. Les nucléotides qu'il dépose agissent comme un substrat pour l'ADN polymérase. Les fragments d'Okazaki du brin retardé sont joints par la ligase, et l'hélicase est responsable de la décompression de l'ADN pour préparer la réplication.

Exemple de question n°12 : réplication de l'ADN

La réplication de l'ADN est considérée comme un processus __________.

Au cours de la réplication de l'ADN, le brin parent est utilisé comme matrice que le nouveau brin utilise pour ajouter les nucléotides corrects (via un appariement de bases complémentaires). L'ensemble du brin parent (modèle) est conservé, tandis que le brin fille est complètement synthétique, ce qui signifie que les nucléotides proviennent de nucléosides triphosphates libres (ATP, TTP, GTP et CTP). Ainsi, la réplication de l'ADN est dite semi-conservatrice. L'expérience de Meselson-Stahl a illustré ce principe par l'utilisation de différents isotopes de l'azote.

Exemple de question n°11 : réplication de l'ADN

Une limitation de l'ADN polymérase III est qu'elle ne peut pas ajouter de nouveaux nucléotides sans l'action/le produit direct de quelle enzyme ?

La primase, comme toutes les ARN polymérases, peut déposer des nucléotides avec pour seul substrat le brin matrice. Même si les nucléotides sont de l'ARN, pas de l'ADN, ils ont toujours le substrat dont l'ADN polymérase a besoin pour ajouter des nucléotides - un 3' libre. Étant donné que la différence entre le désoxyribose et le ribose se produit en position 2', l'ADN polymérase peut utiliser l'ARN ou l'ADN comme substrat. L'hélicase et la gyrase aident à la formation et au maintien de la bulle de réplication, mais elles aident indirectement l'ADN polymérase à ajouter de nouveaux nucléotides.

Exemple de question n°7 : Comprendre les processus de réplication

__________ lie les fragments d'Okazaki aux nucléotides qui remplacent les amorces d'ARN dans le brin retardé.

L'ADN ligase catalyse la formation de liaisons entre les fragments d'Okazaki et l'ADN qui a remplacé les amorces d'ARN sur le brin retardé.

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Référence majeure

Le modèle Watson-Crick de la structure de l'ADN a suggéré au moins trois façons différentes dont l'ADN pourrait s'auto-répliquer. Les expériences de Matthew Meselson et Franklin Stahl sur la bactérie Escherichia coli en 1958 a suggéré que l'ADN se réplique de manière semi-conservatrice. Meselson et

Structures et fonctions cellulaires

…pour la croissance cellulaire et la réplication du matériel génétique. Une fois que le matériel génétique a été copié et qu'il y a suffisamment de molécules pour soutenir la division cellulaire, la cellule se divise pour créer deux cellules filles. À travers de nombreux cycles de croissance et de division cellulaires, chaque cellule mère peut donner naissance à des millions…

Les recherches de Crick

Ce processus de copie expliquait la réplication du gène et, finalement, du chromosome, connu pour se produire dans les cellules en division. Leur modèle a également indiqué que la séquence de bases le long de la molécule d'ADN épelle une sorte de code « lu » par un mécanisme cellulaire qui le traduit en protéines spécifiques responsables…

L'ADN se réplique en se séparant en deux brins simples, dont chacun sert de matrice pour un nouveau brin. Les nouveaux brins sont copiés par le même principe d'appariement des liaisons hydrogène entre les bases qui existe dans la double hélice. Deux nouvelles molécules d'ADN double brin sont…

Origines et processus de la vie

imperfections, appelées mutations, dans la réplication des gènes. Une mutation modifie les instructions pour une ou plusieurs caractéristiques particulières. La mutation se reproduit également, en ce sens que sa capacité à déterminer une caractéristique donnée de l'organisme reste intacte pendant des générations jusqu'à ce que le gène muté soit lui-même muté. Quelques mutations, quand…

… l'accent est mis sur l'importance de la réplication. Réplication fait référence à la capacité de molécules telles que l'acide désoxyribonucléique (ADN) à se copier précisément, alors que la reproduction fait référence à l'augmentation du nombre d'organismes par des actes qui font un nouvel individu à partir de son ou de ses parents. Dans tout organisme, énorme effort biologique…

… les processus en l'absence de réplication conduisent aux types de complexité qui caractérisent la réplication des systèmes biologiques, cependant, peuvent être interprétés comme un moyen thermodynamique particulièrement efficace de dégradation du gradient – ​​une sorte de « feu » spécial à combustion lente. En tout cas, il est clair qu'une grande partie de la complexité de la vie sur Terre…

…un rôle clé dans la réplication de la molécule d'ADN. Chaque hélice fait une copie identique de l'autre à partir de blocs de construction moléculaires dans la cellule. Ces événements de réplication d'acide nucléique sont médiés par des enzymes appelées ADN polymérases. À l'aide d'enzymes, l'ADN peut être produit en laboratoire.

…origine de la vie, cet appareil complexe de réplication et de transcription n'aurait pas pu fonctionner. Un problème fondamental dans l'origine de la vie est la question de l'origine et de l'évolution précoce du code génétique.

Acides nucléiques

La réplication de l'ADN est un processus semi-conservateur dans lequel les deux brins sont séparés et de nouveaux brins complémentaires sont générés indépendamment, résultant en deux copies exactes de la molécule d'ADN d'origine. Chaque copie contient donc un brin qui est dérivé du parent…

Niveau de reproduction

Les caractéristiques héritées d'un organisme sont en grande partie stockées dans les cellules sous forme d'informations génétiques dans de très longues molécules d'acide désoxyribonucléique (ADN). En 1953, il a été établi que les molécules d'ADN sont constituées de deux brins complémentaires, chacun pouvant faire des copies de l'autre.…

Virus

… étapes de base du cycle de réplication virale afin d'inhiber le virus : (1) fixation et pénétration du virus dans la cellule hôte, (2) décapage du virus (par exemple, élimination de la surface de la protéine et libération de l'ADN viral ou ARN), (3) synthèse de nouveaux composants viraux par le…

…le cycle d'infection est la réplication (reproduction du génome parental pour faire des génomes de descendance). La sixième étape est l'assemblage des génomes de descendance nouvellement répliqués avec des protéines structurelles pour produire des virions de descendance entièrement formés. La septième et dernière étape est la libération de virions descendants par lyse de…


Réplication de l'ADN - 2 nouveaux brins ou original (parent) et enfant ? - La biologie

L'expérience de Meselson - Stahl : Preuve de réplication semi-conservative

Meselson & Stahl ont d'abord cultivé des bactéries pendant plusieurs générations dans un milieu ne contenant que 15 N (" lourd " azote). Lors de l'examen dans une centrifugeuse analytique, ADN isolées de ces bactéries ont produit une seule bande "lourde". Meselson & Stahl ont ensuite transféré une partie de la culture dans un nouveau milieu qui ne contenait que 14 N (" léger " azote). Quand ADN a été isolée de ces bactéries après une génération, ils ont observé une seule bande "plus légère" que celle obtenue avant la bande "lourde" n'a pas été observée chez ces bactéries. Lorsque ADN a été isolé de la même culture après deux générations, ils ont observé deux bandes distinctes d'égale intensité, une avec le même poids que dans l'expérience précédente, et une nouvelle encore plus "légère". Lorsque ADN a été isolé de la même culture après trois générations, cette bande la plus légère est devenue la bande prédominante et la bande du milieu s'est estompée.

Meselson & Stahl ont estimé que ces expériences ont montré que ADN la réplication était semi-conservateur : les ADN les brins se séparent et chacun fait une copie de lui-même, de sorte que chaque molécule fille comprend un "ancien" et un "nouveau" brin. Les bactéries cultivées dans de l'azote "lourd" ont été marquées sur les deux brins entièrement avec de l'azote "lourd". Après une génération dans l'Azote "léger", tous les ADN les molécules comprennent un brin « ancien lourd » et un brin « nouveau léger », et ont le même poids moléculaire « lourd/léger », qui est inférieur à celui des molécules « lourdes/lourdes ». Après deux générations en milieu "léger", les brins "lourds" et "légers" se séparent, et tous deux se répliquent avec de l'azote "léger". La moitié devient donc "légère/légère", et l'autre moitié devient "lourde/légère" comme dans l'expérience précédente. A chaque génération successive, la proportion de brins "lourds" est réduite de moitié, et la bande "lourd/léger" s'estompe progressivement.

Devoirs :
1) Vous attendez-vous à ce que le brin de bande le plus léger devienne encore plus léger avec de nouvelles générations de réplication ? Expliquer.

2) Supposons ADN réplication étaient "conservateur” : les brins parents se séparent, chacun fait une copie de lui-même, et les deux nouveaux brins filles se réunissent en une nouvelle molécule et les anciens brins parents se rejoignent. Prédisez les résultats de l'expérience Meselson – Stahl.


Enzymes et protéines impliquées dans la réplication de l'ADN

Un certain nombre d'enzymes et de protéines sont associées à la fourche de réplication pour aider à l'initiation et à la poursuite de la synthèse de l'ADN. Plus particulièrement, l'ADN polymérase synthétise les nouveaux brins en ajoutant des nucléotides qui complètent chaque brin (modèle).
La réplication de l'ADN se produit au cours de la phase S de interphase. Au niveau de la fourche de réplication, de nombreuses enzymes de réplication s'assemblent sur l'ADN dans une machine moléculaire complexe appelée le répliquant. Ce qui suit est une liste des principales enzymes de réplication de l'ADN qui participent au réplisome.

1) ADN hélicase :

2) Protéines de liaison simple brin (protéines SSB) :

3). Topoisomérase :

4). ADN gyrase :

5). Primase :

6) ADN polymérase :

Une). ADN polymérase procaryote -

ADN polymérase I -
Il est composé d'une sous-unité. Il a 3' à 5' et 5' à 3' activité exonucléase.
Fonction - Réparation de l'ADN, comblement des lacunes et synthèse d'un nouveau brin retardé.

ADN polymérase II -
Il est composé de 7 sous-unités. Il n'a que 3' à 5' activité exonucléase.
Fonction - Réparation de l'ADN et relecture de l'ADN.

ADN polymérase III -
Il est composé d'au moins 10 sous-unités. Il a une activité exonucléase 3' à 5'.
Fonction - C'est le enzyme de réplication principale chez les procaryotes.

b) ADN polymérase eucaryote -
Les eucaryotes ont 5 types d'ADN polymérase qui sont l'ADN polymérase α, β, , et ε.

ADN polymérase α -
Il n'a aucune activité exonucléase.
Fonction - La réplication de l'ADN dans le noyau.

ADN polymérase -
Il n'a aucune activité exonucléase.
Fonction - la réplication de l'ADN et réparation par excision de base.

ADN polymérase -
Il a une activité exonucléase 3' à 5'.
Fonction - la réplication de l'ADN dans Mitochondries.

ADN polymérase -
Il a une activité exonucléase 3' à 5'.
Fonction - Synthèse du brin retardé lors de la réplication de l'ADN.

ADN polymérase -
Il a une activité exonucléase 3' à 5'.
Fonction - Synthèse du brin principal lors de la réplication de l'ADN.


Étudiant à l'Université de Floride

1. Examinez les deux molécules d'ADN double brin. Sont-ils identiques ou différents de quelque manière que ce soit ?

Les deux molécules d'ADN sont identiques.

2. Si on vous demandait de reproduire chacune des deux molécules d'ADN sur votre table pour créer quatre molécules d'ADN identiques, comment procéderiez-vous ?

Je suivrais la même procédure que celle utilisée pour répliquer la première molécule d'ADN, comme indiqué ci-dessus. Je diviserais la molécule d'ADN le long du squelette et séparerais les bases, créant deux brins simples. Ensuite, j'apparierais les bases correctes à chacun des brins (A à T, C à G, etc.) afin de créer deux molécules double brin identiques.

3. Vous avez maintenant deux copies d'un segment du gène hGH sur votre table. Pendant les périodes de croissance et de division cellulaire, les chromosomes, qui sont constitués de gènes, doivent se diviser. Quelles caractéristiques de la réplication de l'ADN font que chaque nouvelle molécule d'ADN est exactement comme l'originale ?

La réplication de l'ADN se produit avec l'implication de nombreuses enzymes. La molécule d'ADN est décompressée et donc séparée en deux brins simples que nous appellerons les « brins parents ». Celles-ci sont ensuite utilisées comme modèles pour l'appariement de bases complémentaire qui aura lieu. Étant donné que les A iront toujours aux T, les C iront toujours aux G, et vice versa pour chaque paire, la molécule d'ADN créera alors des "fils filles" identiques d'elle-même grâce à ce processus d'utilisation de chacune de ses moitiés comme modèle lors de la réplication.


Mécanisme de réplication de l'ADN (expliqué avec des diagrammes) | La biologie

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. Au cours du mode de réplication semi-conservateur, le déroulement de la double hélice a lieu.

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

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

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

Les détails de la réplication de l'ADN peuvent être discutés sous les rubriques suivantes :

1. Activation des désoxyribonucléosides :

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

2. Reconnaissance du point d'initiation :

A quel endroit la réplication des molécules d'ADN doit-elle commencer ? A 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 la molécule d'ADN, des protéines d'initiation spécifiques sont nécessaires.

Dans les virus et les procaryotes comme les bactéries, il peut n'y avoir qu'une seule 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 fusionner les uns avec les autres.

3. Déroulement de la molécule d'ADN :

La double hélice d'ADN se déroule et se déroule en brins simples d'ADN par rupture des liaisons hydrogène faibles. Le déroulement de l'hélice est aidé par des hélicases enzymatiques. Des enzymes appelées topoisomérases coupent et rejoignent un brin d'ADN aidant à la séparation de l'hélice d'ADN.

Si deux cordes fortement enroulées sont séparées en appliquant une force, les deux brins de cordes s'entremêlent automatiquement dès que l'application de la force est arrêtée. Et si l'un des brins de la corde entrelacée est coupé, la tension est relâchée et deux brins ne parviennent pas à se joindre.

Des enzymes comme 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 l'ADN double brin, des bulles de réplication se forment qui s'étendent ensuite sous la forme d'une fourche de réplication en forme de Y. Dans les bactéries et de nombreux phages à ADN, cette extension est bidirectionnelle.

4. Formation d'amorce d'ARN :

L'ARN polymérase dirigée par l'ADN forme l'amorce d'ARN. Il est comparativement plus facile d'ajouter une petite chaîne déjà existante appelée amorce formée à partir d'une matrice d'ADN (Fig. 6.17). Ceci est accompli par la s5mthèse d'un court segment d'amorce d'ARN.

Cela produit une extrémité hydroxyle 3 & 8242 sur la séquence de ribonucléotides, à laquelle des désoxyribonucléotides sont ajoutés. L'amorce d'ARN est finalement éliminée par voie enzymatique, laissant un espace dans le brin désoxyribonucléotidique nouvellement synthétisé. Cette lacune doit être comblée.

Formation de nouvelles chaînes d'ADN :

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

triphosphatases. La synthèse d'un nouveau brin complémentaire procède de l'extrémité 3 & 8242 OH de l'amorce, provoquant une extension ou une croissance dans la direction 5 & 8242 & 8211 3 & 8242.

Étant donné que les deux brins d'ADN sont dans une direction antiparallèle, les deux brins doivent être synthétisés par croissance se produisant dans une direction opposée. L'ajout de désoxyribonucléotides se fait par l'ADN polymérase en présence d'ATP.

L'enzyme synthétise un nouveau brin dans un morceau continu dans la direction 5 & 8242 -3 & 8242 et est appelé brin principal. Sur l'autre brin d'ADN, l'enzyme forme à nouveau des fragments d'ADN en petits morceaux dans la direction 5 & 8242-3 & 8242 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 fil fille continu. Avec l'aide de l'ADN ligase “(jointing).” Ce brin est appelé brin retardé.

Élimination des amorces d'ARN :

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

Relecture 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 puissent entrer à une fréquence rare d'un sur 10 000. Ces bases mal introduites peuvent être éliminées par l'activité de l'enzyme ADN polymérase.

Même les bases erronées entrées dans l'hélice de l'ADN par mutation (échappées 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 rejoignent (par l'enzyme ligase) le segment correct normal.

Un autre dommage qui peut être réparé est dû à l'irradiation UV. Dans de tels cas, les pyrimidines comme la thymine forment un dimère de thymine. La formation d'un tel dimère bloque la réplication. Un tel défaut peut être réparé par voie enzymatique qui excise le dinucléotide T-T défectueux. Le défaut est ensuite replacé par insertion enzymatique du complément nucléotidique correct.


# 34 Structureur et réplication de l'ADN

ADN molécule se compose de nucléotides dans lequel le sucre est désoxyribose tandis que le ARN molécule a des nucléotides dans lesquels le sucre est un ribose .

  • sont des monomères pour acide nucléique polymères, tels que ADN et ARN . Le matériel génétique (ADN) est un polymère de 4 nucléotides différents. L'information génétique est codée dans la séquence de nucléotides d'une molécule d'ADN.
  • adénosine triphosphate (ATP) - la molécule de nucléotide qui n'inclut pas le groupe phosphate - est un vecteur d'énergie dans les voies métaboliques.
  • sont des éléments d'importants coenzymes : flavine adénine dinucléotide (FAD), nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP) et coenzyme A.
  1. Un 5-carbone du sucre (désoxyribose dans l'ADN ribose dans l'ARN)
  2. une Groupe phosphate.
  3. une sonnerie 1 ou 2 azote-contenant base
  • A = adénine,
  • G = guamine,
  • C = cystosine,
  • T = thymine (méthyl + uracile)
  • U = uracile.
  • A et G = bases puriques (2 cycles carbone-azote).
  • C, T et U = bases pyrimidiques (1 cycle carbone-azote).

Les nucléotides se lient pour former des acides nucléiques. Ils forment des liaisons covalentes entre les phosphate groupe d'un et le du sucre d'un autre. Cela se produit par une réaction de condensation.

Structure de l'ADN et de l'ARN

L'ADN et l'ARN sont des polynucléotides (longues chaînes de nucléotides).
ADN = A, G, C, T
ARN = A, G, C, U

  • 2 brins vont dans des directions opposées (anti-parallèle) et s'enroulent l'un autour de l'autre --> double hélice.
  • Il y a des liaisons H entre les bases sur les 2 brins.
  • La liaison H ne se produit qu'entre A-T et C-G (appariement de bases complémentaires).

  • Seuls certains appariements de bases sont possibles ( A-T et G-C) => 2 brins de la double hélice sont complémentaires, chacun étant la contrepartie prévisible de l'autre.
  • Étant donné que les 2 brins d'ADN sont complémentaires, ils peuvent se séparer l'un de l'autre et chacun peut servir de modèle pour construire un nouveau partenaire (si vous connaissez la séquence d'un brin d'ADN, vous pouvez facilement comprendre la séquence de l'autre brin) .
  • Ainsi, la réplication de l'ADN est semi-conservatrice, chacune des deux molécules d'ADN filles ayant un ancien brin dérivé du parent et un brin nouvellement fabriqué.
  • L'appariement de bases complémentaires a pour résultat que les deux molécules d'ADN filles sont identiques.


• Les liaisons hydrogène entre les bases le long d'une partie des deux brins sont rompues. Cela « décompresse » une partie de la molécule, séparant les deux brins.

• Les nucléotides présents en solution dans le noyau se déplacent de manière aléatoire. Par chance, un nucléotide libre se heurtera à un nucléotide nouvellement exposé avec lequel il pourra former des liaisons hydrogène. Les nucléotides libres s'apparient donc aux nucléotides sur chacun des brins d'ADN, toujours A avec T et C avec G. L'ADN polymérase relie entre eux les groupements phosphate et désoxyribose des groupements adjacents.
nucléotides.


Étapes de la réplication de l'ADN

Il nous reste ensuite à faire la lumière sur le mystère de la étapes de la réplication de l'ADNdes Eycaryotes.

1) La première grande étape pour le Réplication de l'ADN avoir lieu est la rupture des liaisons hydrogène entre les bases des deux brins antiparallèles. Le déroulement des deux brins est le point de départ. Le fractionnement se produit aux endroits des chaînes riches en A-T. C'est parce qu'il n'y a que deux liaisons entre l'adénine et la thymine (il y a trois liaisons hydrogène entre la cytosine et la guanine). Hélicase est l'enzyme qui sépare les deux brins. Le point d'initiation où commence le fractionnement est appelé "origine de la réplication". La structure qui est créée est connue sous le nom de "Fourche de réplication".

2) L'un des plus importants étapes de la réplication de l'ADN est la liaison de ARN-primase au point d'initiation de la chaîne mère 3'-5'. ARN-primase peut attirer des nucléotides d'ARN qui se lient aux nucléotides d'ADN du brin 3'-5' en raison des liaisons hydrogène entre les bases. Les nucléotides d'ARN sont les amorces (starters) pour la liaison des nucléotides d'ADN.

3) Le élongation le processus est différent pour les modèles 5'-3' et 3'-5'. une)5'-3' Gabarit: Le fil fille 3'-5' procédant -qui utilise un modèle 5'-3'- est appelé brin principal car ADN polymérase peut "lire" la matrice et ajoute en continu des nucléotides (complémentaires aux nucléotides de la matrice, par exemple l'Adénine opposée à la Thymine etc).

b)3'-5'Modèle: Les modèle 3'-5' ne peut pas être "lu" par l'ADN polymérase . La réplication de ce modèle est compliquée et le nouveau brin est appelé brin en retard. Dans le brin retardé, l'ARN Primase ajoute plus d'amorces d'ARN. ADN polymérase lit le modèle et allonge les rafales. L'espace entre deux amorces d'ARN s'appelle "Fragments d'Okazaki".

Les ARN amorces sont nécessaires à l'ADN polymérase pour lier les nucléotides à leur extrémité 3'. Le brin fille est allongé avec la liaison de plus de nucléotides d'ADN.

4) Dans le brin en retard le ADN Pol I -exonucléase- lit les fragments et enlève les RNA Primers. Les lacunes sont comblées par l'action de l'ADN polymérase (ajoute des nucléotides complémentaires aux lacunes) et de l'ADN ligase (ajoute du phosphate dans les lacunes restantes du squelette phosphate - sucre).

Chaque nouvelle double hélice est constituée d'une ancienne et d'une nouvelle chaîne. C'est ce qu'on appelle réplication semi-conservatrice.

5) Le dernier étape de la réplication de l'ADN est le Résiliation. Ce processus se produit lorsque l'ADN polymérase atteint une extrémité des brins. On comprend aisément que dans la dernière section du brin en retard, lorsque l'amorce d'ARN est retirée, il n'est pas possible pour l'ADN polymérase de sceller l'espace (car il n'y a pas d'amorce). Ainsi, la fin du brin parental où la dernière amorce se lie n'est pas répliquée. Ces extrémités de l'ADN linéaire (chromosomique) sont constituées d'ADN non codant qui contient des séquences répétées et sont appelées télomères. En conséquence, une partie du télomère est supprimée à chaque cycle de réplication de l'ADN.

6) La réplication de l'ADN n'est pas terminée avant un mécanisme de réparation corrige les erreurs possibles causées lors de la réplication. Enzymes comme nucléases enlevez les mauvais nucléotides et l'ADN polymérase comble les lacunes.

Des processus similaires se produisent également au cours de la étapes de la réplication de l'ADN des procaryotes bien qu'il y ait quelques différences.


Le brin immortel

Lorsqu'une cellule se divise, elle réplique son ADN en séparant l'ADN double brin et en fait de nouvelles copies le long des brins simples de l'ADN d'origine. L'ADN d'origine, qui fait maintenant partie d'un double brin contenant un nouvel ADN, se divise au hasard entre les deux cellules en division. Cependant, certains types de cellules souches adultes présentent une ségrégation non aléatoire du brin d'ADN d'origine. En conservant toujours les brins d'ADN d'origine, il garantit la conservation des informations d'origine. Les brins d'ADN originaux sont appelés brins immortels.


Voir la vidéo: DNA replication in prokaryotic cell 3D animation with subtitle (Août 2022).