Réplication de l'ADN

Avant de gènes peuvent être transmis à partir de cellules mères de leur progéniture, d'une copie du génome doit être effectué dans un processus appelé la réplication. Pour chromosomes circulaires, comme ceux dans les bactéries et les archées, la réplication commence à l'origine de réplication et procède dans deux directions loin de ce point, simultanément.

Les étapes impliquées dans la réplication de l'ADN doivent se produire dans un ordre précis:

1. ADN double brin superenroulé est détendu par une enzyme appelée topoisomérase (ou gyrase) Et ensuite déroulé par une enzyme appelée hélicase, qui ouvre les deux brins dans un domaine à la fois.

2. Nucléotides correspondant aux bases exposées par la paire de base déroulage avec leur match.

   L'enzyme ADN polymérase puis rejoint ces bases ensemble en catalysant la formation d'une liaison entre le phosphate d'un nucléotide et le sucre (désoxyribose) d'un nucleotide adjacent. Cette enzyme a une fonction de relecture, correction des nucléotides ajouté par erreur.

3. Les enzymes se déplacent plus loin, le déroulement de la prochaine section de l'ADN de sorte que plusieurs nucléotides peuvent se joindre à la chaîne en croissance de la nouvelle brin d'ADN.

Le site où tout ce qui se passe est appelé fourche de réplication. Parce que chaque brin d'une molécule d'ADN double brin se incorporé dans l'une des deux copies finales de nouvelles molécules d'ADN, le processus est appelé réplication semi-conservatrice.

ADN polymérase ne peut ajouter des bases en 5 'à 3', de sorte que la réplication procède différemment sur les deux brins d'ADN dans la fourche de réplication.

Un brin est appelé principal brin. Les bases sont ajoutés doucement dans la direction 5 'à 3'. L'autre volet est appelé brin tardif. Là, de petits morceaux de l'ADN (appelés Fragments d'Okazaki) Sont constitués par de l'ADN polymerase à l'aide d'une amorce d'ARN court et ensuite reliées entre elles par une autre enzyme appelée ADN ligase.

Le 5 'et 3' de l'ADN (prononcé cinq premier et trois prime) sont les deux extrémités du simple brin de l'ADN. Étant donné que l'ADN double brin est constitué de deux tels brins dans des directions opposées, un brin va dans le sens 5 'à 3' et l'autre va dans le 3 'vers 5'. Ils sont nommés de cette façon pour les atomes de carbone dans les pentoses dans leurs squelettes.

Après réplication de l'ADN, la cellule a généré deux chromosomes circulaires d'un. Chacun de ces devient alors partie d'une nouvelle cellule pendant la division cellulaire.

Le noyau chez les eucaryotes rend les choses plus compliquées. Réplication d'un chromosome linéaire qui se passe un peu différemment que pour un chromosome circulaire parce que l'ADN polymérase peut démarrer la réplication de chaque extrémité de l'ADN au lieu de partir d'un point d'origine dans le milieu.

Les étapes sont les mêmes que pour les bactéries, avec quelques protéines supplémentaires impliqués. Une protéine en particulier, télomérase, fait en sorte que les extrémités du chromosome ne raccourcissent à chaque fois qu'il est copié. Télomérase étend les extrémités du chromosome en ajoutant sequences- répété ces séquences répétées sont appelés télomères.

Après la réplication, mais avant la division cellulaire, les chromosomes deviennent très condensées en un formulaire appelé hétérochromatine, qui peut être vu avec un microscope. Ensuite, le noyau se démonte de manière que les copies des chromosomes peuvent être séparés dans deux directions.

Une autre caractéristique importante des chromosomes eucaryotes sont les centromères, régions du chromosome de la broche où les fibres se fixent pendant la division cellulaire. Ni les télomères contiennent ni centromères genes- ils sont parties structurelles du chromosome seulement. Après la division cellulaire a eu lieu, deux noyaux se forment autour des chromosomes dans chaque cellule fille.

Les organismes eucaryotes peuvent avoir un ou deux exemplaires de leurs chromosomes dans la cellule. Lors de la réalisation de deux copies, l'organisme est dit diploid- lors de la réalisation d'une copie, l'organisme est dit haploïde. Lorsque les cellules eucaryotes répliquer leur ADN avant la division cellulaire, il est appelé la mitose.

Les deux organismes haploïdes et diploïdes subissent une mitose et la division cellulaire, au cours de laquelle ils font en sorte d'avoir le même nombre de chromosomes dans chaque cellule résultant qu'ils ont commencé avec.

Un autre type de réplication, appelé méiose, est utilisée pour passer d'un stade diploïde à un stade haploïde. La méiose implique tout d'abord la séparation des deux copies des chromosomes de la cellule diploïde, faisant deux cellules haploïdes pendant la division cellulaire.

Ensuite, la replication d'ADN et la division cellulaire se produisent de nouveau sur ces deux cellules haploïdes pour donner quatre cellules haploïdes finales. Dans les organismes eucaryotes complexes, ce sont les cellules utilisées pour la reproduction (oeuf et le sperme), mais dans des micro-organismes eucaryotiques tels sont les spores.

La figure suivante illustre à la fois la méiose et la mitose.