ADN polymérase

Étape 2 de la réplication de l'ADN: création d'une nouvelle chaîne avec ADN polymérase. Source: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Qu'est-ce que l'ADN polymérase?

La ADN polymérase Il s'agit d'une enzyme qui est responsable de la catalyse de la polymérisation du nouveau brin d'ADN pendant la réplication de cette molécule. Sa fonction principale est de coupler. Participe également à la réparation de l'ADN.

Cette enzyme permet la correspondance correcte entre les bases d'ADN de la chaîne de moule et la nouvelle, suivant le schéma de A est apparente avec t et g avec c.

Le processus de réplication de l'ADN doit être efficace et doit être effectué rapidement, de sorte que l'ADN polymérase agit en ajoutant environ 700 nucléotides par seconde et ne fait qu'une erreur tous les 10⁹ ou 10^dix Nucléotides incorporés.

Il existe différents types d'ADN polymérase. Ceux-ci varient à la fois en eucaryotes et procaryotes, et chacun a un rôle spécifique dans la réplication et la réparation de l'ADN.

Gars

Procaryotes

Les organismes procaryotes (organismes sans véritable noyau, délimité par une membrane) ont trois polymérases principales ADN, généralement abrégés sous forme de Pol I, II et III.

L'ADN polymérase I participe à la réplication et à la réparation de l'ADN et a une activité d'exonucléase dans les deux sens. Il est considéré que le rôle de cette enzyme dans la réplication est secondaire.

Le II participe à la réparation de l'ADN et son activité d'exonucléase est dans le sens 3'-5 '. L'III participe à la réplication et à l'examen de l'ADN, et en plus de l'enzyme précédente, il présente que l'activité d'exonucléase est dans le sens 3'-5 '.

Eucarotas

Les eucaryotes (organismes avec un véritable noyau, délimité par une membrane) ont cinq ADN polymérase, appelés avec des lettres de l'alphabet grec: α, β, γ, Δ et ε.

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La polymérase γ est située dans les mitochondries et est responsable de la réplication du matériel génétique dans cet organelle cellulaire. En revanche, les quatre autres sont au cœur des cellules et sont impliqués dans la réplication de l'ADN nucléaire.

Les variantes α, δ et ε sont les plus actives dans le processus de division cellulaire, ce qui suggère que leur fonction principale est associée à la production de copies d'ADN.

L'ADN polymérase β, quant à elle, présente des pics d'activité dans des cellules qui ne sont pas divisées, il est donc supposé que sa fonction principale est associée à la réparation de l'ADN.

Différentes expériences ont réussi à vérifier l'hypothèse qui s'associent principalement aux polymérases α, δ et ε à la réplication de l'ADN. Les types γ, δ et ε présentent une activité d'exonucléase 3'-5 '.

Archaeas

Les nouvelles méthodes de séquençage ont réussi à identifier une grande variété de familles d'ADN polymérase. Dans les arches, en particulier, une famille d'enzymes, appelée famille D, a été identifiée, qui est unique à ce groupe d'organismes.

Les fonctions

Réplication de l'ADN

La réplication de l'ADN nécessite une série d'enzymes qui catalysent le processus. Parmi ces molécules de protéines, l'ADN polymérase se démarque.

Toutes les polymérases connues ADN partagent deux propriétés essentielles associées au processus de réplication.

• Tout d'abord, toutes les polymérases synthétisent le brin d'ADN dans la direction de 5'-3 ', ajoutant le DNT au groupe hydroxyle de la chaîne de croissance.
• Deuxièmement, l'ADN de polymérase ne peut pas commencer à synthétiser une nouvelle chaîne de rien. Ils ont besoin d'un élément supplémentaire connu sous le nom de premier ou d'amorçage, qui est une molécule formée par quelques nucléotides accordés par un groupe hydroxyle gratuit, où la polymérase peut être ancrée et démarrer son activité. C'est l'une des différences fondamentales entre l'ADN et l'ARN polymérases, car ce dernier est capable de commencer la synthèse d'une chaîne de Novo.

Réparation de l'ADN

L'ADN est constamment exposé à des facteurs, à la fois endogènes et exogènes, ce qui peut l'endommager. Ces dommages peuvent bloquer la réplication et s'accumuler, de sorte qu'ils affectent l'expression des gènes, générant des problèmes dans les différents processus cellulaires.

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En plus de sa fonction dans le processus de réplication de l'ADN, la polymérase est également un composant clé des mécanismes de réparation de l'ADN. Ils peuvent également agir comme des capteurs dans le cycle cellulaire qui empêchent l'entrée de la phase de division si l'ADN est endommagé.

Structure

Actuellement, grâce aux études de cristallographie, il a été possible d'élucider les structures de diverses polymérases. Sur la base de leur séquence principale, les polymérases sont regroupées en familles: A, B, C, X et Y.

Certains aspects sont communs à toutes les polymérases, en particulier celles liées aux centres catalytiques de l'enzyme.

Il s'agit notamment de deux sites actifs clés qui ont des ions métalliques, avec deux résidus aspartate et un résidu variable, qu'il s'agisse d'aspartate ou de glutamate, qui coordonne les métaux. Il existe une autre série de déchets chargés entourant le centre catalytique et sont conservés dans les différentes polymérases.

Chez les procaryotes, l'ADN polymérase I est un polypeptide de 103 kD, l'II est un polypeptide de 88 kD et le III se compose de dix sous-unités.

Dans les eucaryotes, les enzymes sont plus grandes et plus complexes: α est formé par cinq unités, β et γ pour une sous-unité, Δ pour deux sous-unités et ε par 5 par 5.

Applications

RPC

La réaction en chaîne par polymérase (PRC) est une méthode utilisée dans tous les laboratoires de biologie moléculaire, grâce à son utilité et à sa simplicité. L'objectif de cette méthode est d'amplifier massivement une molécule d'ADN d'intérêt.

Pour y parvenir, les biologistes utilisent un ADN polymérase qui n'est pas endommagé par la chaleur (des températures élevées sont indispensables pour ce processus) pour amplifier la molécule. Le résultat de ce processus est un nombre élevé de molécules d'ADN qui peuvent être utilisées à des fins différentes.

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L'un des bénéfices cliniques les plus remarquables de la technique est son utilisation dans le diagnostic médical. La PRC peut être utilisée pour vérifier la présence de bactéries pathogènes et de virus chez les patients, comme dans le cas du coronavirus.

Antibiotiques et médicaments antitumoraux

Un nombre important de médicaments objectif.

Dans certains d'entre eux, le blanc est l'inhibition de l'activité de l'ADN polymérase. Par exemple, les médicaments chimiothérapeutiques citarabina, également appelés cytosine arabinoside, désactive l'ADN polymérase.

Les références

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, un.D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. Biologie cellulaire essentielle. Garland Science.
2. Cann, je. K., & Ishino, et. Réplication de l'ADN archéique: identifier les pièces pour résoudre un puzzle. La génétique.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. ET. La cellule: approche moléculaire. Medicinska Naklada.