Fourche de réplication

Masur basé sur Gluon (version espagnole d'Alejandro Porto). Wikimedia Commons.

La Fourche de réplication C'est le point où se produit la réplication de l'ADN, il est également appelé point de croissance. Il a un y, et comme la réplication a lieu, la fourche est déplacée par la molécule d'ADN.

La réplication de l'ADN est le processus cellulaire impliquant la duplication du matériel génétique dans la cellule. La structure de l'ADN est une double hélice, et pour reproduire son contenu, il doit être ouvert. Chacun des brins fera partie de la nouvelle chaîne d'ADN, car la réplication est un processus semi-condamné.

La fourche de réplication est juste formée entre l'union entre le modèle ou les chaînes de moule nouvellement séparés et l'ADN duplex qui n'a pas encore doublé. Lors du démarrage de la réplication de l'ADN, l'un des brins peut être facilement doublé, tandis que l'autre chaîne fait face à un problème de polarité.

L'enzyme en charge de polymérisation de la chaîne - ADN polymérase - synthétise uniquement le brin d'ADN dans une direction de 5 '-3'. Ainsi, un brin est continu et l'autre souffre d'une réplication discontinue, générant des fragments d'Okazaki.

Réplication de l'ADN et fourche de réplication

L'ADN est la molécule qui conserve les informations génétiques nécessaires de tous les organismes vivants - à l'exception de certains virus.

Cet énorme polymère composé de quatre nucléotides différents (a, t, g et c) réside dans le noyau des eucaryotes, dans chacune des cellules qui composent les tissus de ces êtres (sauf dans les globules rouges matures des mammifères, qui manque de noyau).

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Chaque fois qu'une cellule est divisée, l'ADN doit être reproduit pour pouvoir créer une cellule fille avec du matériel génétique.

Réplication unidirectionnelle et bidirectionnelle

La réplication peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle, selon la formation de la fourche de réplication au point d'origine.

Logiquement, dans le cas de la réplication dans une direction, une seule fourche est formée, tandis que deux fourches sont formées en réplication bidirectionnelle.

Enzymes impliquées

Pour ce processus, une machinerie enzymatique complexe est nécessaire, qui fonctionne rapidement et qui peut reproduire l'ADN avec précision. Les enzymes les plus importantes sont l'ADN polymérase, l'ADN prima, l'ADN d'hélicase, l'ADN Ligasa et la topoisomérase.

Début de la réplication et de la formation de la fourche

La réplication de l'ADN ne commence pas de place aléatoire dans la molécule. Il existe des régions spécifiques de l'ADN qui marquent le début de la réplication.

Dans la plupart des bactéries, le chromosome bactérien a un seul point de départ riche en AT. Cette composition est logique, car elle facilite l'ouverture de la région (les paires AT sont unies par deux ponts d'hydrogène, tandis que la paire GC par trois).

Alors que l'ADN commence à s'ouvrir, une structure en forme Y est formée: la fourche de réplication.

Allongement et mouvement du Mepque

L'ADN polymérase ne peut pas commencer la synthèse des filles à partir de zéro. Vous avez besoin d'une molécule qui a une extrémité 3'F que la polymérase a où démarrer la polymérisation.

Cette extrémité libre 3 'est proposée par une petite molécule nucléotidique appelée First ou Primer. Le premier agit comme une sorte de crochet pour la polymérase.

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Avec le cours de la réplication, la fourche de réplication a la capacité de se mobiliser à travers l'ADN. Le passage de la fourche de réplication laisse deux molécules d'ADN à bande unique qui dirigent la formation de filles à double bande.

La fourche peut avancer grâce à l'action des enzymes d'hélicase qui déroulent la molécule d'ADN. Cette enzyme brise les ponts d'hydrogène entre les paires de bases et permet le déplacement de Fork.

Résiliation

La réplication est terminée lorsque les deux fourches sont à 180 ° C de l'origine.

Dans ce cas, nous parlons de la façon dont le processus de réplication dans les bactéries coule et il est nécessaire de mettre en évidence l'ensemble du processus de torsion de la molécule circulaire qui implique une réplication. La topoisomérase a un rôle pertinent dans le détention de la molécule.

La réplication de l'ADN est semi-conservatrice

Vous êtes-vous demandé comment se produit la réplication de l'ADN? Autrement dit, à partir de l'hélice double, une autre double hélice doit survenir, mais comment cela se produit? Pendant plusieurs années, c'était une question ouverte parmi les biologistes. Il pourrait y avoir plusieurs permutations: deux vieilles brins ensemble et deux nouvelles ensemble, ou une nouvelle et une vieille femme pour former la double hélice.

En 1957, cette question a été résolue par les chercheurs Matthew Meselson et Franklin Stahl. Le modèle de réplication proposé par les auteurs était le semi -semi-préservation.

Meselson et Stahl ont déclaré que le résultat de la réplication est deux molécules de double propulseur d'ADN. Chacune des molécules résultantes est composée d'un ancien brin (de la mère ou de la molécule initiale) et d'un nouveau volet nouvellement synthétisé.

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Le problème de polarité

Comment fonctionne la polymérase?

L'hélice ADN est formée par deux chaînes qui exécutent l'antiparalle: l'une est dans 5'-3 'et une autre direction de 3'-5'.

L'enzyme la plus importante du processus de réplication est l'ADN polymérase, qui est responsable de la catalyse de l'union de nouveaux nucléotides qui seront ajoutés à la chaîne. L'ADN polymérase ne peut étendre la chaîne que dans une direction de 5'-3 '. Ce fait entrave la duplication simultanée des chaînes dans la fourche de réplication.

Parce que? L'ajout des nucléotides se produit à l'extrémité libre 3'DE est un groupe hydroxyle (-OH). Ainsi, une seule des chaînes peut être facilement amplifiée par l'ajout de terminal nucléotidique à la fin 3 '. C'est ce qu'on appelle le brin conducteur ou continu.

Production de fragments d'Okazaki

L'autre brin ne peut pas s'allonger, car l'extrémité libre est de 5 'et non le 3' et aucune polymérase ne catalyse l'ajout de nucléotides à l'extrémité 5 '. Le problème est résolu avec la synthèse de plusieurs fragments courts (de 130 à 200 nucléotides), chacun dans le sens normal de la réplication de 5 à 3 '.

Cette synthèse discontinue des fragments, se termine par l'union de chacune des parties, réaction catalysée par l'ADN ligase. En l'honneur du découvreur de ce mécanisme, Reiji Okazaki, les petits segments synthétisés sont appelés fragments d'Okazaki.

Les références

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, un. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologie cellulaire essentielle. Garland Science.
2. Cooper, G. M., & Hausman, R. ET. (2004). La cellule: approche moléculaire. Medicinska Naklada.