L'acide désoxyribonucléique (ADN) est la molécule à double hélice hautement stable qui comprend le matériel génétique de la vie. La raison pour laquelle l'ADN est si stable est qu'il est constitué de deux brins complémentaires et des bases qui les relient. La structure torsadée de l'ADN provient de groupes de phosphate de sucre joints par de fortes liaisons covalentes, et de milliers de liaisons hydrogène plus faibles qui rejoignent les paires de bases nucléotidiques de l'adénine et de la thymine, respectivement cytosine et guanine.
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L'enzyme hélicase peut séparer la molécule d'ADN double hélice étroitement liée, ce qui permet la réplication de l'ADN.
La nécessité de séparer les brins d'ADN
Ces les brins étroitement liés peuvent être physiquement séparés, mais ils rejoindraient à nouveau une double hélice en raison de leurs liens. De même, la chaleur peut entraîner la séparation ou la «fusion» des deux brins. Mais pour que les cellules se divisent, l'ADN doit être répliqué. Cela signifie qu'il doit y avoir un moyen de séparer l'ADN pour révéler son code génétique, et de faire de nouvelles copies. C'est ce qu'on appelle la réplication.
Le travail de l'ADN hélicase
Avant la division cellulaire, la réplication de l'ADN commence. Les protéines initiateurs commencent à déployer une partie de la double hélice, presque comme si une fermeture à glissière était décompressée. L'enzyme qui peut effectuer ce travail s'appelle une hélicase d'ADN. Ces ADN hélicases décompressent l'ADN là où il a besoin d'être synthétisé. Les hélicases le font en brisant la paire de bases nucléotidiques qui lie les deux brins d'ADN. C'est un processus qui utilise l'énergie des molécules d'adénosine triphosphate (ATP), qui alimentent toutes les cellules. Les simples brins ne sont pas autorisés à revenir à un état super-enroulé. En effet, l'enzyme gyrase intervient et relaxe l'hélice.
Réplication de l'ADN
Une fois que les paires de bases sont révélées par l'ADN hélicase, elles ne peuvent que se lier avec leurs bases complémentaires. Par conséquent, chaque brin polynucléotidique fournit une matrice pour un nouveau côté complémentaire. À ce stade, l'enzyme connue sous le nom de primase déclenche la réplication sur un court segment, ou une amorce.
Au niveau du segment d'amorce, l'ADN polymérase polymerise le brin d'ADN d'origine. Cela fonctionne à la zone où l'ADN se déroule, appelée la fourchette de réplication. Les nucléotides sont polymérisés en commençant à une extrémité de la chaîne nucléotidique, et la synthèse se déroule dans une seule direction du brin (le brin "principal"). De nouveaux nucléotides rejoignent les bases révélées. L'adénine (A) se joint à la thymine (T) et la cytosine (C) se joint à la guanine (G). Pour l'autre brin, seules des pièces courtes peuvent être synthétisées, appelées fragments d'Okazaki. L'enzyme ADN ligase entre et complète le brin "retard". Les enzymes «relisent» l'ADN répliqué et éliminent 99% des erreurs détectées. Les nouveaux brins d'ADN contiennent les mêmes informations que le brin parent. C'est un processus remarquable, qui se produit constamment dans plusieurs millions de cellules.
En raison de sa forte liaison et de sa stabilité, l'ADN ne peut pas se dissocier tout seul, mais conserve l'information génétique à transmettre à de nouvelles cellules. descendance. L'enzyme hélicase hautement efficace rend possible la séparation de la molécule d'ADN extrêmement enroulée, de sorte que la vie peut continuer.
