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 composé 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 des milliers de liaisons hydrogène plus faibles qui rejoignent les paires de bases nucléotidiques d'adénine et de thymine, et de cytosine et guanine, respectivement.
TL; DR (Too Long ; N'a pas lu)
L'enzyme hélicase peut séparer la molécule d'ADN à double hélice étroitement liée, permettant la réplication de l'ADN.
La nécessité de séparer les brins d'ADN
Ces brins étroitement liés peuvent être physiquement séparés, mais ils se rejoindraient à nouveau en double hélice en raison de leurs liens. De même, la chaleur peut provoquer 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 initiatrices commencent à déployer une partie de la double hélice, presque comme une fermeture éclair dézippée. L'enzyme qui peut effectuer ce travail s'appelle une hélicase à ADN. Ces hélicases d'ADN décompressent l'ADN là où il doit être synthétisé. Les hélicases le font en brisant les liaisons hydrogène de la paire de bases nucléotidiques qui maintiennent les deux brins d'ADN ensemble. Il s'agit d'un processus qui utilise l'énergie des molécules d'adénosine triphosphate (ATP), qui alimentent toutes les cellules. Les brins simples ne sont pas autorisés à revenir à un état superenroulé. En fait, l'enzyme gyrase intervient et détend l'hélice.
Réplication de l'ADN
Une fois que les paires de bases sont révélées par l'ADN hélicase, elles ne peuvent se lier qu'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 segment court ou une amorce.
Au niveau du segment d'amorce, l'enzyme ADN polymérase polymérise le brin d'ADN d'origine. Il fonctionne dans la zone où l'ADN se déroule, appelée fourche de réplication. Les nucléotides sont polymérisés à partir d'une extrémité de la chaîne nucléotidique et la synthèse se déroule dans une seule direction du brin (le brin "leader"). 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 volet, seuls des morceaux courts peuvent être synthétisés, et ceux-ci sont appelés fragments d'Okazaki. L'enzyme ADN ligase entre et complète le brin «en retard». Les enzymes «relisent» l'ADN répliqué et éliminent 99% des erreurs trouvées. 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 simplement se séparer tout seul, mais conserve plutôt les informations génétiques à transmettre à de nouvelles cellules et descendance. L'enzyme hélicase hautement efficace permet la rupture de la molécule d'ADN extrêmement enroulée, afin que la vie puisse continuer.
