1. Formation du complexe de pré-réplication (pré-RC) :
- Avant que la réplication de l'ADN puisse commencer, des complexes de pré-réplication (Pré-RC) se forment à des endroits spécifiques appelés origines de réplication.
- Les pré-RC sont constitués de plusieurs protéines, dont le complexe de reconnaissance d'origine (ORC), le cycle de division cellulaire 6 (Cdc6) et le complexe hélicase de maintenance des mini-chromosomes (MCM).
2. Activation de Cdc25 et CDK :
- Le début de la réplication de l'ADN est régulé par les points de contrôle du cycle cellulaire, qui garantissent que les conditions sont favorables à la réplication.
- Les points de contrôle activent les protéines phosphatases telles que Cdc25, qui éliminent les groupes phosphate inhibiteurs des kinases dépendantes des cyclines (CDK).
- CDK2 forme un complexe avec la cycline E, et CDK1 forme un complexe avec la cycline A. Ces complexes CDK sont cruciaux pour favoriser la transition vers la phase S et initier la réplication de l'ADN.
3. Activité kinase dépendante de la cycline :
- Une fois activées, les kinases cyclines-dépendantes phosphorylent divers composants du pré-RC, conduisant au recrutement de protéines supplémentaires et au remodelage du pré-RC en une fourche de réplication fonctionnelle.
- Les événements de phosphorylation par les CDK déclenchent le chargement de l'hélicase MCM sur l'ADN et le déroulement de la double hélice, permettant le début de la réplication.
4. Activité de l'hélicase et de la topoisomérase :
- Le complexe hélicase MCM déroule le duplex d'ADN à l'origine de la réplication, créant une « bulle de réplication » où les fourches de réplication peuvent s'étendre de manière bidirectionnelle.
- Les topoisomérases aident à soulager le stress de torsion causé par le déroulement de l'ADN en cassant et en rejoignant les brins d'ADN, permettant un déroulement fluide de l'ADN et une progression des fourches de réplication.
5. Facteurs de réplication et ADN polymérases :
- Les facteurs de réplication, tels que les protéines de liaison à l'ADN simple brin (SSB) et la protéine de réplication A (RPA), aident à stabiliser l'ADN déroulé et à prévenir un réhybridation prématurée.
- Les ADN polymérases, notamment les ADN polymérases α, δ et ε, sont responsables de la synthèse de nouveaux brins d'ADN. Ils ajoutent des nucléotides aux chaînes d’ADN en croissance, en utilisant les brins d’ADN parentaux comme modèles.
6. Coordination des forks de réplication :
- Plusieurs fourches de réplication sont établies le long de chaque chromosome lors de la réplication de l'ADN.
- Le déclenchement des origines et la progression des fourches de réplication sont coordonnés pour garantir que l'ensemble du génome soit répliqué efficacement. Cette coordination implique des facteurs et des mécanismes de régulation pour éviter les collisions entre les forks de réplication.
Dans l’ensemble, l’initiation de la réplication de l’ADN dans les cellules humaines est un processus complexe et finement orchestré qui repose sur l’interaction de nombreuses protéines et voies de régulation. Une bonne coordination de ces événements garantit que la réplication de l’ADN est précise, efficace et synchronisée avec d’autres processus cellulaires cruciaux.
