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L’acide désoxyribonucléique (ADN) est une molécule à double hélice hautement stable qui porte le modèle génétique de la vie. Sa stabilité provient de deux brins complémentaires liés par de solides liaisons covalentes dans le squelette sucre-phosphate et des milliers de liaisons hydrogène entre les paires de bases adénine-thymine et cytosine-guanine.
L'enzyme hélicase rompt les liaisons hydrogène qui maintiennent les deux brins ensemble, permettant ainsi à l'ADN d'être répliqué.
Pour qu’une cellule se divise, chaque chromosome doit être dupliqué. Séparer physiquement les brins les ferait se recuire et la chaleur seule dénaturerait la molécule. Par conséquent, les cellules s'appuient sur un mécanisme contrôlé et alimenté par l'énergie pour dérouler la double hélice et exposer le code génétique.
Avant la réplication, les protéines initiatrices ouvrent une petite région de l’hélice, semblable au début d’une fermeture éclair. L’ADN hélicase prend alors le relais, brisant les liaisons hydrogène entre bases complémentaires. Ce déroulement consomme de l’ATP, la monnaie énergétique universelle de la cellule. Une fois que les brins sont monocaténaires, l'enzyme gyrase détend tout super-enroulement qui autrement empêcherait le déroulement ultérieur.
Une fois que l'hélicase a exposé les bases, chaque brin sert de modèle pour un nouveau brin complémentaire. Primase dépose une courte amorce d'ARN au niveau de la fourche de réplication, permettant à l'ADN polymérase d'ajouter des nucléotides dans une direction 5' → 3'. Le brin principal est synthétisé en continu, tandis que le brin retardateur est construit en fragments courts d'Okazaki que l'ADN ligase réunit plus tard. Les enzymes de relecture corrigent la plupart des inadéquations, garantissant ainsi la fidélité du génome copié.
En raison de sa forte liaison, l’ADN ne se brise pas spontanément; L'hélicase est essentielle pour sa séparation temporaire lors de la réplication, préservant ainsi l'intégrité génétique pour les générations successives.