Instant Culture : la RÉPLICATION de l'ADN sur JvArchive forum 18-25

27 février 2023 à 11:39:09

Chaque fois qu'une de nos cellules se divise en deux nouvelles cellules, le génome entier doit être copié. Le génome humain est constitué de 3 milliards de paires de bases d'informations qui constituent les 6 pieds d'ADN de chaque cellule.

Environ 50 milliards de nos 30 trillions de cellules meurent chaque jour et doivent être remplacées. Pour que cela se produise, 150 milliards de milliards (150 suivi de 12 zéros) d'informations génétiques ("bases") doivent être parfaitement copiées.

Le processus de copie de l'ADN dans un nouveau brin est un processus hautement orchestré qui implique la coopération de dizaines de machines nanomoléculaires qui travaillent toutes en tandem pour produire deux molécules d'ADN à double brin.

L'ADN est constitué de deux brins linéaires enroulés en hélice l'un autour de l'autre. Pour copier cet ADN, il faut d'abord le dérouler et séparer les deux brins. Ensuite, des enzymes protéiques lisent le code de l'ADN et en synthétisent une copie exacte. Les deux brins d'ADN sont copiés, ce qui produit deux molécules d'ADN identiques à double brin.

L'acteur principal du processus de copie est une machine moléculaire appelée ADN polymérase. Une fois l'ADN déroulé et séparé, cette enzyme se fixe à l'un des brins de l'ADN et lit son code, base par base. En lisant l'identité de chaque base, elle recrute une base complémentaire correspondante et la fixe au nouveau brin, qui est la copie. L'ADN polymérase balaie l'ADN et incorpore environ 1000 bases par seconde.

L'ADN polymérase possède une fidélité de copie extraordinairement élevée, ne commettant en moyenne qu'une erreur sur 10 millions de bases copiées. Les ADN polymérases ont également une capacité de relecture, ce qui leur confère l'étonnante capacité de reconnaître lorsqu'une erreur a été commise, d'inverser le sens, de retirer la base, d'incorporer la base correcte, puis de continuer à copier l'ADN à pleine vitesse.

En outre, il existe d'autres machines protéiques, connues sous le nom d'enzymes de réparation des mésappariements post-reproduction, qui surveillent l'ADN à la recherche d'erreurs non détectées. Ces enzymes corrigent l'erreur en coupant l'ADN à l'endroit de l'erreur, en synthétisant un nouveau brin avec la séquence correcte, puis en collant le nouveau brin dans la matrice. Ensemble, ces systèmes de copie et de correction permettent une fidélité de réplication de moins d'une erreur pour chaque milliard de bases ajoutées.

De nombreux acteurs interviennent dans le processus de réplication de l'ADN, mais certains des principaux acteurs sont :

Topoisomérase - cette machine commence à détendre l'ADN de sa forme super enroulée.

ADN hélicase - Cette machine protéique déroule complètement les deux brins d'ADN. Elle tourne aussi vite que la turbine d'un moteur à réaction.

ADN Gyrase - Cette protéine aide à soulager la tension induite par le déroulement du brin d'ADN.

Protéines de liaison à un seul brin - Les protéines SSB empêchent les deux brins d'ADN de se reconnecter après que l'hélicase les a déroulés et séparés.

Primase - cette enzyme aide à initier la réplication de l'ADN en fournissant un point de départ à l'ADN polymérase.

ADN polymérase - il existe plusieurs formes d'ADN polymérase, mais leur fonction collective est de lire le brin d'ADN matrice, de synthétiser une copie complémentaire exacte base par base et de corriger les erreurs en temps réel.

DNA Clamp - cette protéine empêche l'ADN polymérase de se déconnecter de l'ADN lorsqu'elle copie le brin matrice.

Télomérase - Ajoute des séquences d'extrémité aux extrémités du brin d'ADN pour maintenir sa longueur après la copie.

Dans l'image ci-dessous, vous pouvez voir un modèle moléculaire qui montre certains de ces acteurs et comment ils sont attachés à l'ADN pendant la réplication.

Si cela n'était pas déjà assez époustouflant, voici le clou du spectacle : les informations nécessaires à la construction de chacune de ces machines moléculaires se trouvent dans l'ADN qui est copié par ces machines. Les machines font des copies de leurs propres plans, afin que d'autres machines puissent être construites pour copier d'autres plans d'ADN. Je ne connais pas de scénario de la poule ou de l'oeuf plus profond que celui-là.