Les acides nucléiques jouent un rôle important pour assurer l'activité vitale des cellules des organismes vivants. Un représentant important de ce groupe de composés organiques est l'ADN, qui contient toutes les informations génétiques et est responsable de la manifestation des caractéristiques nécessaires.
Qu'est-ce que la réplication ?
Dans le processus de division cellulaire, il est nécessaire d'augmenter la quantité d'acides nucléiques dans le noyau afin qu'il n'y ait pas de perte d'informations génétiques dans le processus. En biologie, la réplication est la duplication de l'ADN par la synthèse de nouveaux brins.
Le but principal de ce processus est de transférer l'information génétique aux cellules filles sans aucune mutation.
Enzymes et protéines de réplication
La duplication de la molécule d'ADN peut être comparée à n'importe quel processus métabolique dans la cellule, qui nécessite les protéines appropriées. Étant donné que la réplication est un élément important de la division cellulaire en biologie, de nombreux peptides auxiliaires sont impliqués ici.
L'ADN polymérase est la plus importante enzyme de reduplication responsablepour la synthèse de la chaîne fille de l'acide désoxyribonucléique. Dans le cytoplasme de la cellule, en cours de réplication, la présence de triphosphates nucléiques est obligatoire, qui apportent toutes les bases nucléiques
Ces bases sont des monomères d'acide nucléique, donc toute la chaîne de la molécule est construite à partir d'eux. L'ADN polymérase est responsable du processus d'assemblage dans le bon ordre, sinon toutes sortes de mutations sont inévitables.
- Primase est une protéine responsable de la formation d'une amorce sur la chaîne de matrice d'ADN. Cette amorce est aussi appelée amorce, elle a la structure de l'ARN. Pour l'enzyme ADN polymérase, la présence de monomères initiaux est importante, à partir desquels une synthèse supplémentaire de la chaîne polynucléotidique entière est possible. Cette fonction est assurée par l'amorce et son enzyme correspondante.
- Hélicase (hélicase) forme une fourche de réplication, qui est une divergence des chaînes matricielles en cassant les liaisons hydrogène. Cela permet aux polymérases de s'approcher plus facilement de la molécule et de commencer la synthèse.
- Topoisomérase. Si vous imaginez une molécule d'ADN comme une corde torsadée, alors que la polymérase se déplace le long de la chaîne, une tension positive se formera en raison d'une forte torsion. Ce problème est résolu par la topoisomérase, une enzyme qui casse la chaîne pendant une courte période et déplie toute la molécule. Après cela, la zone endommagée est recousue et l'ADN n'est pas stressé.
- Les protéines Ssb se fixent comme des grappes aux brins d'ADN à la fourche de réplication pour empêcher la reformation de liaisons hydrogène avant la fin du processus de reduplication.
- Ligas. Fonction enzymatiqueconsiste à coudre des fragments d'Okazaki sur le brin retardé de la molécule d'ADN. Cela se produit en découpant les amorces et en insérant des monomères d'acide désoxyribonucléique natif à leur place.
En biologie, la réplication est un processus complexe en plusieurs étapes extrêmement important dans la division cellulaire. Par conséquent, l'utilisation de diverses protéines et enzymes est nécessaire pour une synthèse efficace et correcte.
Mécanisme de duplication
Il existe 3 théories qui expliquent le processus de duplication de l'ADN:
- Les conservateurs déclarent qu'une molécule fille de l'acide nucléique a une nature matricielle et que la seconde est complètement synthétisée à partir de zéro.
- Semi-conservateur proposé par Watson et Crick et confirmé en 1957 dans des expériences sur E. Coli. Cette théorie dit que les deux molécules d'ADN filles ont un ancien brin et un nouvellement synthétisé.
- Le mécanisme de dispersion est basé sur la théorie selon laquelle les molécules filles ont des sections alternées sur toute leur longueur, constituées à la fois d'anciens et de nouveaux monomères.
Modèle semi-conservateur maintenant scientifiquement prouvé. Qu'est-ce que la réplication au niveau moléculaire ? Au début, l'hélicase rompt les liaisons hydrogène de la molécule d'ADN, ouvrant ainsi les deux chaînes pour l'enzyme polymérase. Ces derniers, après la formation des graines, commencent la synthèse de nouvelles chaînes dans le sens 5'-3'.
La propriété d'antiparallélisme de l'ADN est la principale raison de la formation de brins avant et arrière. Sur le brin avant, l'ADN polymérase se déplace en continu, tandis que sur le brin retardéil forme des fragments d'Okazaki, qui seront réunis par la ligase à l'avenir.
Caractéristiques de la réplication
Combien y a-t-il de molécules d'ADN dans le noyau après réplication ? Le processus lui-même implique un doublement de l'ensemble génétique de la cellule, donc, pendant la période synthétique de la mitose, l'ensemble diploïde a deux fois plus de molécules d'ADN. Une telle entrée est généralement marquée comme 2n 4c.
En plus de la signification biologique de la réplication, les scientifiques ont trouvé une application du processus dans divers domaines de la médecine et de la science. Si en biologie la réplication est la duplication de l'ADN, alors en laboratoire, la reproduction des molécules d'acide nucléique est utilisée pour créer plusieurs milliers de copies.
Cette méthode s'appelle la réaction en chaîne par polymérase (PCR). Le mécanisme de ce processus est similaire à la réplication in vivo, par conséquent, des enzymes et des systèmes tampons similaires sont utilisés pour son évolution.
Conclusions
La réplication est d'une grande importance biologique pour les organismes vivants. Le transfert d'informations génétiques au cours de la division cellulaire n'est pas complet sans la duplication des molécules d'ADN, de sorte que le travail coordonné des enzymes est important à toutes les étapes.
