Module 1 : la réplication chez les procaryotes
La duplication ou réplication chez les procaryotes
Le démarrage ou initiation de la réplication nécessite la synthèse d'amorces (ARN ou ADN de 10 à 40 nucléotides) résultant de la transcription de séquences d'ADN par la primase qui avec d'autres polypeptides forment le primosome. L'initiation requiert la participation de nombreuses protéines spécifiques ; l'ensemble forme le réplisome. Il y a une séparation localisée où se fixent les hélicases (DnaB, PriA) qui vont dérouler l'ADN en présence d'ATP. Le surenroulement qui en résulte est amoindri par les topoisomérases (I : tours positifs, II : tours négatifs) en modifiant le nombre d'entrecroisement des 2 brins d'ADN. Pour que l'ADN mère reste monocaténaire et ne soit pas dégradé par des nucléases, la région est recouverte de protéines spécifiques SSB (" single-strand binding protein "). Chaque initiation définit une unité de réplication (réplicon) et la formation de 2 fourches de réplication. La polymérisation réalisée par 3 ADN polymérases s'opère dans le sens 5' vers 3' au contact d'une matrice orientée 3' vers 5'. Comme les 2 brins sont anti parallèles, il y a 1 brin principal ou avancé (sens d'ouverture) ; l'autre, dit secondaire ou retardé, se forme de façon discontinue : les différents morceaux sont appelés fragments d'Okazaki (entre 1 000 et 2 000 nucléotides). Le brin retardé est amorcé au début de chaque fragments d'Okazaki. Le primosome forme au contact du brin retardé de petites amorces d'ARN allongés d'ADN par l'ADN polymérase III. Arrivée à l'amorce du fragment suivant, elle est remplacée par la l'ADN polymérase I qui coupe l'amorce d'ARN (agit comme une exonucléase) puis la remplace par de l'ADN (agit comme une polymérase). Les divers fragments du brin retardataire sont ensuite réunis par l'ADN ligase. Le fragment d'Okazaki qui dépasse l'origine devient brin principal et le brin principal est complété par d'autres fragments d'Okazaki :chaque brin d'ADN est dupliqué pour une partie de façon continu et pour une autre de façon discontinue.
Voir la vidéo du CD ROM de génétique (à réplication de l'ADN) disponible au Laboratoire de génétique et sur internet à l'adresse :http://www.univ-tours.fr/genet/ (à cours communs).
Primase :
Primosome :
Réplisome :
Hélicases :
Topoisomérases :
réplicon :
SSB (" single-strand binding protein ") :
fragments d'Okazaki :
ADN polymérase III :
ADN polymérase I :
ADN ligase :