La ADN polymérase C'est une enzyme chargée de catalyser la polymérisation du nouveau brin d'ADN lors de la réplication de cette molécule. Sa fonction principale est d'apparier les désoxyribonucléotides triphosphates avec ceux de la chaîne matrice. Participe également à la réparation de l'ADN.
Cette enzyme permet l'appariement correct entre les bases d'ADN du brin matrice et le nouveau, en suivant le schéma de A il s'apparie avec T, et G avec C.
Le processus de réplication de l'ADN doit être efficace et doit être effectué rapidement, donc l'ADN polymérase fonctionne en ajoutant environ 700 nucléotides par seconde et ne fait qu'une erreur toutes les 109 ou 10dix nucléotides incorporés.
Il existe différents types d'ADN polymérase. Ceux-ci varient à la fois chez les eucaryotes et les procaryotes, et chacun a un rôle spécifique dans la réplication et la réparation de l'ADN..
Il est possible que l'une des premières enzymes à apparaître dans l'évolution ait été les polymérases, car la capacité de répliquer précisément le génome est une exigence intrinsèque pour le développement des organismes..
La découverte de cette enzyme est attribuée à Arthur Kornberg et à ses collègues. Ce chercheur a identifié l'ADN polymérase I (Pol I) en 1956, tout en travaillant avec Escherichia coli. De même, ce sont Watson et Crick qui ont proposé que cette enzyme puisse produire des copies fidèles de la molécule d'ADN..
Index des articles
Les organismes procaryotes (organismes sans véritable noyau, délimités par une membrane) possèdent trois ADN polymérases principales, généralement abrégées en pol I, II et III.
L'ADN polymérase I participe à la réplication et à la réparation de l'ADN et a une activité d'exonucléase dans les deux sens. Le rôle de cette enzyme dans la réplication est considéré comme secondaire.
II participe à la réparation de l'ADN et son activité d'exonucléase est au sens 3'-5 '. III participe à la réplication et à la révision de l'ADN, et comme l'enzyme précédente, elle a une activité d'exonucléase au sens 3'-5 '.
Les eucaryotes (organismes avec un vrai noyau, délimité par une membrane) ont cinq ADN polymérases, nommées avec des lettres de l'alphabet grec: α, β, γ, δ et ε.
La polymérase γ est située dans les mitochondries et est responsable de la réplication du matériel génétique dans cet organite cellulaire. En revanche, les quatre autres se trouvent dans le noyau des cellules et sont impliqués dans la réplication de l'ADN nucléaire..
Les variants α, δ et ε sont les plus actifs dans le processus de division cellulaire, ce qui suggère que leur fonction principale est associée à la production de copies d'ADN..
L'ADN polymérase β, quant à elle, présente des pics d'activité dans les cellules qui ne se divisent pas, on suppose donc que sa fonction principale est associée à la réparation de l'ADN..
Différentes expériences ont réussi à vérifier l'hypothèse selon laquelle elles associent principalement les polymérases α, δ et ε à la réplication de l'ADN. Les types γ, δ et ε ont une activité d'exonucléase 3'-5 '.
De nouvelles méthodes de séquençage ont réussi à identifier une grande variété de familles d'ADN polymérase. Chez les archées, en particulier, une famille d'enzymes, appelée famille D, a été identifiée qui sont uniques à ce groupe d'organismes..
L'ADN est la molécule qui porte toute l'information génétique d'un organisme. Il est composé d'un sucre, d'une base azotée (adénine, guanine, cytosine et thymine) et d'un groupement phosphate.
Pendant les processus de division cellulaire, qui se produisent constamment, l'ADN doit être copié rapidement et avec précision - en particulier dans la phase S du cycle cellulaire. Ce processus où la cellule copie l'ADN est connu sous le nom de réplication.
Structurellement, la molécule d'ADN est composée de deux brins, formant une hélice. Au cours du processus de réplication, ceux-ci se séparent et chacun agit comme un modèle pour la formation d'une nouvelle molécule. Ainsi, les nouveaux brins passent aux cellules filles dans le processus de division cellulaire..
Étant donné que chaque brin sert de modèle, la réplication de l'ADN est dite semi-conservatrice - à la fin du processus, la nouvelle molécule se compose d'un nouveau et d'un ancien brin. Ce processus a été décrit en 1958 par les chercheurs Meselson et Stahl, en utilisant des isopotes.
La réplication de l'ADN nécessite une série d'enzymes qui catalysent le processus. Parmi ces molécules protéiques, l'ADN polymérase se démarque.
Pour que la synthèse d'ADN se produise, les substrats nécessaires au processus sont nécessaires: désoxyribonucléotide triphosphate (dNTP)
Le mécanisme de réaction implique une attaque nucléophile du groupe hydroxyle à l'extrémité 3 'du brin en croissance sur l'alpha phosphate des dNTP complémentaires, éliminant un pyrophosphate. Cette étape est très importante, car l'énergie de polymérisation provient de l'hydrolyse des dNTP et du pyrophosphate résultant..
La pol III ou alpha se lie à l'amorce (voir propriétés des polymérases) et commence à ajouter des nucléotides. Epsilon allonge la chaîne de plomb et delta allonge le brin retardé.
Toutes les ADN polymérases connues partagent deux propriétés essentielles associées au processus de réplication.
Tout d'abord, toutes les polymérases synthétisent le brin d'ADN dans la direction 5'-3 ', ajoutant les dNTP au groupe hydroxyle de la chaîne en croissance..
Deuxièmement, les ADN polymérases ne peuvent pas commencer à synthétiser un nouveau brin à partir de rien. Ils ont besoin d'un élément supplémentaire appelé amorce ou amorce, qui est une molécule composée de quelques nucléotides qui fournit un groupe hydroxyle libre, où la polymérase peut s'ancrer et commencer son activité..
C'est l'une des différences fondamentales entre les ADN et les ARN polymérases, puisque cette dernière est capable d'initier la synthèse d'une chaîne de novo.
La première propriété des ADN polymérases mentionnée dans la section précédente représente une complication pour la réplication semi-conservatrice. Comme les deux brins d'ADN sont antiparallèles, l'un d'eux est synthétisé de manière discontinue (celui qui devrait être synthétisé dans la direction 3'-5 ').
Dans le brin retardé, la synthèse discontinue se produit par l'activité normale de la polymérase, 5'-3 ', et les fragments résultants - connus dans la littérature sous le nom de fragments d'Okazaki - sont liés par une autre enzyme, la ligase.
L'ADN est constamment exposé à des facteurs, à la fois endogènes et exogènes, qui peuvent l'endommager. Ces dommages peuvent bloquer la réplication et s'accumuler, affectant l'expression des gènes, générant des problèmes dans les différents processus cellulaires.
Outre son rôle dans le processus de réplication de l'ADN, la polymérase est également un élément clé des mécanismes de réparation de l'ADN. Ils peuvent également agir comme des capteurs dans le cycle cellulaire qui empêchent l'entrée dans la phase de division si l'ADN est endommagé..
Actuellement, grâce à des études cristallographiques, les structures de diverses polymérases ont été élucidées. Sur la base de leur séquence primaire, les polymérases sont regroupées en familles: A, B, C, X et Y.
Certains aspects sont communs à toutes les polymérases, en particulier ceux liés aux centres catalytiques de l'enzyme.
Ceux-ci comprennent deux sites actifs clés qui possèdent des ions métalliques, avec deux résidus d'aspartate et un résidu variable - soit l'aspartate ou le glutamate, qui coordonne les métaux. Il existe une autre série de résidus chargés qui entourent le centre catalytique et sont conservés dans les différentes polymérases.
Chez les procaryotes, l'ADN polymérase I est un polypeptide de 103 kd, II est un polypeptide de 88 kd et III se compose de dix sous-unités..
Chez les eucaryotes, les enzymes sont plus grosses et plus complexes: α est composé de cinq unités, β et γ d'une sous-unité, δ de deux sous-unités et ε de 5..
La réaction en chaîne par polymérase (PRC) est une méthode utilisée dans tous les laboratoires de biologie moléculaire, grâce à son utilité et sa simplicité. L'objectif de cette méthode est d'amplifier massivement une molécule d'ADN d'intérêt.
Pour y parvenir, les biologistes utilisent une ADN polymérase qui n'est pas endommagée par la chaleur (des températures élevées sont essentielles pour ce processus) pour amplifier la molécule. Le résultat de ce processus est un grand nombre de molécules d'ADN qui peuvent être utilisées à des fins différentes..
L'une des utilités cliniques les plus remarquables de la technique est son utilisation dans le diagnostic médical. Le PRC peut être utilisé pour vérifier les patients pour les bactéries et virus pathogènes..
Un nombre important de médicaments vise à tronquer les mécanismes de réplication de l'ADN dans l'organisme pathogène, qu'il s'agisse d'un virus ou d'une bactérie..
Dans certains cas, la cible est l'inhibition de l'activité de l'ADN polymérase. Par exemple, le médicament chimiothérapeutique cytarabine, également appelé cytosine arabinoside, désactive l'ADN polymérase.
Personne n'a encore commenté ce post.