7.5.1.2 Réplication : biosynthèse de l’ADN
En raison de leur complémentarité, chacun des deux brins de la molécule d’ADN
contient toute l’information génétique et sert de modèle pour la synthèse de nouveaux
brins complémentaires. Chacune des deux molécules d’ADN nouvellement formées
sera constituée d’un ancien brin (brin parental) et d’un nouveau brin (brin ?ls). Ce
processus est quali?é de semi-conservateur.
Le processus par lequel l’ADN se copie est appelé réplication (voir la ?gure 7.20). Il
commence par la séparation des deux brins parentaux par l’action de diverses protéines.
Par la suite, une enzyme (l’ADN polymérase) catalyse la formation de deux nouveaux
brins (brins ?ls), lesquels sont complémentaires à chacun des brins parentaux. La synthèse du brin en croissance s’effectue un nucléotide à la fois, dans le sens 5 ′ → 3′, ce
qui implique qu’un brin est synthétisé en continu, alors que l’autre est synthétisé par
fragments. Dans la ?gure 7.20, le brin de droite est synthétisé en continu, alors que le
brin de gauche est synthétisé par fragments, puisqu’il doit se développer dans le sens
3′ → 5 ′, au fur et à mesure que les brins d’ADN se séparent. Ces fragments sont ensuite
réunis par une enzyme appelée « ADN ligase », qui peut établir des liens entre les deux
extrémités des nucléotides.
Figure 7.20
Réplication de l’ADN
La ?délité de la réplication est très grande. Chaque cellule humaine compte 23 paires
de chromosomes, lesquels se composent de segments d’ADN (appelés « gènes »).
L’ensemble des gènes est estimé à 3,1 milliards de paires de bases et constitue le génome.
Une erreur dans la séquence des bases ne survient qu’aux 10 milliards de paires environ, mais cela peut avoir de graves conséquences sur la survie de l’organisme. Certaines
erreurs peuvent toutefois être corrigées par différents processus.
Par exemple, le fait que l’ADN possède une enzyme capable de détecter la présence
d’uraciles limite l’un des risques de mutation. En effet, la décomposition de cytosines en uraciles (voir la ?gure 7.21) impliquerait l’incorporation d’adénines au lieu
de guanines dans le brin ?ls au moment de la réplication de l’ADN. Heureusement,
une enzyme reconnaît la présence d’uraciles dans l’ADN comme une erreur et les remplace par des cytosines. Si l’ADN était constitué d’uraciles au lieu de thymines, il serait
impossible de différencier les uraciles véritables de ceux produits par la désamination
de la cytosine. L’utilisation de la thymine dans l’ADN augmente donc sa stabilité.
324 Chapitre 7 Acides nucléiques
En raison de leur complémentarité, chacun des deux brins de la molécule d’ADN
contient toute l’information génétique et sert de modèle pour la synthèse de nouveaux
brins complémentaires. Chacune des deux molécules d’ADN nouvellement formées
sera constituée d’un ancien brin (brin parental) et d’un nouveau brin (brin ?ls). Ce
processus est quali?é de semi-conservateur.
Le processus par lequel l’ADN se copie est appelé réplication (voir la ?gure 7.20). Il
commence par la séparation des deux brins parentaux par l’action de diverses protéines.
Par la suite, une enzyme (l’ADN polymérase) catalyse la formation de deux nouveaux
brins (brins ?ls), lesquels sont complémentaires à chacun des brins parentaux. La synthèse du brin en croissance s’effectue un nucléotide à la fois, dans le sens 5 ′ → 3′, ce
qui implique qu’un brin est synthétisé en continu, alors que l’autre est synthétisé par
fragments. Dans la ?gure 7.20, le brin de droite est synthétisé en continu, alors que le
brin de gauche est synthétisé par fragments, puisqu’il doit se développer dans le sens
3′ → 5 ′, au fur et à mesure que les brins d’ADN se séparent. Ces fragments sont ensuite
réunis par une enzyme appelée « ADN ligase », qui peut établir des liens entre les deux
extrémités des nucléotides.
Figure 7.20
Réplication de l’ADN
La ?délité de la réplication est très grande. Chaque cellule humaine compte 23 paires
de chromosomes, lesquels se composent de segments d’ADN (appelés « gènes »).
L’ensemble des gènes est estimé à 3,1 milliards de paires de bases et constitue le génome.
Une erreur dans la séquence des bases ne survient qu’aux 10 milliards de paires environ, mais cela peut avoir de graves conséquences sur la survie de l’organisme. Certaines
erreurs peuvent toutefois être corrigées par différents processus.
Par exemple, le fait que l’ADN possède une enzyme capable de détecter la présence
d’uraciles limite l’un des risques de mutation. En effet, la décomposition de cytosines en uraciles (voir la ?gure 7.21) impliquerait l’incorporation d’adénines au lieu
de guanines dans le brin ?ls au moment de la réplication de l’ADN. Heureusement,
une enzyme reconnaît la présence d’uraciles dans l’ADN comme une erreur et les remplace par des cytosines. Si l’ADN était constitué d’uraciles au lieu de thymines, il serait
impossible de différencier les uraciles véritables de ceux produits par la désamination
de la cytosine. L’utilisation de la thymine dans l’ADN augmente donc sa stabilité.
324 Chapitre 7 Acides nucléiques