Par David H. Nguyen, Ph.D.
Les enzymes qui ajoutent des nucléotides à une chaîne d'ADN sont appelées polymérases, et elles sont nombreuses. Comprendre quels types de polymérases remplissent quelles fonctions dans quelles circonstances clarifiera la complexité de ce sujet. Les processus de transcription, fabrication d'ARN à partir d'ADN, et de réplication, copie d'ADN à partir d'ADN, sont des fonctions majeures qui nécessitent des polymérases pour lier les nucléotides en longues chaînes. Les procaryotes, tels que les bactéries, et les eucaryotes, tels que les cellules humaines, ont des polymérases qui peuvent fonctionner différemment ou de manière similaire, selon le contexte. Cependant, le même thème central de liaison précise des nucléotides est présent à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes.
Transcription eucaryote
L'ARN polymérase II (ARN Pol II) est l'enzyme qui ajoute des nucléotides à une nouvelle chaîne d'ADN produite lors de la transcription. Il est recruté sur le site de départ de la transcription d'un gène par un groupe de facteurs de transcription qui se lient à la boîte TATA, qui est une séquence de nucléotides proche de la ligne de départ du gène. Ces facteurs de transcription sont appelés la famille TFII (pour transcription factor for polymerase II) de protéines. Ces facteurs de transcription aident l'ARN polymérase II à commencer à voyager le long de l'ADN déroulé. Au fur et à mesure qu'il avance, il relie les nucléotides dans une nouvelle chaîne en faisant correspondre les nucléotides flottants libres avec leurs paires de bases correspondantes sur le brin matrice d'ADN.
Les enzymes qui ajoutent des nucléotides à une chaîne d'ADN sont appelées polymérases, et elles sont nombreuses. Comprendre quels types de polymérases remplissent quelles fonctions dans quelles circonstances clarifiera la complexité de ce sujet. Les processus de transcription, fabrication d'ARN à partir d'ADN, et de réplication, copie d'ADN à partir d'ADN, sont des fonctions majeures qui nécessitent des polymérases pour lier les nucléotides en longues chaînes. Les procaryotes, tels que les bactéries, et les eucaryotes, tels que les cellules humaines, ont des polymérases qui peuvent fonctionner différemment ou de manière similaire, selon le contexte. Cependant, le même thème central de liaison précise des nucléotides est présent à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes.
Transcription procaryote
L'ARN polymérase II bactérienne est un complexe protéique à sous-unités multiples. Au lieu d'être recruté sur le site de démarrage de la transcription par les protéines de la famille TFII - comme c'est le cas avec la version eucaryote - l'ARN bactérien Pol II possède une sous-unité appelée facteur sigma. Le facteur sigma amène l'ensemble du complexe ARN Pol II à la ligne de départ du gène. Le facteur sigma aide à ouvrir la double hélice d'ADN, permettant au complexe ARN Pol II bactérien de glisser le long d'un brin d'ADN et de commencer à ajouter de nouveaux nucléotides.
Les enzymes qui ajoutent des nucléotides à une chaîne d'ADN sont appelées polymérases, et elles sont nombreuses. Comprendre quels types de polymérases remplissent quelles fonctions dans quelles circonstances clarifiera la complexité de ce sujet. Les processus de transcription, fabrication d'ARN à partir d'ADN, et de réplication, copie d'ADN à partir d'ADN, sont des fonctions majeures qui nécessitent des polymérases pour lier les nucléotides en longues chaînes. Les procaryotes, tels que les bactéries, et les eucaryotes, tels que les cellules humaines, ont des polymérases qui peuvent fonctionner différemment ou de manière similaire, selon le contexte. Cependant, le même thème central de liaison précise des nucléotides est présent à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes.
Réplication de l'ADN
La réplication de l'ADN est généralement similaire entre les eucaryotes et les procaryotes. La réplication est différente de la transcription en ce que les deux brins d'ADN sont copiés en même temps - les deux brins d'ADN servent de matrices. Dans la réplication de l'ADN, un brin de nouvel ADN est produit sous la forme d'une chaîne continue (appelée brin), tandis que l'autre brin de nouvel ADN est constitué de courts morceaux discontinus (appelés brin). L'ADN polymérase III est l'enzyme qui ajoute des nucléotides pour former le brin principal continu. Une autre polymérase, l'ADN polymérase I, ajoute des nucléotides pour former les fragments discontinus (appelés fragments d'Okazaki) sur le brin retardé.
Les enzymes qui ajoutent des nucléotides à une chaîne d'ADN sont appelées polymérases, et elles sont nombreuses. Comprendre quels types de polymérases remplissent quelles fonctions dans quelles circonstances clarifiera la complexité de ce sujet. Les processus de transcription, fabrication d'ARN à partir d'ADN, et de réplication, copie d'ADN à partir d'ADN, sont des fonctions majeures qui nécessitent des polymérases pour lier les nucléotides en longues chaînes. Les procaryotes, tels que les bactéries, et les eucaryotes, tels que les cellules humaines, ont des polymérases qui peuvent fonctionner différemment ou de manière similaire, selon le contexte. Cependant, le même thème central de liaison précise des nucléotides est présent à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes.
Plus d'une polymérase
Il existe cinq ADN polymérases chez les bactéries et 15 chez l'homme. Ils appartiennent généralement à trois classes différentes: A, B et X. L'ADN Pol III, qui constitue le brin principal lors de la réplication de l'ADN, est un type de classe A et produit de très longs brins (30 000 nucléotides) avant de tomber de l'ADN. L'ADN Pol I, qui produit les courts fragments d'Okazaki discontinus sur le brin retardé, appartient à la classe B - il produit des fragments d'environ 600 nucléotides de long. Enfin, la classe X contient des polymérases impliquées dans la réparation de l'ADN endommagé. Ils ajoutent également des nucléotides, mais sous forme de chaînes courtes.
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Les références
- Biologie moléculaire de la cellule: l'ARN polymérase II nécessite des facteurs de transcription généraux
- Biologie moléculaire de la cellule: les signaux codés dans l'ADN indiquent à l'ARN polymérase par où commencer et où s'arrêter
- Biologie cellulaire moléculaire: la machinerie de réplication eucaryote est généralement similaire à celle d'E. coli
- Revues critiques en sciences végétales: fonctions multiples des ADN polymérases
A propos de l'auteur
David H. Nguyen est titulaire d'un doctorat et est biologiste du cancer et écrivain scientifique. Sa spécialité est la biologie tumorale. Il s'intéresse également aux profondes intersections entre l'injustice sociale et les disparités en matière de santé cancéreuse, qui affectent particulièrement les minorités ethniques et les peuples asservis. Il est l'auteur du livre électronique Kindle "Tips of Surviving Graduate & Professional School".
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