La réplication de l'ADN – l'acide désoxyribonucléique – se produit avant qu'une cellule ne se divise pour garantir que les deux cellules reçoivent une copie exacte du matériel génétique du parent. Bien qu'il existe de nombreuses similitudes dans la façon dont les cellules procaryotes et eucaryotes répliquent leur ADN, il existe plusieurs distinctions entre eux, en raison de la taille et de la complexité différentes des molécules, y compris le temps qu'il faut pour terminer le processus.
Différences entre les cellules eucaryotes et procaryotes
Les cellules procaryotes ont une structure assez simple. Ils n'ont pas de noyau, pas d'organites et une petite quantité d'ADN sous la forme d'un seul chromosome circulaire. Les cellules eucaryotes, quant à elles, ont un noyau, plusieurs organites et davantage d'ADN disposés en plusieurs chromosomes linéaires.
Étapes de la réplication de l'ADN
La réplication de l'ADN commence à un endroit spécifique de la molécule d'ADN appelé origine de la réplication. A l'origine, les enzymes déroulent la double hélice rendant ses composants accessibles pour la réplication. Chaque brin de l'hélice se sépare ensuite de l'autre, exposant les bases maintenant non appariées pour servir de modèles pour de nouveaux brins. Un petit segment d'ARN - l'acide ribonucléique - est ajouté comme amorce, puis de nouvelles bases nucléotidiques qui complètent les bases non appariées peuvent être assemblées pour former deux brins filles à côté de chaque brin parent. Cet assemblage est réalisé avec des enzymes appelées ADN polymérases. Lorsque le processus est terminé, deux molécules d'ADN identiques l'une à l'autre et à la molécule mère se sont formées.
Similitudes entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote
Les étapes de la réplication de l'ADN sont généralement les mêmes pour tous les organismes procaryotes et eucaryotes. Le déroulement de l'ADN est accompli par une enzyme appelée ADN hélicase. La fabrication de nouveaux brins d'ADN est orchestrée par des enzymes appelées polymérases.
Les deux types d'organismes suivent également un modèle appelé réplication semi-conservatrice. Dans ce schéma, les brins individuels d'ADN sont fabriqués dans différentes directions, produisant un brin avant et un brin en retard. Les brins retardés sont créés par la production de petits fragments d'ADN appelés fragments d'Okazaki qui sont finalement réunis. Les deux types d'organismes commencent également de nouveaux brins d'ADN avec une petite amorce d'ARN.
Différences entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote
Les différences entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote sont en grande partie liées aux contrastes de taille et de complexité de l'ADN et des cellules de ces organismes. La cellule eucaryote moyenne a 25 fois plus d'ADN qu'une cellule procaryote.
Dans les cellules procaryotes, il n'y a qu'un seul point d'origine, la réplication se produit dans deux directions opposées en même temps et a lieu dans le cytoplasme cellulaire. Les cellules eucaryotes, quant à elles, ont plusieurs points d'origine et utilisent une réplication unidirectionnelle dans le noyau de la cellule. Les cellules procaryotes possèdent un ou deux types de polymérases, tandis que les eucaryotes en ont quatre ou plus.
La réplication se produit également à un rythme beaucoup plus rapide dans les cellules procaryotes que chez les eucaryotes. Certaines bactéries ne prennent que 40 minutes, tandis que les cellules animales comme les humains peuvent prendre jusqu'à 400 heures. De plus, les eucaryotes ont également un processus distinct pour répliquer les télomères aux extrémités de leurs chromosomes. Avec leurs chromosomes circulaires, les procaryotes n'ont pas de fin à synthétiser. Enfin, la courte réplication chez les procaryotes se produit presque en continu, mais les cellules eucaryotes ne subissent une réplication de l'ADN que pendant la phase S du cycle cellulaire.
