L' ADN molécule constitue la base de toute la vie connue parce que sa structure lui permet d'être facilement copié dans les cellules vivantes, ce qui leur permet de se reproduire.L'information génétique d'un organisme est contenue dans son ADN, et la duplication exacte est tenue de transmettre ces informations aux générations suivantes. La copie du matériel génétique dans la cellule noyau est appelé réplication de l'ADN. Le mécanisme par lequel il se produit est appelée réplication semi-conservative, et il implique le clivage d'une molécule en deux parties, dont chacune forme un modèle pour une nouvelle molécule complète. Matériaux disponibles au sein de la cellule sont ensuite ajoutés à ces modèles pour terminer le processus.
La structure de l'ADN
Chaque molécule d'ADN est composée de deux brins, constitués de groupes de sucre et de phosphate, avec des molécules appelées bases formant des liens entre eux. Il existe quatre bases différentes: l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). Chaque base, de même que les groupes de sucre et de phosphate à laquelle il est attaché, est connu comme un nucléotide. Les deux brins sont maintenus ensemble par l'hydrogène des liaisons entre les bases; liaisons avec A et C, T et G, de sorte qu'elles forment des paires dites paires de bases complémentaires.
Les brins forment une double hélice , ou deux structures en spirale parallèles, tandis que les paires de base s'étendent sur l'espace entre les brins. Les molécules d'ADN sont normalement étroitement enroulé, à maintes reprises, et forment des structures appelées chromosomes. L'information génétique complète, ou du génome d'un organisme est contenue dans un ensemble de chromosomes; l'humain génome contient environ trois milliards de paires de bases. la réplication de l'ADN forme un nouveau jeu de chromosomes, avant la division cellulaire. Le processus de réplication peut être décomposé en un certain nombre d'étapes, chacune commandée par des enzymes .
Fractionnement
Pour répliquer, les brins d'ADN doivent être séparés. Les liaisons hydrogène entre les paires de bases sont assez solides pour tenir les brins ensemble dans des circonstances normales, mais assez faible pour leur permettre d'être séparés facilement si nécessaire. Depuis la molécule est normalement dans un état très enroulé, les deux brins ne seront pas partagés sans aide. Les enzymes appelées gyrases travaillent pour se détendre, ou dérouler, l'ADN, tandis que les enzymes appelées hélicases commencent à le décompresser, brisant les liaisons hydrogène entre les paires de bases. Protéines spéciales se lient alors aux brins séparés afin de les séparer et de permettre la réplication se produise.
Duplication
Les nucléotides existent indépendamment de l'ADN dans le noyau d'une cellule, ou, dans le cas des bactéries, à l'intérieur du fluide de la cellule. Quand une molécule d'ADN a été séparé, ces libres nucléotides lien avec les bases complémentaires non appariés de chaque brin - de A à T et C à G - former une nouvelle molécule, double brin. Ce processus est activé par des enzymes appelées ADN polymérases. Les deux copies qui en résultent ont chacun un nouveau volet et celui de la molécule originale. C'est pourquoi la réplication de l'ADN est appelé semi-conservatrice - la moitié de chaque molécule est nouvelle et demi est sauvé de son parent.
Les processus de fractionnement et chevauchement de duplication. Comme brins se séparent, les nouveaux brins complémentaires sont construits tandis que la division se poursuit le long de la double hélice. molécules d'ADN dans la plupart des organismes sont très longues, il est donc plus efficace pour la séparation et la duplication de se produire dans de nombreux endroits à la fois. Ces points sont connus comme les origines de réplication.Lorsque deux de ces origines se rencontrent, enzymes appelées ligases rejoindre la nouvelle brins ensemble.
Vérification des erreurs
Le processus de réplication est extrêmement précis, mais des erreurs se produisent.Parfois, un lien peut se former entre la mauvaise combinaison de bases. Par exemple, G peut parfois lien avec T à la place de A. Les bases peuvent également exister sous des formes légèrement différentes qui peuvent se lier à d'autres, incorrect, appariements.
Typiquement, il y a environ une erreur pour 100 millions d'obligations de paires de bases.Chez un être humain, cela se traduirait par environ 30 erreurs pour chaque répétition complète. Il y a, cependant, un certain nombre de vérification des erreurs et des mécanismes de correction qui détectent et réparent les erreurs de manière très efficace. Par exemple, les liens entre les paires de bases inégales sont relativement instables, et les polymérases enzymes qui aident le processus de duplication peuvent également détacher un nucléotide incorrect, permettant une nouvelle correct, un à ajouter. Celles-ci réduisent le nombre moyen d'erreurs par la réplication à environ trois.
Les erreurs de réplication: Mutations, le cancer et Evolution
Des erreurs dans la réplication de l'ADN sont généralement une mauvaise chose au niveau individuel. Ils peuvent conduire à des mutations, qui sont généralement défavorable, ils peuvent entraîner un cancer ou d'autres maladies potentiellement mortelles. D'autre part, sans ces erreurs, les êtres humains et d'autres organismes tels qu'ils sont connus aujourd'hui ne seraient pas ici. Parfois, une mutation peut donner un avantage, augmentant les chances de survie assez longtemps pour se reproduire et de transmettre le changement favorable, qui deviendra plus commun d'un organisme. C'est ainsi que l'évolution fonctionne: erreurs de réplication permettent organismes de s'adapter à des environnements changeants et à évoluer vers de nouvelles formes de vie.
