Différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

Principale différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

Les réplications d'ADN procaryotes et eucaryotes se produisent avant le début de la division cellulaire. La réplication de l'ADN est un processus biologique par lequel les deux répliques génétiquement identiques de l'ADN sont synthétisées à partir d'une seule molécule d'ADN originale. La réplication de l'ADN garantit la réception de la copie exacte du matériel génétique du parent par chaque cellule fille. La réplication de l'ADN est réalisée par une classe d'enzymes appelées ADN polymérases. Les réplications d'ADN procaryotes et eucaryotes sont des réplications semi-conservatrices de l'ADN dans lesquelles un brin ancien et un nouveau peuvent être trouvés dans la cellule fille. Bien que le processus de réplication de l'ADN soit presque similaire chez les procaryotes et les eucaryotes, certaines différences peuvent survenir en raison de la taille et de la complexité du matériel génétique. le différence principale entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote est que la réplication de l'ADN procaryote se fait par une seule origine de réplication alors que la réplication de l'ADN eucaryote se produit par plusieurs origines de réplication.  

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que la réplication de l'ADN procaryote?
      - Définition, caractéristiques, mécanisme
2. Qu'est-ce que la réplication de l'ADN eucaryote?
      - Définition, caractéristiques, mécanisme
3. Quelles sont les similitudes entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote
      - Aperçu des caractéristiques communes
4. Quelle est la différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote
     - Comparaison des différences clés

Mots clés: ADN polymérase, réplication de l’ADN eucaryote, brin en retard, brin principal, origine de la réplication, amorce d’ARN, réplication de l’ADN procaryote, bulle de réplication, fourchette de réplication

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN procaryote?

La réplication de l'ADN procaryote est le processus par lequel les procaryotes tels que les bactéries et les archées dupliquent leur génome en une seconde copie, qui peut être transformée en une cellule fille. Les procaryotes sont constitués d'une molécule d'ADN circulaire double brin dans leur cytoplasme. L'ADN procaryote comprend une seule origine de réplication. L’ADN hélicase déroule l’ADN à l’origine de la réplication en rompant les liaisons hydrogène entre les bases azotées. La structure en forme de Y résultante est appelée fourche de réplication. Étant donné que l'ADN procaryote contient une seule origine de réplication, seules deux fourches de réplication sont formées au cours du processus de réplication. Ces deux fourches de réplication traitent de manière bidirectionnelle. Les protéines de liaison à l'ADN simple brin (SSB) stabilisent les deux brins déroulés, qui servent de brins de matrice pour la réplication. L'enzyme, l'ARN primase, synthétise une amorce d'ARN de cinq à dix paires de bases, complémentaire du brin matrice..

Figure 1: Réplication de l'ADN chez les procaryotes

Trois types d'ADN polymérases sont impliqués dans la réplication de l'ADN procaryote; ADN polymérase I, II et III. L'initiation et l'élongation de la réplication de l'ADN procaryote sont réalisées par l'ADN polymérase III. L'ADN polymérase III ajoute les nucléotides dans les directions 5 'à 3'. En raison de la nature antiparallèle de la double hélice de l'ADN, un brin va de 5 'à 3' (brin principal). L'autre brin va de 3 'à 5' direction (brin de retard). Etant donné que le brin retardant nécessite des amorces d'ARN en continu afin de synthétiser l'ADN dans la direction 5 'à 3', de nouveaux fragments d'ADN appelés fragments d'Okazaki sont formés en continu. Le remplissage des espaces et la réparation de l'ADN sont réalisés par les ADN polymérases I et II. L’amorce d’ARN est éliminée par l’ADN polymérase I. Le processus de réplication de l’ADN chez les procaryotes est présenté dans Figure 1. 

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN eucaryote?

La réplication de l'ADN eucaryote est le processus par lequel le génome eucaryote se duplique avant la division cellulaire. Bien que le mécanisme fondamental de la réplication de l'ADN eucaryote soit similaire à celui de la réplication de l'ADN procaryote, il existe quelques différences dues à la taille et à la structure de l'ADN eucaryote. L'ADN eucaryote est une molécule linéaire double brin. La quantité d'ADN eucaryote est environ 50 fois supérieure à celle de l'ADN procaryote. De plus, l'ADN eucaryote est fortement encombré d'histones à l'intérieur du noyau de la cellule. Par conséquent, la réplication de l'ADN se fait en trois étapes. initiation, allongement et fin.

Initiation

La réplication de l'ADN eucaryote se produit par plusieurs origines de réplication. Les origines de réplication multiples forment plusieurs bulles de réplication par chromosome. L’ADN hélicase et les BLU sont impliqués dans le déroulement et la stabilisation des deux matrices à chaque origine de réplication.    

Élongation

Pendant l'allongement, les ADN polymérases ajoutent de nouveaux nucléotides aux extrémités 3 'existantes. Les trois types d'ADN polymérases impliqués dans la réplication de l'ADN eucaryote sont l'ADN polymérase α, δ et ε. L'ADN polymérase α initie la réplication de l'ADN alors que l'ADN polymérase δ et ε sont impliqués dans l'élongation. L'ADN polymérase a également besoin d'un amorce d'ARN pour synthétiser le nouveau brin d'ADN et l'amorce est éliminée par l'ADN polymérase β. Les brins avant et en retard sont formés de la même manière que dans la réplication de l'ADN procaryote. L'élongation de réplication de l'ADN eucaryote est montrée dans Figure 2.

Figure 2: élongation

Résiliation

Une fois que le brin principal d'une bulle de réplication rencontre le brin en retard d'une seconde bulle de réplication, le processus de réplication est arrêté. Ensuite, l'amorce d'ARN est retirée et l'espace est comblé par les ADN polymérases librement flottantes. Les entailles sont reliées par l'ADN ligase. Les bulles de réplication multiples sont montrées dans figure 3.

Figure 3: Plusieurs bulles de réplication

Similarités entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

• Les réplications de l'ADN, procaryotes et eucaryotes, se produisent avant d'entrer dans la division nucléaire.
• La réplication de l'ADN procaryote et eucaryote fonctionne sur de l'ADN double brin.
• Le déroulement de l’ADN procaryote et eucaryote se fait par ADN hélicase.
• Les brins d’ADN non enroulés sont stabilisés par des protéines de liaison à l’ADN simple brin (SSB).
• La réplication de l'ADN procaryote et eucaryote est un processus à plusieurs étapes, réalisé par un complexe enzymatique appelé ADN polymérase..
• Chaque type d'ADN polymérase fonctionne dans la direction 5 'à 3'.
• Les amorces d'ARN sont nécessaires pour l'initiation des deux types de réplication de l'ADN.
• La synthèse de l'amorce d'ARN est réalisée par l'enzyme appelée primase..
• Les réplications de l'ADN, procaryotes et eucaryotes, se produisent de manière semi-conservatrice: un ancien brin d'ADN et un nouveau brin d'ADN peuvent être trouvés dans la cellule fille..
• Les réplications d'ADN procaryotes et eucaryotes sont bidirectionnelles, car les réplications progressent dans les deux sens..
• Des brins principaux et retardés sont formés dans les deux types de réplication de l'ADN.
• Le brin à la traîne produit les petits fragments d’ADN appelés fragments d’Okazaki, qui sont finalement assemblés.
• Le temps pris pour les deux types de réplication est d'environ une heure.

Différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

Définition

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est le processus par lequel un organisme procaryote duplique tout son génome afin de transmettre le second exemplaire à une cellule fille..

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est le processus par lequel le génome eucaryote se duplique avant la division cellulaire.

Occurrence

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est un processus continu.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote a lieu pendant la phase S du cycle cellulaire.

Emplacement

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote a lieu dans le cytoplasme.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote a lieu dans le noyau.

Type d'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote est circulaire et double brin.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote est linéaire et double brin avec des extrémités.

Quantité d'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: Il y a une petite quantité d'ADN procaryote.

Réplication de l'ADN eucaryote: La quantité d’ADN eucaryote est 50 fois supérieure à la quantité d’ADN procaryote.

Emballage

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote forme des structures en forme de boucle en s'enroulant autour de molécules de protéines ressemblant à des histones.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote forme des nucléosomes et montre un empaquetage d'ordre supérieur.

Origine de la réplication

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote est constitué d'une seule origine de réplication.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote est constitué de plusieurs origines de réplication (plus de 1000).

ADN polymérases

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est réalisée par l'ADN polymérase I et III.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est réalisée par l'ADN polymérase α, δ et ε.

Taille du fragment d'Okazaki

Réplication de l'ADN procaryote: Les fragments d’Okazaki ont une longueur relativement grande, de 1 000 à 2 000 nucléotides..

Réplication de l'ADN eucaryote: Les fragments d'Okazaki sont petits, d'environ 100 à 200 nucléotides.

ADN Gyrase

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN gyrase est impliqué dans la réplication de l'ADN procaryote.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN gyrase n'est pas nécessaire pour la réplication de l'ADN eucaryote.

Taux de réplication de l'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est un processus rapide et environ 2000 nucléotides sont ajoutés par seconde.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est un processus lent et environ 100 nucléotides sont ajoutés par seconde..

Synthèse finale

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote ne contient pas d'extrémités.

Réplication de l'ADN eucaryote: La télomérase est impliquée dans la synthèse finale de l'ADN eucaryote au cours de la réplication.

Produit final de la réplication

Réplication de l'ADN procaryote: Le produit final de la réplication de l’ADN procaryote est constitué de deux chromosomes circulaires..

Réplication de l'ADN eucaryote: Le produit final de la réplication de l'ADN eucaryote est constitué de deux chromatides soeurs..

Conclusion

La réplication de l'ADN procaryote et eucaryote sont deux processus impliqués dans la duplication des génomes avant la division cellulaire. Le mécanisme de réplication de l'ADN procaryote et eucaryote est similaire. Cependant, en raison de la taille et de la complexité du génome eucaryote, la réplication de l'ADN eucaryote est un processus plus complexe. Ainsi, la réplication de l'ADN eucaryote se produit par la formation de plusieurs origines de réplication. Mais, la réplication de l'ADN procaryote se produit par le biais d'une seule origine de réplication. Cependant, la réplication de l'ADN procaryote étant un processus rapide, le processus de réplication de l'ADN prend le même temps. Par conséquent, la principale différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote repose sur la taille et la complexité de chaque type de génome..

Référence:

1. «Réplication de l'ADN chez les procaryotes». Boundless. N.p., 02 juin 2016. Web. Disponible ici. 08 août 2017.
2. «Réplication de l'ADN chez les eucaryotes». Boundless. N.p., 26 mai 2016. Web. Disponible ici. 08 août 2017. 

Courtoisie d'image:

1. “Réplication de l'ADN en” Par LadyofHats Mariana Ruiz - Travail personnel. Image renommée depuis File: DNA replication.svg, (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. «Complexe de réplication» de Boumphreyfr - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. “DNA bubbles2" de Boumphreyfr - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia