Comment l'ADN se détend et reste-t-il?

Les hélicases sont responsables du déroulement de l'ADN double brin pour produire de l'ADN simple brin. Ils sont responsables du déroulement de l'ADN lors de la réplication, de la recombinaison et de la réparation de l'ADN. Le déroulement de l'ADN double brin commence à l'origine de la réplication et continue de former une structure appelée fourche de réplication. La rupture des liaisons hydrogène entre les deux brins d’ADN nécessite de l’énergie sous forme d’ATP. Les hélicases piègent également les bases non enroulées pour empêcher la réanimation de l'ADN.

Zones clés couvertes

1. Que sont les ADN hélicases?
     - Définition, caractéristiques
2. Comment l'ADN se détend et reste-t-il?
     - Processus de dénouement de l'ADN

Termes clés: ADN hélicase, réplication de l’ADN, fusion initiale de l’ADN, reconnaissance de l’origine, fourche de réplication

Que sont les ADN hélicases?

Les hélicases à ADN sont les composants fondamentaux de la réplication de l'ADN. La fonction principale des ADN hélicases est de dérouler de l'ADN double brin pour former de l'ADN simple brin. En plus de la réplication de l'ADN, les ADN hélicases sont également impliquées dans la transcription, la traduction, la recombinaison et la réparation de l'ADN. Un ADN hélicase procaryote est présenté dans Figure 1.

Figure 1: ADN hélicase procaryote

Comment l'ADN se détend et reste-t-il?

L'ADN est une molécule double brin qui sert de matériel héréditaire dans la plupart des organismes. Les deux brins d'ADN sont maintenus ensemble par des liaisons hydrogène. Le nouvel ADN est synthétisé par un processus appelé réplication de l’ADN. La réplication de l'ADN est un processus semi-conservateur où les deux brins servent de modèles. Par conséquent, les deux brins doivent être déroulés afin d’amorcer la réplication de l’ADN.

Les hélicases à ADN sont les enzymes qui catalysent le déroulement de l'ADN. Le déroulement de l'ADN initie la réplication de l'ADN. La reconnaissance de l'origine, la fusion initiale de l'ADN et la formation éventuelle de la fourche de réplication sont les trois étapes impliquées dans l'initiation de la réplication de l'ADN.

1. Reconnaissance de l'origine - La réplication de l'ADN est initiée à l'origine de la réplication. On trouve plusieurs origines de réplication dans les chromosomes. L'ADN double brin circulaire est constitué d'une seule origine de réplication. Un complexe de liaison à l'ADN multi-sous-unités connu sous le nom de complexe de reconnaissance d'origine (ORC) est responsable de la reconnaissance de l'origine de réplication.
2. Fusion initiale de l'ADN - L’hélicase MCM (mini-chromosome maintenance) est responsable de la fusion initiale de l’origine de réplication chez les eucaryotes. Chez les procaryotes, cela est fait par la protéine de reconnaissance de l'origine, DnaA, et une hélicase hexamérique appelée DnaB est ensuite chargée dans l'ADN fondu..
3. Formation du fork de réplication - Les hélicases poursuivent le processus de déroulement en formant une structure appelée fourche de réplication. Ils décomposent les liaisons hydrogène qui maintiennent les deux brins complémentaires ensemble. Ils utilisent l'énergie cellulaire sous forme d'ATP pour ce processus.

L'initiation de la réplication de l'ADN chez les eucaryotes est montrée dans Figure 2.

Figure 2: Initiation de la réplication de l'ADN chez les eucaryotes

Après la fusion initiale de l'ADN double brin, l'ADN polymérase se lie à l'origine de la réplication et lance le processus de réplication. Au fur et à mesure que la réplication progresse, la fourche de réplication progresse à travers le brin d'ADN déroulé. Puisque ces ADN hélicases sont piégés entre les deux brins, on évite la réanimation de bases complémentaires.

Conclusion

Les ADN hélicases sont les enzymes responsables du déroulement de l'ADN pour former un ADN simple brin nécessaire à la réplication, à la recombinaison et à la réparation de l'ADN. Ils décomposent les liaisons hydrogène entre les bases complémentaires des deux brins qui maintiennent les deux brins ensemble. Les hélicases d'ADN piégées entre l'ADN non enroulé empêchent la réanimation.

Référence:

1. Gai, Dahai et al. «Origine ADN Fusion et dérivation dans la réplication de l'ADN». Opinion actuelle en Biologie structurale, Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, décembre 2010, disponible ici..

Courtoisie d'image:

1. “Helicase” de Phoebus87 sur Wikipedia anglais (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “EukPreRC” de Lsanman - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia