La synthèse d'ADN se produit dans le cadre de la réplication de l'ADN. L'ADN est le vecteur de l'information génétique et contrôle tous les processus de la vie. Il est situé dans le noyau de la cellule chez l'homme comme dans tous les autres organismes vivants. L'ADN a la forme d'un double brin, semblable à une échelle de corde enroulée, appelée hélice. Cette double hélice se compose de deux ADN molécules. Chacun des deux brins simples complémentaires est constitué d'un squelette de sucre molécules (désoxyribose) et phosphate résidus, auxquels les quatre azotés organiques base la guanine, l'adénine, la cytosine et la thymine sont attachées. Les deux brins sont liés l'un à l'autre via Hydrogénation liaisons entre opposées, dites complémentaires, base. Ici, selon le principe de l'appariement de bases complémentaires, les liaisons ne sont possibles qu'entre guanine et cytosine d'une part, et adénine et thymine d'autre part.
Qu'est-ce que la synthèse d'ADN?
La synthèse d'ADN se produit dans le cadre de la réplication de l'ADN. L'ADN est le vecteur de l'information génétique et contrôle tous les processus de la vie. Pour que l'ADN se réplique, le processus de synthèse d'ADN est nécessaire. Il décrit la construction de acide désoxyribonucléique (abrégé en ADN ou aussi ADN). L'enzyme décisive dans ce processus est l'ADN polymérase. Ce n'est qu'ainsi que la division cellulaire est possible. Pour la réplication, le double brin d'ADN enroulé est d'abord déroulé par enzymes appelées hélicases et topoisomérases, et les deux brins simples sont séparés l'un de l'autre. Cette préparation pour la réplication réelle est appelée initiation. Maintenant, un morceau d'ARN est synthétisé, dont l'ADN polymérase a besoin comme point de départ pour son activité enzymatique. Au cours de l'allongement suivant (extension de brin), chaque simple brin peut être utilisé par l'ADN polymérase comme matrice pour synthétiser l'ADN homologue complémentaire. Depuis l'un des base ne peut jamais former de liaisons qu'avec une autre base, il est possible d'utiliser un simple brin pour reconstruire l'autre brin correspondant. Cette attribution des bases complémentaires est la tâche de l'ADN polymérase. le sucre-phosphate le squelette du nouveau brin d'ADN est ensuite lié par une ligase. Cela crée deux nouveaux doubles brins d'ADN, chacun contenant un brin de l'ancienne hélice d'ADN. La nouvelle double hélice est donc appelée semi-conservatrice. Les deux brins de la double hélice ont une polarité qui indique l'orientation de la molécules. La direction des deux molécules d'ADN dans une hélice est opposée. Cependant, étant donné que l'ADN polymérase ne fonctionne que dans une direction, seul le brin qui est dans l'orientation correspondante peut être construit en continu. L'autre brin est synthétisé morceau par morceau. Les segments d'ADN résultants, également connus sous le nom de fragments d'Okazaki, sont ensuite réunis par la ligase. La terminaison de la synthèse d'ADN à l'aide de divers cofacteurs est appelée terminaison.
Fonction et tâche
Étant donné que la plupart des cellules ont une durée de vie limitée, de nouvelles cellules doivent constamment se former dans le corps par division cellulaire pour remplacer celles qui meurent. Par exemple, rouge sang les cellules du corps humain ont une durée de vie moyenne de 120 jours, alors que certaines cellules intestinales doivent être remplacées par de nouvelles cellules après seulement un ou deux jours. Cela nécessite une division cellulaire mitotique, dans laquelle deux nouvelles cellules filles identiques sont créées à partir d'une cellule mère. Les deux cellules nécessitent l'ensemble complet de gènes, donc contrairement aux autres composants cellulaires, cela ne peut pas être simplement divisé. Pour s'assurer qu'aucune information génétique n'est perdue pendant la division, l'ADN doit être dupliqué («répliqué») avant la division. Les divisions cellulaires ont également lieu lors de la maturation des cellules germinales mâles et femelles (œufs et sperme cellules). Cependant, dans les divisions méiotiques qui ont lieu, l'ADN n'est pas dupliqué car une réduction de moitié de l'ADN est souhaitée. Quand l'oeuf et sperme fusible, le nombre complet de chromosomes, l'état de conditionnement de l'ADN, est alors de nouveau atteint. L'ADN est essentiel au fonctionnement du corps humain et de tous les autres organismes, car il est à la base de la synthèse de protéines. Une combinaison de trois bases consécutives représente chacune un acide aminé, d'où le terme code triplet. Chaque triplet de bases est «traduit» en un acide aminé via l'ARN messager (ARNm); celles-ci acides aminés sont ensuite liés dans le plasma cellulaire pour former protéines.L'ARNm ne diffère de l'ADN que par un atome dans le sucre résidu du squelette et dans certaines bases. L'ARNm sert donc principalement de support d'information pour transporter les informations stockées dans l'ADN du noyau vers le cytoplasme.
Maladies et troubles
Un organisme incapable de synthèse d'ADN ne serait pas viable, car de nouvelles cellules doivent être constamment formées par division cellulaire même pendant le développement embryonnaire. Cependant, des erreurs de synthèse d'ADN, c'est-à-dire des bases individuelles insérées incorrectement qui ne suivent pas le principe de l'appariement de bases complémentaires, se produisent relativement fréquemment. Pour cette raison, les cellules humaines ont des systèmes de réparation. Ceux-ci sont basés sur enzymes qui contrôlent le double brin d'ADN et corrigent les bases mal insérées par divers mécanismes. Par exemple, la zone autour de la base incorrecte peut être découpée et reconstruite selon le principe de synthèse expliqué. Cependant, si les systèmes de réparation de l'ADN de la cellule sont défectueux ou surchargés, des mésappariements de bases, appelés mutations, peuvent s'accumuler. Ces mutations déstabilisent le génome, augmentant la probabilité d'erreurs toujours nouvelles au cours de la synthèse de l'ADN. Une accumulation de telles mutations peut conduire à cancer. Dans ce processus, certains gènes acquièrent un cancer-effet promoteur (gain de fonction) du fait de la mutation, alors que d'autres gènes perdent leur effet protecteur (perte de fonction). Cependant, dans certaines cellules, un taux d'erreur accru est même souhaitable pour les rendre plus adaptables, comme dans certaines cellules de l'homme. système immunitaire .
