Synthèse d’un ARNm

-> partir de ribonucléotides isolés en prenant modèle sur un segment d’ADN. Requiert l’intervention d’une enzyme : L’ARN polymérase. Peut-être bloquée par plusieurs antibiotiques.

3 étapes :

1) Initiation : Promoteurs = Régions de l’ADN signalant le début de la transcription. Leur position détermine quel brin sera lu en premier (brin matriciel). ARN polymérase s’y fixe grâce au facteur σ (site actif) : Enzyme déroule la double hélice et amorce la synthèse d’ARN

2) Élongation : Après initiation, σ se dissocie de l’ARN polymérase et synthèse des nucléotides se poursuit. ARN polymérase lit le brin matriciel dans la direction 3’ -> 5’, et donc la chaîne d’ARN dans le sens 5’ -> 3’. Ce brin d’ARN se détache au fur et à mesure de sa synthèse, permettant à l’ADN de retrouver sa structure bicaténaire (double-brin)

3) Terminaison : ARN polymérase reconnaît signaux de terminaison de la chaîne (mal connus)

Principales étapes :
- Déspiralisation de la double hélice
- Écartement des deux brins complémentaires
- Formation d’une fourche de réplication
- Copolymérisation sur chacun des brins d’un brin complémentaire
- Réparation et liaison des fragments d’Okasaki

- Respiralisation des deux doubles hélices

Problèmes :

1) Deux brins d’ADN de la double-hélice antiparallèles : 5’->3’ pour l’un, 3’->5’ pour l’autre. Problème : ADN polymérase2 ne copolymérise que dans le sens 5’->3’. Le long du brin 3’ -> 5’ : Lecture normale. Le long du brin 5’->3’ : Fragmentation (fragments d’Okasaki, 2000 paires de nucléotides environ), lecture inverse et reconstruction par l’enzyme ligase

2) ADN polymérase ne peut initier la lecture sur un brin désapparié (brin « tout seul ») : Rappariement avec un brin d’ARN (Primer ou amorce pour l’enzyme) d’environ 200 à 300 nucléotides, dégradé ensuite et remplacé par des segments d’ADN Réplisome : Ensemble des enzymes intervenant dans la réplication. Mécanisme de réparation : D’un taux de fautes de 103 à 105 nucléotides, on passe à 1/107 chez les bactéries et 1/109-10 chez les eucaryotes.

Caractère semi-conservateur de la réplication

Plusieurs hypothèses formulées à la base :

- Conservatrice : Molécule initiale conservée, servant de modèle

- Semi-conservatrice : Deux brins de la molécule mère séparés et donnant lieu à une chaîne chacun (= bonne hypothèse)

- Dispersif : Cassage de la chaîne en plusieurs petits bouts

Expérience de Meselson et Stahl (1958) : Bactéries cultivées en présence de 15N plutôt que de 14N, plus lourd. En résulte un ADN lourd, 1% plus lourd que l’ADN normal. Culture bactérienne ensuite transférée dans milieu normal, le temps qu’elle ne se divise qu’une seule fois. Constatation : ADN nouvelle génération d’une densité intermédiaire entre l’ADN normal et l’ADN lourd : Confirme la validité de l’hypothèse semi-conservative.

2 alphabets : Nucléotidique (A-G-C-U) et polypeptidique (20 acides aminés). Passage de l’un à l’autre lors du transfert de l’information de l’ADN. 1 acide aminé = Triplet, suite de 3 nucléotides nommé codon (se lisent dans la direction 5’ -> 3’). 64 (4³) combinaisons possibles, donc 44 excédentaires (puisque 20 acides aminés) : Code « dégénéré » (minimise les effets des mutations). Code génétique commun à tous les êtres vivants.