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Mécanisme de synthèse d'ADN

Copie de la recette de la durée

L'ADN, ou l'acide désoxyribonucléique, est la molécule biologique qui contient l'information requise pour produire un organisme vivant. Pendant que la cellule se divise pour devenir deux, l'ADN doit être copié de sorte que les deux cellules contiennent l'information génétique nécessaire. La synthèse, ou effectuer des brins d'ADN neufs en cellules vivantes désigné sous le nom de la « réplication de l'ADN ».

Réplication de l
Réplication de l'ADN. Crédit d'image : Designua/Shutterstock

Effectuer un brin d'ADN neuf

L'ADN est trouvé comme double helice, où deux brins d'ADN sont liés ensemble dans deux helices. Le procédé de la réplication de l'ADN commence quand les deux brins d'ADN séparent. Une hélicase appelée d'enzymes déroule et sépare les obligations entre les deux brins d'ADN, et ces deux boucles séparées agissent en tant que les matrices à partir dont l'ADN neuf est effectué.

Les ADNs polymérase sont un groupe d'enzymes qui effectuent l'ADN neuf. Mais, pour que cette enzyme fonctionne, il a besoin d'une amorce - une séquence de nucléotides courte qui est fixée à un des brins d'ADN de légère brûlure. Pendant la réplication de l'ADN, l'amorce est habituellement une séquence courte d'acide ribonucléique (ARN), qui est dégradée et plus tard remplacée par ADN.

L'amorce fournit un 3' le groupe d'hydroxyle sur lequel l'ADN polymérase ajoute les précurseurs d'ADN, les nucléotides. Quand des nucléotides sont ajoutés au 3' extrémité de l'amorce ou du brin d'ADN neuf, une obligation est formée entre le 3' groupe d'hydroxyle de l'amorce/de ADN neuf et du 5' groupe de phosphate du nucléotide.

Il y a quatre types de nucléotides d'ADN, que chacun a différentes bases azotées ; adénine (a), cytosine (c), guanine (G) et thymines (t). Celles-ci sont toujours trouvées dans les paires, À et le CG. Ceci désigné sous le nom « base de Watson-Torticolis appareillant », et ainsi si la matrice a d'un nucléotide de « A », alors un nucléotide de « T » sera ajouté au brin d'ADN croissant. Si c'est un nucléotide de « G », alors un nucléotide de « C » sera ajouté à la boucle croissante.

Directionnalité d'ADN, et comment elle affecte la synthèse d'ADN

L'ADN a la directionnalité, avec une boucle allant de 5' à 3' et l'autre qui va de 3' à 5'. Dans le 5' - 3' boucle, le 3' extrémité est exposé pendant la synthèse de l'ADN neuf. Ceci signifie que l'ADN polymérase peut effectuer l'ADN neuf en direction de la matrice ADN.

Cependant, quand il s'agit de 3' - 5' gabarit, ceci partirait du 5' extrémité exposée ; comment l'ADN polymérase traite-t-il ceci ? Dans le 3' - 5' boucle, ADN neuf est effectué par l'ADN polymérase effectuant sous peu 5' - 3' éclats, éclats appelés d'Okazaki. Puis une enzyme différente, ligase d'ADN, branche les éclats d'Okazaki ensemble pour former le 3' neuf - 5' brin d'ADN.

Correction d'épreuves

Parfois, des erreurs sont effectuées en ajoutant des nucléotides sur le brin d'ADN de matrice. Quelques ADNs polymérase ont ce qui est « 3' appelé - 5' activité d'exonucléase ». Le 3' - 5' activité d'exonucléase, fonctionnant contre l'activité de polymérase ou de synthèse, coupe les nucléotides à l'opposé qui n'apparient pas la matrice. Ceci fournit une correction d'épreuves de sorte que le brin d'ADN neuf soit aussi précis comme possible.

Comment est-ce que c'exploité est en biologie moléculaire ?

Des propriétés de la synthèse d'ADN ont été employées dans techniques variées de biologie moléculaire ; amplification en chaîne par polymérase (PCR) et ordonnancement d'ADN.

Amplification en chaîne par polymérase

L'ACP est une technique développée pendant les années 1980 pour amplifier une partie spécifique d'ADN. Des amorces d'ADN sont conçues pour couvrir la région d'intérêt. La chaleur est employée pour séparer les deux brins d'ADN, et la température est alors abaissée pour permettre aux amorces de fixer à l'ADN. Un ADN polymérase thermostable effectue alors les brins d'ADN neufs appariant la région d'intérêt en ajoutant des nucléotides au 3' extrémité des amorces.

Ordonnancement d'ADN

L'ordonnancement d'ADN établit la commande des bases (A, C, G, T) trouvé dans l'ADN. L'ordonnancement de Sanger est un de l'ADN tôt ordonnançant des techniques, où la synthèse d'ADN est arrêtée. Ceci est rendu possible en retirant le groupe d'hydroxyle du 3' extrémité des nucléotides, pour cette raison quand ces « nucléotides de dideoxy » sont comportés au brin d'ADN l'ADN polymérase ne peut pas ajouter le prochain nucléotide. Ces nucléotides de dideoxy sont mélangés à des nucléotides, pour cette raison des éclats des longueurs variables sont produits. En ayant le dideoxy-A, le dideoxy-C, le dideoxy-G et le dideoxy-T dans des réactions indépendantes, le dernier nucléotide de l'éclat peut être déterminé. Une fois séparé par taille, la séquence d'ADN peut alors être déterminée en regardant ce que sont le dernier nucléotide des éclats selon la taille.

Bien que l'ADN moderne ordonnançant des méthodes soient automatisés et moins laborieux que Sanger ordonnançant, il y a une partie qui est basé sur l'ordonnancement de Sanger ; par exemple, différentes teintures fluorescentes peuvent être ajoutées à chaque dideoxy-nucléotide et aux différences trouvées par différentes couleurs de fluorescence.

Sources

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Maho Yokoyama

Written by

Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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