Différence principale - réplication de l'ADN vs transcription

La réplication et la transcription de l'ADN sont toutes deux impliquées dans la liaison de nucléotides complémentaires dans l'ADN, produisant respectivement de nouveaux brins d'ADN et d'ARN. Dans la réplication de l'ADN, l'ADN produit deux répliques exactes du génome entier afin de subir la division cellulaire. D'autre part, la transcription est la première étape de l'expression des gènes, où sont produites les protéines nécessaires au fonctionnement cellulaire. Lors de la transcription, seules de petites séquences d'ADN sont transcrites en ARN. Les différence clé entre la réplication de l'ADN et la transcription est que La réplication de l'ADN est le processus de fabrication d'une réplique exacte du génome, tandis que la transcription est le transfert d'informations génétiques d'un segment particulier d'ADN en ARN.

Cet article étudie,

1. Qu'est-ce que la réplication de l'ADN - Définition, fonction, processus, fonctionnalités 2. Qu'est-ce que la transcription - Définition, fonction, processus, fonctionnalités 3. Quelle est la différence entre la réplication de l'ADN et la transcription

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN

La réplication de l'ADN est appelée la production de deux répliques exactes d'ADN à partir d'une molécule d'ADN originale. L'information génétique stockée dans l'ADN est héritée par la descendance par la réplication de l'ADN. Lors de la réplication, les deux brins d'ADN servent de matrices. Par conséquent, la réplication de l'ADN est considérée comme se produisant de manière semi-conservatrice.

La réplication de l'ADN est initiée à l'origine de la réplication dans chaque chromosome. Le processus est effectué par le groupe d'enzymes appelées ADN polymérases. L'ADN polymérase nécessite un court brin d'ARN connu sous le nom d'amorce afin d'initier la réplication. Le déroulement de la double hélice dans le génome produit les fourches de réplication. Au niveau de la fourche de réplication, diverses enzymes sont associées à la réplication. La réplication de l'ADN se produit de manière bidirectionnelle au niveau de la fourche de réplication. Le nouveau brin d'ADN, qui est synthétisé en continu, est appelé brin principal. L'autre brin, qui est synthétisé sous forme de morceaux appelés fragments d'Okazaki, est appelé brin retardé.

L'ADN polymérase synthétise le nouveau brin en ajoutant des nucléotides complémentaires à la matrice. L'ajout de nucléotides se fait dans le sens 3' vers 5', à partir de l'extrémité 3' de la chaîne nucléotidique existante. Le squelette sucre-phosphate est formé par la formation de liaisons phosphodiester entre le groupe phosphate proximal et le 3'OH du cycle pentose du nucléotide entrant. La topoisomérase, l'hélicase, l'ADN primase et l'ADN ligase sont les autres enzymes impliquées dans la réplication de l'ADN. La réplication de l'ADN se termine au niveau des régions télomériques du chromosome.

Habituellement, les ADN polymérases maintiennent une haute fidélité car l'incorporation d'un mésappariement est inférieure à un sur 10⁷ nucléotides incorporés. Ils consistent également en une activité de relecture de 3' à 5' où ils peuvent supprimer les inadéquations incorporées à la fin. D'autre part, les mésappariements peuvent être réparés par les mécanismes de réparation des mésappariements post-réplication. Le taux d'incorporation d'erreurs finales est inférieur à un sur 10⁹ nucléotides incorporés.

Figure 1: réplication de l'ADN

La réplication de l'ADN in vitro est réalisée à l'aide d'amorces d'ADN artificielles et d'ADN polymérases, qui sont isolées à partir de bactéries. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est la technique de biologie moléculaire utilisée pour la réplication in vitro de l'ADN. L'enzyme utilisée en PCR est la Taq polymérase. En utilisant une paire d'amorces d'ADN, la PCR synthétise des fragments d'ADN à partir d'une séquence connue.

Qu'est-ce que la transcription

La transcription est le processus de copie d'une séquence d'ADN en ARN à l'aide de l'enzyme ARN polymérase. Les gènes sont transcrits en ARNm afin d'initier l'expression des gènes. L'ARN polymérase synthétise le transcrit primaire de l'ARNm en lisant le brin d'ADN antisens de la direction 3' à 5'. Le brin d'ARN résultant est complémentaire et antiparallèle à la matrice. Il est synthétisé de la direction 5′ à 3′. Un gène est constitué à la fois d'une séquence codante et de séquences régulatrices. La séquence codante code pour la séquence d'acides aminés d'une protéine tandis que les séquences régulatrices régulent l'expression du gène.

Figure 2: Transcription à l'ARN polymérase

La transcription est initiée par la liaison de l'ARN polymérase au promoteur à l'aide de facteurs de transcription. La liaison forme une bulle de transcription, constituée d'environ 14 bases du promoteur double brin déroulé. Après la sélection du site d'initiation de la transcription, les nucléotides sont ajoutés par l'ARN polymérase. A la fin de la transcription, une queue polyadénylate est ajoutée à l'extrémité 3' du transcrit primaire. Chez les eucaryotes, la polyadénylation, le coiffage des extrémités 5' et l'épissage des exons sont collectivement appelés modifications post-transcriptionnelles. Les gènes peuvent également coder pour des ARN non codants, des ARNr et des ARNt qui, par conséquent, aident à la synthèse, à la régulation et au traitement des protéines.

Différence entre la réplication de l'ADN et la transcription

Définition

Réplication de l'ADN: La réplication de l'ADN produit deux répliques exactes de la molécule d'ADN double brin originale. Chacun des nouveaux brins se compose d'un brin d'ADN original.

Transcription: La transcription produit une molécule d'ARN simple brin en utilisant l'ADN double brin.

Fonction

Réplication de l'ADN: Il transmet l'intégralité du génome à sa descendance.

Transcription: Il génère des copies d'ARN d'un gène particulier.

Enzyme requise

Réplication de l'ADN: Topoisomérase, hélicase, ADN primase et ADN ligase.

Transcription: Transcriptase (type d'ADN hélicase) et ARN polymérase.

Occurrence dans le cycle cellulaire

Réplication de l'ADN: Il se produit dans la phase S lorsque la cellule se prépare à la division.

Transcription: Il se produit dans les phases G1 et G2 lorsque la cellule a besoin de synthétiser des protéines.

Précurseurs nucléotidiques

Réplication de l'ADN: Il utilise dATP, dGTP, dTTP et dCTP comme précurseurs.

Transcription: Il utilise l'ATP, l'UTP, le GTP et le CTP comme précurseurs.

fidélité

Réplication de l'ADN: L'ADN polymérase maintient une haute fidélité grâce à son activité exonucléase 3' à 5'.

Transcription: L'ARN polymérase maintient moins de fidélité que l'ADN polymérase.

Longueur du nouveau brin

Réplication de l'ADN: Il synthétise de longs brins d'ADN.

Transcription: Il synthétise des brins d'ARN relativement courts.

Lier

Réplication de l'ADN: Le brin d'ADN nouvellement synthétisé est lié à sa matrice par des liaisons hydrogène.

Transcription: L'ARN transcrit se sépare de sa matrice.

Amorces

Réplication de l'ADN: L'ADN polymérase nécessite une amorce d'ARN pour l'initiation de la réplication.

Transcription: L'ARN polymérase ne nécessite aucune amorce.

Fragment d'Okazaki

Réplication de l'ADN: Le brin retardé génère des fragments d'Okazaki.

Transcription: La transcription n'a lieu que dans la direction 5′ à 3′, à l'exclusion des fragments d'Okazaki.

Des produits

Réplication de l'ADN: Deux brins filles sont produits.

Transcription: L'ARNm, l'ARNt, l'ARNr et l'ARN non codant tel que le microARN sont produits.

Le sort des produits

Réplication de l'ADN: L'ADN répliqué reste dans le noyau.

Transcription: La plus grande partie du produit passe dans le cytoplasme.

Durée de vie des produits

Réplication de l'ADN: L'ADN répliqué est conservé par la descendance.

Transcription: La plupart des ARN sont dégradés avant même de fonctionner.

Traitement

Réplication de l'ADN: L'ADN nouvellement synthétisé ne subit aucun traitement.

Transcription: Les ARN transcrits subissent des modifications post-transcriptionnelles.

Conclusion

La réplication de l'ADN se produit lorsque la cellule se prépare à la division cellulaire. Ainsi, tout le génome d'un organisme subit une réplication à la fois. Par conséquent, les deux brins servent de modèles pour la réplication. Dans la fourche de réplication, le brin principal est synthétisé en continu et le brin retardé est synthétisé par des fragments d'Okazaki. Enfin, les ADN polymérases devraient maintenir des niveaux de fidélité élevés, puisque la réplique sera le génome de la progéniture. Lors de la transcription, les gènes sont copiés dans l'ARN afin de synthétiser des protéines pour les fonctions cellulaires. Seul le brin antisens est transcrit puisque l'ARN est une molécule simple brin. Les ARN polymérases maintiennent moins de fidélité que les ADN polymérases car les ARN ont une courte durée de vie. Par conséquent, la principale différence entre la réplication de l'ADN et la transcription réside dans leurs produits ultimes.

Référence:1. "Réplication de l'ADN". Wikipédia, l'encyclopédie libre, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication. Consulté le 19 février 20172. « Mécanisme moléculaire de la réplication de l'ADN ». KHANACEDAMY, 2017. https://www.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication. Consulté le 19 février 20173. « Transcription (biologie) ». Wikipédia, l'encyclopédie libre, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Transcription_(biologie). Consulté le 19 février 20174. Sagar Aryal, « Différence entre la réplication et la transcription ». MICROBIOLOGY INFO, Notes de microbiologie en ligne, 2014. http://www.microbiologyinfo.com/difference-replication-transcription/. Consulté le 19 février 2017

Courtoisie d'image: 1. « Réplication de l'ADN en.svg ». Par LadyofHats Mariana Ruiz - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia2. "RNAP TEC petit.jpg". Par Abbondanzieri sur Wikipedia anglais - Créé avec le programme de rendu Protein Explorer en utilisant les coordonnées 1H38 déposées dans le référentiel RCSB PDB (domaine public) via Commons Wikimedia