Différence principale - réplication de l'ADN procaryote vs eucaryote

Les réplications d'ADN procaryotes et eucaryotes se produisent avant le début de la division cellulaire. La réplication de l'ADN est un processus biologique par lequel les deux répliques génétiquement identiques de l'ADN sont synthétisées à partir d'une seule molécule d'ADN originale. La réplication de l'ADN garantit la réception de la copie exacte du matériel génétique du parent par chaque cellule fille. La réplication de l'ADN est réalisée par une classe d'enzymes appelées ADN polymérases. Les réplications d'ADN procaryotes et eucaryotes sont des réplications d'ADN semi-conservatrices dans lesquelles un ancien et un nouveau brin peuvent être trouvés dans la cellule fille. Bien que le processus de réplication de l'ADN soit presque similaire chez les procaryotes et les eucaryotes, certaines différences peuvent survenir en raison de la taille et de la complexité du matériel génétique. Les différence principale entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote est que la réplication de l'ADN procaryote se produit via une seule origine de réplication alors que la réplication de l'ADN eucaryote se produit via plusieurs origines de réplication.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que la réplication de l'ADN procaryote - Définition, caractéristiques, mécanisme 2. Qu'est-ce que la réplication de l'ADN eucaryote - Définition, caractéristiques, mécanisme 3. Quelles sont les similitudes entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote – Comparaison des principales différences

Mots-clés: ADN polymérase, réplication de l'ADN eucaryote, brin retardé, brin principal, origine de la réplication, amorce d'ARN, réplication de l'ADN procaryote, bulle de réplication, fourche de réplication

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN procaryote

La réplication de l'ADN procaryote est le processus par lequel les procaryotes tels que les bactéries et les archées dupliquent leur génome en une deuxième copie, qui peut être transformée en une cellule fille. Les procaryotes sont constitués d'une molécule d'ADN circulaire double brin dans leur cytoplasme. L'ADN procaryote comprend une seule origine de réplication. L'ADN hélicase déroule l'ADN à l'origine de la réplication en rompant les liaisons hydrogène entre les bases azotées. La structure en forme de Y qui en résulte est appelée la fourche de réplication. Étant donné que l'ADN procaryote contient une seule origine de réplication, seules deux fourches de réplication sont formées au cours du processus de réplication. Ces deux fourches de réplication traitent de manière bidirectionnelle. Les protéines de liaison à l'ADN simple brin (SSB) stabilisent les deux brins déroulés, qui servent de brins matrices pour la réplication. L'enzyme, l'ARN primase, synthétise une amorce d'ARN longue de cinq à dix paires de bases, qui est complémentaire du brin matrice.

Figure 1: réplication de l'ADN chez les procaryotes

Trois types d'ADN polymérases sont impliqués dans la réplication de l'ADN procaryote; ADN polymérase I, II et III. L'initiation et l'allongement de la réplication de l'ADN procaryote sont tous deux réalisés par l'ADN polymérase III. L'ADN polymérase III ajoute des nucléotides dans la direction 5' à 3'. En raison de la nature antiparallèle de la double hélice d'ADN, un brin va de 5' à 3' (brin principal). L'autre brin va de 3' à 5' direction (brin en retard). Étant donné que le brin retardé nécessite des amorces d'ARN en continu afin de synthétiser l'ADN dans la direction 5 'à 3', de nouveaux fragments d'ADN appelés fragments d'Okazaki sont formés en continu. Le comblement des lacunes et la réparation de l'ADN sont effectués par les ADN polymérases I et II. L'amorce d'ARN est éliminée par l'ADN polymérase I. Le processus de réplication de l'ADN chez les procaryotes est illustré à la figure 1.

Qu'est-ce que la réplication de l'ADN eucaryote

La réplication de l'ADN eucaryote est le processus par lequel le génome eucaryote se duplique avant la division cellulaire. Bien que le mécanisme de base de la réplication de l'ADN eucaryote soit similaire à celui de la réplication de l'ADN procaryote, il existe quelques différences dues à la taille et à la structure de l'ADN eucaryote. L'ADN eucaryote est constitué de molécules linéaires double brin. La quantité d'ADN eucaryote est environ 50 fois supérieure à celle de l'ADN procaryote. De plus, l'ADN eucaryote est étroitement emballé avec des histones à l'intérieur du noyau de la cellule. Par conséquent, la réplication de l'ADN se produit en trois étapes; initiation, élongation et terminaison.

Initiation

La réplication de l'ADN eucaryote se produit à travers de multiples origines de réplication. Les origines de réplication multiples forment plusieurs bulles de réplication par chromosome. L'ADN hélicase et les SSB sont impliqués dans le déroulement et la stabilisation des deux matrices à chaque origine de réplication.

Élongation

Pendant l'élongation, les ADN polymérases ajoutent de nouveaux nucléotides aux extrémités 3' existantes. Les trois types d'ADN polymérases impliquées dans la réplication de l'ADN eucaryote sont les ADN polymérases, et ε. L'ADN polymérase initie la réplication de l'ADN tandis que les ADN polymérases et ε sont impliquées dans l'élongation. L'ADN polymérase nécessite également une amorce d'ARN pour synthétiser le nouveau brin d'ADN et l'amorce est éliminée par l'ADN polymérase β. Les brins avant et arrière sont formés de la même manière que dans la réplication de l'ADN procaryote. L'allongement de la réplication de l'ADN eucaryote est montré dans Figure 2.

Figure 2: Allongement

Résiliation

Une fois que le brin principal d'une bulle de réplication rencontre un brin retardé d'une deuxième bulle de réplication, le processus de réplication est arrêté. Ensuite, l'amorce d'ARN est retirée et l'espace est comblé par les ADN polymérases flottant librement. Les entailles sont reliées par l'ADN ligase. Les bulles de réplication multiples sont illustrées à la figure 3.

Figure 3: plusieurs bulles de réplication

Similitudes entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

Différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote

Définition

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est le processus par lequel un organisme procaryote duplique l'intégralité de son génome afin de transmettre la deuxième copie à une cellule fille.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est le processus par lequel le génome eucaryote se duplique avant la division cellulaire.

Occurrence

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est un processus continu.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote se produit pendant la phase S du cycle cellulaire.

Emplacement

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote a lieu dans le cytoplasme.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote a lieu dans le noyau.

Type d'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote est circulaire et double brin.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote est linéaire et double brin avec des extrémités.

Quantité d'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: Il y a une petite quantité d'ADN procaryote.

Réplication de l'ADN eucaryote: La quantité d'ADN eucaryote est 50 fois supérieure à la quantité d'ADN procaryote.

Emballage

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote forme des structures en forme de boucle en s'enroulant autour de molécules de protéines de type histone.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote forme des nucléosomes et présente un emballage d'ordre supérieur.

Origine de la réplication

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote est constitué d'une seule origine de réplication.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN eucaryote se compose de plusieurs origines de réplication (plus de 1000).

ADN polymérases

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est réalisée par les ADN polymérases I et III.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est réalisée par l'ADN polymérase, et.

Taille du fragment d'Okazaki

Réplication de l'ADN procaryote: Les fragments d'Okazaki sont comparativement grands, de 1 000 à 2 000 nucléotides.

Réplication de l'ADN eucaryote: Les fragments d'Okazaki sont petits, longs d'environ 100 à 200 nucléotides.

ADN-gyrase

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN gyrase est impliquée dans la réplication de l'ADN procaryote.

Réplication de l'ADN eucaryote: L'ADN gyrase n'est pas nécessaire pour la réplication de l'ADN eucaryote.

Taux de réplication de l'ADN

Réplication de l'ADN procaryote: La réplication de l'ADN procaryote est un processus rapide et environ 2000 nucléotides sont ajoutés par seconde.

Réplication de l'ADN eucaryote: La réplication de l'ADN eucaryote est un processus lent et environ 100 nucléotides sont ajoutés par seconde.

Fin de la synthèse

Réplication de l'ADN procaryote: L'ADN procaryote ne contient pas d'extrémités.

Réplication de l'ADN eucaryote: La télomérase est impliquée dans la synthèse finale de l'ADN eucaryote lors de la réplication.

Produit final de la réplication

Réplication de l'ADN procaryote: Le produit final de la réplication de l'ADN procaryote est constitué de deux chromosomes circulaires.

Réplication de l'ADN eucaryote: Le produit final de la réplication de l'ADN eucaryote est constitué de deux chromatides sœurs.

Conclusion

La réplication de l'ADN procaryote et eucaryote sont deux processus impliqués dans la duplication des génomes avant la division cellulaire. Le mécanisme de réplication de l'ADN procaryote et eucaryote est similaire. Cependant, en raison de la taille et de la complexité du génome eucaryote, la réplication de l'ADN eucaryote est un processus plus complexe. Ainsi, la réplication de l'ADN eucaryote se produit par la formation d'origines de réplication multiples. Mais, la réplication de l'ADN procaryote se produit via une seule origine de réplication. Cependant, comme la réplication de l'ADN procaryote est un processus rapide, les deux processus de réplication de l'ADN prennent le même temps. Par conséquent, la principale différence entre la réplication de l'ADN procaryote et eucaryote repose sur la taille et la complexité de chaque type de génome.

Référence:

1. "Réplication de l'ADN chez les procaryotes". Sans bornes. N.p., 02 juin 2016. Web. Disponible ici. 08 août 2017. 2. « Réplication de l'ADN chez les eucaryotes. » Sans bornes. N.p., 26 mai 2016. Web. Disponible ici. 08 août 2017.

Image de courtoisie:

1. « Réplication de l'ADN en » Par LadyofHats Mariana Ruiz – Travail personnel. Image renommée à partir du fichier: DNA replication.svg, (domaine public) via Commons Wikimedia 2. "Complexe de réplication" de Boumphreyfr - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 3. "DNA bubbles2" de Boumphreyfr - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia