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1 / 11 84 paires de bases d’ADN, à l’échelle Cette portion mesure environ 29 nm de long. Les barres en dessous donnent l’échelle : un tour représente 10,5 paires de bases (3,57 nm) en solution, tandis que les manuels arrondissent à 10 paires de bases et 3,4 nm. La séquence est inventée pour le modèle.
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01 84 paires de bases d’ADN, à l’échelle Cette portion mesure environ 29 nm de long. Les barres en dessous donnent l’échelle : un tour représente 10,5 paires de bases (3,57 nm) en solution, tandis que les manuels arrondissent à 10 paires de bases et 3,4 nm. La séquence est inventée pour le modèle.
02 L’hélicase ouvre une fourche L’anneau de l’hélicase écarte les brins et l’ADN se sépare en Y, la fourche de réplication. Devant elle, une topoisomérase relâche la torsion, et derrière, de petites protéines de liaison (vertes) empêchent les brins simples de se refermer.
03 Chaque nouveau morceau commence par de l’ARN L’ADN polymérase ne peut ajouter qu’à une extrémité 3′ existante. La primase contourne cette limite en synthétisant une courte amorce d’ARN, les perles violettes, sur la matrice du brin retardé.
04 Le brin directeur croît d’un seul tenant Sur la matrice du haut, la polymérase avance dans le même sens que la fourche : elle continue donc à allonger le même brin (orange) depuis une amorce. Les couleurs des bases sont désactivées ici pour montrer quel brin est nouveau.
05 Le brin retardé est fabriqué par morceaux Le nouveau brin du bas doit croître en s’éloignant de la fourche. La polymérase construit un fragment d’Okazaki en revenant vers le précédent, se détache et recommence à l’amorce suivante, laissant une rangée de morceaux.
06 Retirer les amorces, fermer les interruptions L’ADN polymérase I remplace chaque amorce d’ARN par de l’ADN, en partant du fragment situé derrière elle. Il reste une liaison manquante, une interruption que l’ADN ligase referme. Observez l’augmentation du nombre de fragments reliés dans le compteur Okazaki.
07 Retirer une base incorrecte Ici, la polymérase a inséré un G face à un T. Elle s’arrête, recule d’un nucléotide, retire la base incorrecte et insère la bonne. Désactivez Relecture et la base incorrecte reste, tandis que la fourche prend de l’avance.
08 Tirez vous-même l’hélicase Faites glisser l’anneau jaune de l’hélicase le long de l’hélice. La fourche s’ouvre aussi vite que vous tirez et Vitesse suit votre main. Tirez en arrière et rien ne se passe : une hélicase avance dans un seul sens grâce à l’énergie de l’ATP.
09 Fourche plus rapide, fragments plus longs La primase commence une nouvelle amorce à intervalles réguliers : la longueur de chaque fragment d’Okazaki dépend donc de la distance parcourue entre-temps par la fourche. Dans le modèle, une amorce apparaît toutes les 2,8 secondes : 14 nt à 5 bp/s, 36 nt à 13 bp/s et 8 nt à 3 bp/s. Chez E. coli, un nouveau fragment commence toutes les 1 à 2 secondes.
10 Vous êtes la polymérase Appuyez sur Apparier la base suivante. Une perle blanche indique la prochaine place libre sur le brin directeur et un anneau rouge la base matrice. Choisissez son partenaire : A pour T, G pour C. Avec Relecture activée, un mauvais choix est retiré ; sinon, le mésappariement reste.
11 Deux copies, chacune à moitié ancienne Après le passage de la fourche, il y a deux doubles hélices. Chacune contient un ancien brin gris et un nouveau brin coloré. Meselson et Stahl l’ont montré en 1958 avec de l’azote lourd, comme l’illustrent les tubes dans le coin.
ADN parental Les deux anciens brins, gris foncé et gris clair. Devant la fourche, ils sont encore enroulés ensemble, sur 2 nm de large, avec un tour toutes les 10,5 paires de bases. Derrière la fourche, chacun se retrouve dans une copie différente. Paires de bases A s’apparie avec T et C avec G, une paire tous les 0,34 nm. Couleurs : A vert, T rouge, G jaune, C bleu, U (dans l’ARN) violet. Désactivez Couleurs des paires de bases pour les colorer par brin à la place. Topoisomérase Agit sur la double hélice devant la fourche. L’ouverture des brins surenroule l’ADN devant elle ; la topoisomérase relâche cette tension en coupant un brin puis en le refermant. Hélicase Rompt les liaisons hydrogène entre les bases et écarte les brins grâce à l’énergie de l’ATP. Représentée par un anneau au point de séparation des brins. Protéines de liaison au simple brin Petites protéines (vertes) recouvrant les brins simples nus près de la fourche pour qu’ils ne s’apparient pas de nouveau avant leur copie. Elles se regroupent sur la matrice du brin retardé, qui attend le plus longtemps. Primase Une ARN polymérase synthétisant une courte amorce d’ARN sur la matrice. L’ADN polymérase ne peut pas commencer un brin seule ; elle a besoin de l’extrémité 3′ libre de l’amorce. Amorces d’ARN Courts morceaux d’ARN (perles violettes). Une amorce démarre le brin directeur ; chaque fragment d’Okazaki du brin retardé nécessite la sienne. Les vraies amorces comptent environ 5 à 10 nucléotides ; ici, elles en comptent 5. ADN polymérase et pince coulissante Deux polymérases (bleues), une sur chaque nouveau brin, chacune maintenue sur l’ADN par une pince coulissante en forme d’anneau. Elles ajoutent les nucléotides uniquement à une extrémité 3′ : chaque nouveau brin s’allonge donc de 5′ vers 3′. Brin directeur Le nouveau brin (orange) dont le sens 5′ vers 3′ pointe vers la fourche. Il est fabriqué d’un seul tenant à partir d’une seule amorce et avance au rythme de l’hélicase. Brin retardé, fragments d’Okazaki L’autre nouveau brin (turquoise, deux nuances). Son sens 5′ vers 3′ l’éloigne de la fourche : il est donc fabriqué en sens inverse par morceaux. Les fragments du modèle comptent 14 nucléotides ; les vrais, environ 1200 chez les bactéries et 200 chez les eucaryotes. ADN polymérase I Chez les bactéries, cette enzyme retire chaque amorce d’ARN et remplit l’espace avec de l’ADN, en utilisant l’ADN du fragment suivant comme point de départ. Chez les eucaryotes, la RNase H et d’autres enzymes accomplissent ce travail. ADN ligase Referme l’interruption entre deux morceaux d’ADN en formant la dernière liaison phosphodiester. Un éclair marque chaque fermeture et les fragments deviennent un seul brin. Mésappariement Une base incorrecte insérée par la polymérase. Avec Relecture activée, la polymérase s’arrête, la retire grâce à son exonucléase de 3′ vers 5′ et insère la bonne. Avec Relecture désactivée, le mésappariement reste (anneau).
