Œil de réplication
En biologie, l'œil de réplication désigne la forme prise par la double hélice d'ADN fusionnée (ouverte) au moment de la réplication. L'œil de réplication comprend l'ADN lui-même ainsi que le réplisome, qui est l'ensemble des protéines responsables de le dupliquer, de le protéger, et de modifier sa forme et topologie durant la réplication, et ainsi de faire progresser l'œil de réplication[1].
L'œil de réplication est une structure commune à tous les êtres vivants. Bien que les protéines impliquées dans sa formation varient d'une espèce à l'autre, elles ont été très conservées au cours de l'évolution et permettent de retracer les liens de parenté entre espèces[2].
L'œil de réplication chez les organismes eucaryotes
modifierChez les eucaryotes, la réplication a lieu pendant la phase S de l’interphase du cycle cellulaire. L'entrée d'une cellule en phase S provoque la fixation du complexe de reconnaissance de l'origine de réplication (Origin Recognition Complex, ORC), puis de l'hélicase MCM2-7 sur les origines de réplication réparties le long des chromosomes. L'hélicase a pour rôle de séparer les deux brins de la double-hélice d'ADN, ce qui permet la fixation des autres protéines du réplisome et l'initiation de la réplication[3].
À l'endroit où l'ORC ouvre la double-hélice d'ADN, deux réplisome se fixent face-à-face et démarrent la réplication dans des directions opposées, ce qui crée deux fourches de réplication et un oeil de réplication. Différents modèles ont été proposés concernant la forme de chaque fourche[4].
L'ADN humain présente entre 30 000 et 50 000 origines de réplication, donc jusqu'à 50 000 yeux de réplication ouverts en même[5]. Ces yeux peuvent entrer en conflit avec le processus de transcription, en rentrant physiquement en contact avec le complexe de transcription, ce qui risque de décrocher l'un ou l'autre des complexes de l'ADN. Des molécules comme les ARNi et DICER sont responsables de la coordination entre les deux processus[6].
L'œil de réplication chez les bactéries
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Les bactéries possèdent en général un unique chromosome circulaire, mais elles peuvent posséder des plasmides, eux aussi circulaires, ou des chromosomes linéaires. La réplication de tous ces fragments d'ADN n'est pas toujours coordonnée[7].
La bactérie modèle Escherichia coli ne possède qu'un seul chromosome circulaire, et des plasmides. Le chromosome circulaire possède une seule origine de réplication nommée oriC, sur laquelle se fixe la protéine DnaA, marquant l'initiation de la réplication[7].
Les bactéries présentent un cycle cellulaire dont les périodes sont différentes des phases du cycle cellulaire eucaryote. Le cycle eucaryote ne permet qu'une réplication à la fois, puis une division cellulaire, avant une autre réplication, alors que le cycle bactérien permet la réinitiation de la réplication, qui permet plusieurs réplications d'un même chromosome en même temps (multifork replication)[8].
L'œil de réplication chez les archées
modifierLa réplication de l'ADN chez les archées possèdent des attributs semblables aux bactéries, et d'autres semblables aux eucaryotes[5]. Par exemple, l'origine de réplication archée ressemble à oriC mais les protéines s'y fixant sont homologues aux protéines d' l'ORC eucaryote.
Références
modifier- ↑ (en) M. O'Donnell, L. Langston et B. Stillman, « Principles and Concepts of DNA Replication in Bacteria, Archaea, and Eukarya », Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, vol. 5, no 7, , a010108–a010108 (ISSN 1943-0264, PMID 23818497, PMCID 3685895, DOI 10.1101/cshperspect.a010108, lire en ligne, consulté le )
- ↑ John A. Bryant et Stephen J. Aves, « Initiation of DNA replication: functional and evolutionary aspects », Annals of Botany, vol. 107, no 7, , p. 1119–1126 (ISSN 0305-7364, PMID 21508040, PMCID 3091809, DOI 10.1093/aob/mcr075, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Matthew W. Parker, Michael R. Botchan et James M. Berger, « Mechanisms and regulation of DNA replication initiation in eukaryotes », Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 52, no 2, , p. 107–144 (ISSN 1040-9238 et 1549-7798, PMID 28094588, PMCID 5545932, DOI 10.1080/10409238.2016.1274717, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Susan T. Lovett, « Polymerase Switching in DNA Replication », Molecular Cell, vol. 27, no 4, , p. 523–526 (DOI 10.1016/j.molcel.2007.08.003, lire en ligne, consulté le )
- 1 2 (en) A. C. Leonard et M. Mechali, « DNA Replication Origins », Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, vol. 5, no 10, , a010116–a010116 (ISSN 1943-0264, PMID 23838439, PMCID 3783049, DOI 10.1101/cshperspect.a010116, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Teri Cheng, Benjamin Roche, Farida Abderahmane et Leila Touat-Todeschini, « Transcription-replication conflict resolution by nuclear RNA interference », Molecular Cell, vol. 85, no 21, , p. 3930–3946.e5 (PMID 41161313, PMCID 12624956, DOI 10.1016/j.molcel.2025.10.003, lire en ligne, consulté le )
- 1 2 (en) Jolanta Zakrzewska-Czerwińska, Dagmara Jakimowicz, Anna Zawilak-Pawlik et Walter Messer, « Regulation of the initiation of chromosomal replication in bacteria », FEMS Microbiology Reviews, vol. 31, no 4, , p. 378–387 (ISSN 1574-6976, DOI 10.1111/j.1574-6976.2007.00070.x, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Damian Trojanowski, Joanna Hołówka, Katarzyna Ginda et Dagmara Jakimowicz, « Multifork chromosome replication in slow-growing bacteria », Scientific Reports, vol. 7, no 1, (ISSN 2045-2322, PMID 28262767, PMCID 5338351, DOI 10.1038/srep43836, lire en ligne, consulté le )
