Fragment d'Okazaki

Définition

Un fragment d'Okazaki qualifie, du nom de son inventeur, une courte séquence d'ADN formée lors de la réplication de l'ADN par l'ADN polymérase à partir du brin d'ADN 3′ 5′. Au cours de la réplication de l'ADN, les brins courts d'ADN juste synthétisés sur le brin discontinu sont appelés fragments d'Okazaki. Ceux-ci sont synthétisés en 5′→3′  à partir d'amorces d'ARN qui sont ensuite éliminées. Les fragments d'Okazaki sont réunis par l'ADN ligase complétant le nouveau brin.

Formation des fragments d'Okazaki :

Des fragments d'Okazaki se forment sur le brin retardé, car l'ADN polymérase synthétise une section et doit ensuite attendre que l'hélicase ouvre davantage l'hélice d'ADN en amont. Le brin synthétisé en continu est appelé brin avancé (continu) et le brin synthétisé par sections est appelé brin retardé (discontinu).

Explications

Chaque séquence est formée de 100 à 200 nucléotides chez les eucaryotes et de 1 000 à 2000 nucléotides chez les procaryotes (comme pour Escherichia coli). Ils sont séparés par des amorces d'ARN d'une longueur d'environ 10 nucléotides.

Les fragments se forment à partir d'une amorce d'ARN, formée par une ADN primase, la ligase. L'amorce sera ensuite digérée et les fragments reliés les uns aux autres par une ADN ligase pour former un brin continu. L'union des fragments d'Okazaki (ce sont les chaînes complémentaires issues des chaînes de moisissures) avec les chaînes complémentaires a besoin d'une enzyme qui le catalyse. Cette enzyme est l'ADN ligase.

Voir aussi un fragment Fab, un primosome et un réplisome.

Processus

Au moment de la réplication de l'ADN, la double hélice alpha s'ouvre (par l'action de l'enzyme hélicase, qui rompt les liaisons hydrogène entre les deux brins d'ADN), formant la fourche de réplication. Lorsque l'hélicase ouvre la chaîne, ses deux brins se répliquent. Chaque nouveau brin d'ADN commence à partir d'une amorce d'ARN synthétisée par la primase, par l'ADN polymérase III.

L'enzyme ADN polymérase ajoute les nouveaux nucléotides dans la direction 5′→3′. Comme les deux chaînes sont antiparallèles (elles ont des directions opposées), dans l'une des chaînes l'enzyme agit comme l'épingle à cheveux s'ouvre (chaîne continue), cependant dans l'autre chaîne (chaîne discontinue) l'addition des nouveaux nucléotides ne peut pas être effectué en continu car il a le sens 3′→5′  et l'enzyme ADN pol III n'ajoute que des nucléotides au sens 5′→3′. Pour résoudre ce problème, lorsque l'hélicase ouvre la double hélice d'origine, l'enzyme primase doit ajouter un ARN d'amorce

À l'extrémité 3′  de la chaîne discontinue. L'ADN sera ensuite synthétisé à partir de cette amorce vers l'ARN d'amorce ci-dessus. Les amorces d'ARN sont ensuite remplacées par des séquences d'ADN sous l'action de l'ADN polymérase I : Les amorces sont éliminées ou dégradées par l'ADN polymérase I, remplacées par le désoxyribonucléotide triphosphate (dNTP) correspondant, dans ce que l'on appelle le déplacement de la bosse.

Une fois que les amorces d'ARN ont été remplacées par de l'ADN, l'ADN ligase rejoint les extrémités des fragments d'Okazaki et forme un brin continu d'ADN.

En rapport avec "fragment d'Okazaki"

• ADN polymérase

  

  L'ADN polymérase est une enzyme cellulaire ou virale qui lie les nouveaux nucléotides au brin d'ADN naissant lors du processus de la réplication de l'ADN.

• fractionnement

  

  Le fractionnement est l'action d'une division en un certain nombre de plus petites quantités (fractions) dont la composition varie selon le mélange initial.

• réplication

  

  Une réplication est l'ensemble des processus qui permettent de reproduire à l'identique un ADN.

• réplication en cercle roulant

  

  La réplication en cercle roulant consiste en la coupure par une protéine circulaire initiatrice de réplication sur un brin parental pour générer l'amorce...