La synthèse des désoxyribonucléotides

Les désoxyribonucléotides sont formés à partir des ribonucléotides par la voie de la réduction des restes du ribose sous l`influence de l`enzyme ribonucléoside réductase.

désoxyribonucléosidediphosphate

ribonucléosidediphosphate

base

base

thiorédoxine

thiorédoxine

Thiorédoxineréductase catalyse l'hydrogénation de la thiorédoxine oxydée.

thiorédoxine

thiorédoxine

NADPH + H⁺

NADP⁺

NADP⁺

Désoxyribonucléosidediphosphates avec la participation des kinases se transforment en désoxyribonucléosidetriphosphates.

dGDP + АТP  dGTP + АDP

Les questions de contrôle

1. Quelles sont les particularités caractéristiques du métabolisme des protéines?

2. Donnez la définition de la notion «le bilan azoté».

3. Quelles sont les causes principales de la désagrégation des protéines tissulaires?

4. Caractérisez le processus de la digestion des protéines dans le canal alimentaire.

5. Quel est le mécanisme de l'activation des protéases du canal alimentaire?

6. Quelles transformations les acides aminés subissent-ils sous l'effet de la microflore intestinale?

7. Quelles protéines sont plus à valeur requise pour l`homme?

8. Énumérez les types de la désamination acides aminés.

9. Quelle est la signification des réactions de la transamination?

10. Citez les exemples des réactions, passant avec la participation de la fonction carboxyle des acides aminés.

11. En quelle forme l'ammoniaque et аминный l'azote amminé entrent des tissus périphériques dans le foie pour la formation de l'urée?

12. Pourquoi la teneur en enzymes du cycle de l'urée augmente à l'alimentation abondante protéique, ainsi qu'au jeûne?

13. Quelles substances se forment à la désagrégation de l'hémoglobine?

14. Quels enzymes participent à la désagrégation des acides nucléiques?

15. Nommez les produits finaux de la désagrégation des bases puriques et pyrimidiques.

16. Quelles combinaisons sont les donneurs des atomes des cycles des bases puriques et pyrimidiques?

3. Biosynthèses matricielles

3.1. Biosynthèse des acides nucléiques

La biosynthèse des acides nucléiques a lieu uniquement en présence de toutes les quatre espèces des désoxyribonucléosidetriphosphates (synthèse de l'ADN) ou ribonucléosidetriphosphates (synthèse de l'ARN). La biosynthèse se produit à l'action catalytique des enzymes – ADN ou ARN – polymérases. On a besoin d'une amorce (d`un agent nucléant) dans un polynucléotide final, qui joue le rôle de la matrice. Cela garantit la biosynthèse des acides nucléiques avec une séquence de réstes nucléotidiques de la molécule strictement définie.

3.1.1. Biosynthèse de l`adn (la réplication)

Le schéma général de la biosynthèse de l'ADN (A. Kornberg, 1958): l`hélice double d'ADN se déroule, les chaînes se séparent. Les brins d'ADN qui ne sont pas doubles servent de la matrice pour la synthèse de nouvelles chaînes. Le résultat est deux molécules d'ADN double brin qui sont identiques à la molécule initiale. La séquence nucléotidique de nouvelles chaînes est déterminé par la règle de la complémentarité des bases et de la séquence de nucléotides et de la chaîne existante. La synthèse de l'ADN est appelée la réplication.

Réplication homologique – une répétition infinie du processus du doublement du nombre des molécules par la copie directe de leur structure.

Pour sa contribution exceptionnelle à la solution des problèmes de la biosynthèse de l'ADN et l'ARN, A. Kornberg et S. Ochoa ont obtenu le prix Nobel en 1959.

Les enzymes de biosynthèse de l'ADN. Les procaryotes.

Hélicase – déroule la double hélice de l`ADN à la fourche de réplication.

ARN polymérase (primase) catalyse la synthèse de oligoribonucléotides (10 à 60 nucléotides), c.-à-d., de l'amorce à partir de laquelle commence la synthèse d'ADN.

Primosome – complexe, qui comprend environ 20 polypeptides. Impliqué dans la formation de la structure secondaire spécifique de l'ADN, appropriée pour la reconnaissance par la primase.

ADN-polymérase I catalyse l`élimination le clivage de l'amorce, l'élimination des réstes nucléotidiques joints par erreur, et l`emplissage des lacunes (l`activité ADN-polymérase).

ADN-polymérase II complète les sites endommagés dans l'ADN, c'est à dire, effectue la réparation de l'ADN.

ADN polymérase III catalyse la synthèse des brins d'ADN direct (de leader) et retardé lors de la réplication.

ADN ligase unit les deux brins d'ADN, ou ferme les deux extrémités d'une chaîne lors de la réplication ou la réparation.

Topo-isomérases créent ou enlèvent le surenroulement générés par l`ancrage des ruptures ou des sections de l'ADN.

ADN polymérases des eucaryotes – α, β, γ, , ε.

A la réplication de l'ADN participent deux principaux types de polymérases – α et . ADN polymérase  catalyse la synthèse du brin direct d'ADN, et ADN polymérase α- – brin retardé de l'ADN, faisant partie de primosome. Aucun des ADN polymérases des eucaryotes, contrairement aux procaryotes, n'a pas d'activité nucléase.

ADN polymérase γ réplique l'ADN mitochondrial.

ADN polymérase ε, dans certains cas, remplace l'ADN polymérase .

ADN ligase élimine les lacunes dans un brin d'ADN, ferme la structure linéaire de la molécule d'ADN à la structure circulaire.

Les facteurs protéiques, nécessaires à la biosynthèse d'ADN.

ADN-binding protéine. Affaiblit l'interaction des chaînes de la molécule d'ADN. Active l'ADN polymérases II et III.

ADN protéine touchscreen (de détorsion) a une activité nucléase. Rompt la liaison d'un brin d'ADN qui assure le déroulement de la molécule.

ADN-protéine d`enroulement qui provoque le surenroulement d`ADN.

Totalement dans la réplication de l'ADN sont impliqués plus de 40 enzymes et des facteurs protéiques, réunis dans un système ADN-réplicase, appelé réplisome.

Les étapes de la biosynthèse de l'ADN:

Initiation. Au fragment d'ADN simple brin au moment du découplage de la structure en double hélice se joind la protéine liant l'ADN (ADN-binding protéine), une protéine d`ADN de déroulement, ADN complexe polymérase, primase et primosome. La fourche de réplication est formée (fig. 2).

Au brin d'ADN-mère est créé avec la participation de primase l'oligonucléotide de l`amorce – un primer. Puis, à l`aide de l'ADN polymérase III sur le brin d'ADN mère est synthétisée la chaîne-fille.

Elongation. Le processus de polymérisation ne se produit que dans le sens 5'3'. Les deux chaînes sont répliquées simultanément. Leur synthèse passe dans la direction inverse. La synthèse du brin d'ADN de premier plan est réalisée en continu.

ADN-polymérase AND-ligase ARN-primase ARN-primer Topo-isomérase hélicase SSB-protéines ADN-polymérase fragment d'Okasaki chaîne retardée chaîne leader Topo-isomérase

Fig. 2. Structure de la fourche de réplication

La chaîne retardée est formée dans une direction opposée au mouvement de la fourche de réplication. La synthèse est fragmentaire. Ces fragments sont appelés les fragments d'Okasaki (en l'honneur du biochimiste japonais, qui a proposé le schéma de la biosynthèse de l'ADN, où ont avait surmonté les difficultés associées aux brins antiparallèles d'ADN à la molécule en double hélice. La longueur des fragments d'Okasaki – 150-200 mille nucléotides chez les eucaryotes et 1000-2000 – chez les bactéries).

L`élongation est terminée par la séparation des amorces pour combler les lacunes vacantes par les désoxyribonucléotides complémentaires par l'ADN polymérase I. Les fragments séparés de l`ADN forment des ensembles en utilisant l'ADN ligase.

L`exactitude de la réplication de l'ADN – une erreur sur les 10¹⁰ réactions. L'erreur peut être corrigée dans le cadre des processus de réparation.

La réplication commence sur les sites de l'ADN ayant une séquence nucléotidique, et appelés les origins. Les origins sont situés environ tous les 100 000 nm. La séction de l'ADN entre les origins voisins est appelée le réplicon. Chaque réplicon est répliqué par deux complexes réplicateurs, se déplaçant l'un vers l'autre. Un réplicon est répliqué en 2 heures et la même quantité de temps est nécessaire pour la réplication de molécules d'ADN de n`importe quelle longueur. En fait, la réplication du génome humain in vivo dure 6-8 heures. Si la molécule d'ADN était répliquée par un seul complexe réplicatif, alors il faudrait 10 jours.

Terminaison. La fin de la réplication de l'ADN est programmé par une spécifique séquence nucléotidique.