Réplication chromosomique

Pendant la phase S du cycle cellulaire, le processus de réplication des chromosomes commence simultanément dans chacun des chromosomes d'une cellule à de nombreuses origines de réplication. Une origine de la réplication est une séquence de nucléotides qui interagit avec des protéines d'initiation spécialisées, appelé complexe de reconnaissance de l'origine, sur les sites où la réplication de l'ADN commence. Il est difficile de définir ces origines de réplication.

Compte tenu de la grande taille du génome humain, par exemple, des dizaines de milliers d'origines seraient nécessaires pour répliquer l'ensemble du génome en un temps opportun. Chez l'homme, aucun consensus clair sur des séquences d'origine spécifiques n'a été atteint. Au lieu de cela, il est probable que les origines soient définies par une combinaison de séquences nucléotidiques et de structure de chromatine.

La longueur de l'ADN qui couvre une origine de réplication et ses deux terminaisons respectives de réplication, là où les fourches de réplication adjacentes finissent par fusionner, est appelé un réplicon. Cependant, la réplication ne se produit pas simultanément dans tous les réplicons. Différents types de cellules ont leur propre moment spécifique pour l'initiation de la réplication, généralement dans des groupes d'origines.

La réplication de l'ADN progresse de cette façon dans l'ensemble du chromosome jusqu'à ce qu'elle atteigne les télomères, qui ont un processus de réplication unique impliquant l'enzyme telomerase, une transcriptase inverse. À ce stade du cycle cellulaire, juste avant la division de la cellule, ou phase M, une cellule aura effectivement doublé sa masse chromosomique. En plus de l'ADN, les histones sont essentielles à la structure et à la fonction physique du chromosome eucaryote.

Ainsi, pendant la réplication des chromosomes la synthèse des histones doit se produire simultanément avec la réplication de l'ADN. Tandis que les fourches de réplication rayonnent vers l'extérieur depuis les origines de réplication, elles perturbent les nucléosomes associés aux brins modèles de l'ADN. Diverses études suggèrent fortement que les nucléosomes nouvellement formés sont exclusivement fabriqués à partir des histones synthétisés et que les anciens nucléosomes sont réformés.

Après coup, les nouveaux et anciens nucléosomes sont dispersés de façon aléatoire dans les deux brins d'ADN après la fourche de réplication.