Objectif

La molécule d'ADN est le support matériel de l'information génétique. Elle a une forme en double hélice. La mitose ou division cellulaire permet à une cellule mère de transmettre l'intégralité de l'information génétique contenue dans l'ADN à chacune de ses deux cellules filles. Selon quelles modalités se réalise le doublement de la quantité d'ADN à savoir la réplication ?

1. Un mécanisme semi-conservatif

a. Place de la réplication au cours de la vie cellulaire

La réplication ou duplication de l'ADN s'effectue pendant la phase S de l'interphase (S comme synthèse).
Une observation des chromatides en microscopie électronique (grossissement 100 000) montre l'existence de zones appelées « yeux de réplication » où la molécule d'ADN est localement en deux exemplaires. Chaque œil correspond à deux fourches de réplication qui progressent en sens inverse. Les différents « yeux » finissent par se rejoindre, permettant la duplication complète de la molécule d'ADN initiale. Les deux copies restent accrochées l'une à l'autre au niveau de la zone qui formera le centromère du chromosome.

b. Détails du processus de réplication

Dès 1953, Watson et Crick, les découvreurs de l'architecture de la molécule d'ADN, proposèrent un modèle semi-conservatif de la réplication.
Les expériences de Taylor en 1957 et de Meselson et Stahl en 1958 ont contribué à valider cette hypothèse.

L'interprétation de ces expériences est la suivante : lors de la réplication, une molécule mère d'ADN en donne deux. Ces deux molécules filles d'ADN sont formées chacune d'un brin matrice issu de la molécule de départ et d'un brin néoformé provenant de l'assemblage de nucléotides initialement dispersés dans le milieu cellulaire. Dans chacune des deux molécules d'ADN obtenues, la moitié de la molécule de départ est conservée, c'est pourquoi le mécanisme de réplication est qualifié de semi-conservatif.

2. Rapidité et fidélité de la réplication

a. Rôle de