polymérase

Une polymérase est une enzyme qui catalyse la polymérisation des nucléotides pour former des acides nucléiques, ADN ou ARN, selon le modèle fourni par une matrice. La réaction se déroule généralement dans le sens 5' vers 3' et requiert une chaîne en croissance, un brin matrice et des amorces dans certaines voies; elle nécessite en outre des ions divalents comme le magnésium. Certaines polymérases possèdent une activité exonuclease 3'→5' qui permet la correction des erreurs, contribuant ainsi à la fidélité de la réplication ou de la transcription.

On distingue les polymérases d'ADN, qui répliquent et réparent l'ADN, des polymérases d'ARN, qui synthétisent l'ARN à partir d'un brin matrice et jouent un rôle central dans la transcription. Chez les eucaryotes et les procaryotes, plusieurs polymérases d'ADN remplissent des rôles spécialisés : par exemple, des polymérases impliquées dans l'initiation de la réplication (α/Primase chez les eucaryotes), l'élongation (δ et ε chez les eucaryotes), la réplication mitochondriale (γ) et la réparation (β). Les polymérases d'ARN polymérisent des ARN, et la transcriptase inverse peut synthétiser de l'ADN à partir d'un ARN.

Au-delà de leur rôle dans la réplication et la transcription, les polymérases sont utilisées en biologie moléculaire et en médecine. Des polymérases thermostables, telles que Taq polymérase, permettent la PCR pour amplifier des segments d'ADN. Des versions à haute fidélité ou spécialisées permettent une réplication fidèle, l'extension à travers des lésions ou la réparation. Les polymérases virales ou humaines constituent aussi des cibles de certains médicaments antiviraux et anticancéreux.

Historique et classification: la biologie a découvert la polymérase I chez Escherichia coli, puis d'autres familles (A, B, C, X, Y) et diverses spécialisations; leur étude a permis la compréhension des mécanismes de réplication, de réparation et de transcription.