La polymérase est un type d’enzyme présent dans les cellules qui est impliqué dans la polymérisation d’un polynucléotide ou la création de molécules d’ADN ou d’ARN. Les enzymes sont des protéines complexes qui participent à des réactions chimiques au sein des cellules, tout en restant inchangées après la réaction. La plupart des enzymes réduisent la quantité d’énergie nécessaire à la réaction, appelée énergie d’activation. Ces types d’enzymes sont appelés catalyseurs.
L’ADN et l’ARN sont constitués de longs brins de nucléotides. Plus précisément, l’ADN est composé d’adénine, de guanine, de cytosine et de thymine. L’ARN est formé à partir de brins d’adénine, de guanine, de cytosine et d’uracile, au lieu de thymine. Les enzymes polymérases réduisent l’énergie nécessaire pour former les liaisons entre les nucléotides, permettant ainsi la production de molécules plus grosses. Il existe différents types de polymérases, mais toutes sont impliquées dans des réactions portant soit sur l’ADN, soit sur l’ARN.
Il existe une variété d’ADN polymérases, chacune ayant un rôle distinct. Les ADN polymérases I, II, III et IV jouent toutes un rôle dans la synthèse d’une molécule d’ADN. L’ADN Pol III est la principale enzyme impliquée dans la réplication de l’ADN. L’ADN Pol II est l’enzyme impliquée dans la réparation de l’ADN, tandis que l’ADN Pol I joue un rôle dans la synthèse de la molécule d’ADN et la relecture des erreurs après que l’ADN Pol III a créé la nouvelle molécule.
Les polymérases ont une grande précision, mais des erreurs peuvent se produire dans le code génétique, ce qui peut provoquer des mutations dans les cellules et l’organisme. La relecture est effectuée au fur et à mesure que la molécule d’ADN est répliquée et si une erreur est trouvée, DNA Pol 1 peut effectuer la correction. Lorsque la réplication n’a pas lieu, DNA Pol II scanne les molécules pour rechercher les erreurs ou les lacunes qui peuvent s’être produites au fil du temps. L’ADN Pol IV, ou polymérase de réparation SOS, ne se trouve que dans les systèmes bactériens et est une théorie possible derrière l’évolution bactérienne.
Comme pour l’ADN polymérase, il existe également plusieurs ARN polymérases. Les ARN polymérases I, II et III, ou Pol I, II et III, existent dans des organismes multicellulaires de niveau supérieur. Chaque polymérase est responsable de la transcription d’une section particulière de l’ADN lors de la transcription.
Pol I transcrit les gènes qui codent pour une partie du ribosome. Les ribosomes sont les organites où la transcription a lieu dans les cellules et chacun est composé d’une grande et d’une petite sous-unité. Les gènes transcrits par Pol I produisent la grande sous-unité et une partie de la petite sous-unité. Pol II transcrit les gènes de l’ARN messager, de l’ARNm et Pol III transcrit les gènes de l’ARN de transfert, l’ARNt. L’ARNm est le modèle pour la traduction ou la création de nouvelles protéines, et l’ARNt transporte des acides aminés simples vers le ribosome et l’ARNm pour se lier à une chaîne plus grande pour former la protéine.