Pour assurer leur croissance, ou tout simplement pour remplacer les cellules qui meurent à chaque jour, les organismes pluricellulaires recourent à la mitose. Ainsi, une cellule mère donnera naissance à deux cellules filles. Mais il faut également s'assurer que chaque cellule fille hérite d'une copie du matériel génétique. Pour ce faire, les cellules, durant la phase S de l'interface, vont dupliquer leurs molécules d'ADN.
C'est ce qu'on nomme la réplication de l'ADN. Tout d'abord, rappelons quelques concepts nécessaires à la compréhension du phénomène. Les molécules d'ADN contenues dans le noyau des molécules de l'ADN sont les molécules des cellules eucaryotes sont composées de deux brins reliés entre eux par des liaisons hydrogènes. Chaque brin constituant la molécule est antiparallèle, c'est-à-dire que le carbone 3 prime d'un brin se trouve en face du carbone 5 prime de l'autre brin. Cette information est importante car les enzymes nécessaires au processus de réplication fonctionnent à sens unique.
Le mode de réplication adopté par les cellules est qualifié de semi-conservateur. La molécule sera donc déspiralisée et ouverte et chaque brin servira à synthétiser un nouveau brin complémentaire. On s'assure ainsi de conserver l'ordre des nucléotides qui constituent le code génétique.
Maintenant, voyons plus en profondeur le processus. Une première enzyme nommée hélicase se charge de déspiraliser et de séparer les deux brins d'ADN. Afin de maintenir les deux brins séparés, des molécules nommées protéines fixées fixatrices d'ADN monocaténaire se fixent sur chaque brin et les empêchent de se respiraliser.
Une autre enzyme nommée primase synthétise une amorce d'ARN. Une fois l'amorce terminée, l'ADN polymérase 3 s'y fixe et commence à ajouter des nucléotides d'ADN. Notez que l'ajout de nucléotides se fait de l'extrémité 5' vers l'extrémité 3' du nouveau brin.
Ce qui se passe sur l'autre brin de notre molécule d'ADN originale est différent. Une primase synthétise la morse d'ARN. L'ADN polymérase 3 s'attache à cette amorce et y ajoute des nucléotides d'ADN.
Au fur et à mesure que l'hélicase déspiralise l'ADN, d'autres amorces sont synthétisées. Chaque ADN polymérase est désiré. polymérase III ajoute des nucléotides d'ADN jusqu'à ce qu'elle rencontre une amorce préalablement synthétisée.
Elle se détache alors et cède sa place à une ADN polymérase I qui remplace l'amorce d'ARN par des nucléotides d'ADN. Une fois ceci fait, une ligase attache les fragments nommés fragments d'Okazaki. Ces opérations sont répétées jusqu'à ce que les deux nouveaux brins soient entièrement synthétisés. Le brin synthétisé est de manière continue est appelé brin directeur celui fabriqué à partir des fragments d'okazaki est nommé brin discontinu et