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La réparation de l'ADN

Par sbergeot — Dernière modification 08/04/2019 12:10
La réparation de l'ADN

La réparation par excision de nucléotides NER

Plusieurs processus permettent de détecter et réparer les lésions induites sur l'ADN.

1 - La photo-réactivation
Elle est induite par la lumière et est catalysée par des ADN photolyases : l'enzyme provoque la cassure des liaisons C5-C6, C6-C6 ou C4-C6.

2 - La réparation par excision de bases (BER)
Elle consiste en un retrait des bases modifiées lorsque celles-ci n'entraînent pas de distorsion de la double hélice. Les bases modifiées sont purement et simplement enlevées par des glycosylases et des endonucléases.

3 - La réparation par excision de nucléotides (NER)
Elle est impliquée dans le retrait de lésions volumineuses qui provoquent une distorsion de la double hélice. Il existe deux voies de réparation : 

  • la réparation couplée à la transcription qui concerne la réparation rapide des lésions situées sur le brin transcrit et affectant des gènes en cours de transcription.
  • la réparation globale du génome qui concerne la réparation lente de l'ADN pour des gènes qui ne sont pas en cours de transcription.

Il y a une hiérarchisation selon trois niveaux : d'abord la réparation préférentielle et rapide sur du brin transcrit, puis la réparation du brin non transcrit, enfin la répartion lente des régions non actives.

La NER, chez les Mammifères, se déroule en 4 étapes :
1 - Recherche et reconnaissance de la lésion
2 - Ouverture de la double hélice au niveau de la lésion
3 - Incision de part et d'autre de la lésion puis excision pour éliminer le fragment d'ADN portant la lésion
4 - Resynthèse puis ligation.

Chez l'Homme, une trentaine de protéines sont impliquées. Seules certaines d'entre elles seront envisagées ici.

  • La recherche et la reconnaissance de la lésion

La protéine xpC, associée à une autre protéine assurerait ce rôle de recherche et de reconnaissance. Elle intervient dans la fixation de la protéine xpA sur l'ADN endommagé. XpAest une protéine de 273 acides aminés à 4 doigts de zinc impliqués dans la liaison sur l'ADN. Elle participe au recrutement des autres protéines de la NER. Elle est codée par le gène xpA situé sur le chromosome 9. Le gène xpC est localisé sur le chromosome 3.

  • L'ouverture de la double hélice

L'ouverture de la double hélice, sur environ 25 paires de bases,  requiert l'intervention des hélicases xpD et xpB qui préparent les étapes d'incision qui suivent. La protéine xpD (ou ERCC2) comporte 760 acides aminés. Elle est codée par un gène situé sur le chromosome 19. La protéine xpB (ou ERCC3), comportant 782 acides aminés, est codée par un gène du chromosome 2.

  • L'incision de part et d'autre de la lésion et l' excision

Elle est catalysée par deux endonucléases xpG (ou ERCC5) et xpF (ou ERCC4) qui coupent respectivement en 3' et 5' de la lésion, incisant ainsi un fragment de 27 à 29 nucléotides. Elles clivent spécifiquement la molécule d'ADN au niveau où les deux brins se désolidarisent. La protéine xpG incise d'abord en 3' puis xpF en 5'. Les incisions n'interviennent que si la double hélice a été préalablement ouverte. xpG est une protéine de 1186 acides aminés, codée par un gène situé sur le chromosome 13 ; xpf a 916 acides aminés codés par un gène du chromosome 16.

  • La resynthèse puis ligation

Plusieurs protéines sont impliquées. Elles interviennent notamment dans le recutement des ADN polymérases qui "comblent la brèche". Les extrémités sont ensuite jointes par l'intermédiaire d'une ligase.

Dans le cas d'une réparation couplée à la transcription, c'est le blocage de l'ARN-polymérase au niveau de la lésion qui permettrait de recruter des protéines de couplage transcription-réparation (CS-A et CS-B) et déclencherait ainsi les mécanismes de réparation. Dans le génome inactif, c'est la protéine xpC associée à d'autres protéines qui assurerait ce rôle de recherche des lésions.