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L'interaction des homéodomaines codés par les gènes homéotiques avec l'ADN

Par salame — Dernière modification 29/09/2017 13:36

Rédigé par Alain Pothet, Lycée Marie Curie, Sceaux
 

Les homéodomaines et la reconnaissance spécifique de l'ADN

Il existe une grande variété de protéines interagissant avec l'ADN. Certaines se fixent au niveau du grand sillon tandis que d'autres se fixent au niveau du petit sillon de la double hélice d'ADN. Quelques protéines réclament pour se fixer à l'ADN la présence d'un ligand sous forme d'ion métallique. Les protéines qui interagissent avec l'ADN ont des fonctions variées telles que facteur de transcription, répresseur, etc., mais la fonction de nombreuses protéines est encore inconnue.
 

 

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L'homéodomaine est un motif peptidique de fixation sur l'ADN, composé d'une soixantaine d'acides aminés codés par 180 paires de bases composant l'homéoboîte des gènes homéotiques. Cet homéodomaine n'est qu'une petite partie des protéines codées par les gènes homéotiques.

On retrouve ces homéodomaines extrêmement conservés dans de très nombreuses espèces allant des bactéries aux mammifères. L'homéodomaine du gène Hox-A7 de l'homme ne diffère que par un seul acide aminé de l'homéodomaine du gène Antennapedia de la Drosophile, ce qui implique une pression sélective extrêmement forte sur ces homéodomaines.

Il existe une grande unité structurale entre les différents homéodomaines : en effet, ils sont pratiquement tous constitués par 3 hélices alpha et parfois par une quatrième au niveau de l'extrémité C-terminale. 

La reconnaissance spécifique d'une partie de l'ADN par l'homéodomaine est principalement assurée par 4 résidus en position 47, 50, 51 et 54 qui entrent en contact avec les bases du grand sillon de l'ADN. Quelques données montrent une interaction au niveau du petit sillon de résidus de l'extrémité N-terminale.

Etude de l'homéodomaine du gène Antennapedia

La structure de l'homéodomaine du gène Antennapedia et les 14 paires de bases de l'ADN avec lesquelles il interagit n'a été que récemment observée (télécharger le fichier de cette interaction 1ahd.zip 780 k, pour une visualisation avec Rasmol). 
Cet homéodomaine interagit avec 14 nucléotides de l'ADN "GAAAGCCATTAGAG". Les 6 nucléotides en gras étant ceux qui interagissent directement avec les 4 acides aminés de l'homéodomaine (Ile47, Gln50, Asn51, Met54). De plus, Arg5 vient se placer dans le petit sillon. L'Asn51 est strictement conservé dans l'ensemble des homéodomaines.