Processus de réparation de l'ADN | BioEduc

Processus de réparation de l'ADN et les enzymes impliquées

Comme la plupart des mutations sont délétères, les systèmes de réparation de l'ADN sont essentiels à la survie de tous les organismes. Si les systèmes de réparation de l'ADN n'existaient pas, les mutations spontanées et induites par l'environnement seraient si répandues que peu d'espèces, voire aucune, survivraient.

Les bactéries contiennent plusieurs systèmes de réparation d'ADN différents. Pourtant, même en l'absence d'un seul système, les bactéries ont un taux de mutation beaucoup plus élevé. En fait, le taux de mutation est si élevé que ces souches bactériennes sont parfois appelées souches mutantes. De même, chez l'homme, un individu qui est défectueux dans un seul système de réparation de l'ADN peut manifester divers symptômes de la maladie, y compris un risque plus élevé de cancer de la peau. Ce risque accru est dû à l'incapacité de réparer les mutations induites par les UV.

Systèmes de réparation de l’ADN

Les cellules vivantes contiennent plusieurs systèmes de réparation de l'ADN qui peuvent réparer différents types d'altérations de l'ADN. Chaque système de réparation est composé d'une ou plusieurs protéines qui jouent des rôles spécifiques dans le mécanisme de réparation. Dans la plupart des cas, la réparation de l'ADN est un processus en plusieurs étapes. Tout d'abord, une ou plusieurs protéines du système de réparation de l'ADN détectent une irrégularité dans la structure de l'ADN. Ensuite, l'anomalie est éliminée par l'action des enzymes de réparation de l'ADN. Enfin, l'ADN normal est synthétisé par des enzymes de réplication de l'ADN.

Réparation de l’ADN

La capacité des cellules à survivre à des environnements hostiles est en partie due aux systèmes de surveillance. ces systèmes reconnaissent les sites endommagés dans l'ADN et sont capables d'inverser les dommages, d'éliminer les bases ou les nucléotides endommagés, générant des sites qui conduisent à une cascade d'ADN. Les agents environnementaux endogènes et exogènes peuvent endommager l'ADN. De nombreux systèmes de réparation sont régulés par les effets stressants de tels dommages, affectant les niveaux des enzymes responsables ou altérant leur spécificité. Les enzymes de réparation semblent être les protéines les plus conservées, montrant leur rôle important tout au long de l'évolution.

Les systèmes enzymatiques peuvent inverser directement les dommages pour former des bases normales de purine ou de pyrimidine, ou des bases modifiées peuvent être éliminées avec les bases environnantes par une succession d'événements impliquant la nucléase, les enzymes polymérisant l'ADN et les ligases polynucléotidiques.

Types courants de systèmes de réparation de l'ADN

System	Description
Réparation directe	Une enzyme reconnaît une altération incorrecte de la structure de l'ADN et la reconvertit directement en une structure correcte.
Réparation d'excision de base et réparation d'excision de nucléotides	Une base ou un nucléotide anormal est d'abord reconnu et retiré de l'ADN. Un segment d'ADN est excisé, puis le brin d'ADN complémentaire est utilisé comme matrice pour synthétiser l'ADN normal.
Réparation des Mismatch	Semblable à la réparation par excision, sauf que le défaut d'ADN est une discordance de paires de bases, pas un nucléotide anormal. La non-concordance est reconnue et un segment d'ADN est retiré. Le brin parental est utilisé pour synthétiser un brin fille normal d'ADN.
Réparation par recombinaison homologue	Se produit au moment de la rupture d'un double brin ou lorsque les dommages causés à l'ADN entraînent un écart dans la synthèse pendant la réplication de l'ADN. Les brins d'une chromatide normale sont utilisés pour réparer une chromatide endommagée.
Rejoindre non fin homologue	Se produit lors de ruptures double brin. Les extrémités cassées sont reconnues par des protéines qui maintiennent les extrémités ensemble; les extrémités cassées sont finalement rejointes.

Transcription

La synthèse de messager et d'ARN à partir d'ADN modèle

Resynthèse

Polymérisation des nucléotides en régions excisées d'acides nucléiques endommagés.

Nucléase

Enzyme qui hydrolyse dans les liaisons internucléotidiques phosphodiester dans les acides nucléiques.

Ligature

La formation de liaisons phosphodiester comme étape finale de la réparation

Incision

Rupture endonucléolytique dans les acides nucléiques endommagés.

Glycosylase

Des enzymes qui hydrolysent les liaisons N-glycosylées reliant les purines et les pyrimidines aux composants glucidiques des acides nucléiques.

Excision

Élimination des nucléotides endommagés des acides nucléiques incisés.

Exonucléase

Nucléase qui hydrolyse les liaisons phosphodiester terminales.

Endonucléase

Nucléase qui hydrolyse les liaisons phosphodiester internes