Réparation des cassures double brin

Lorsque les deux brins d’ADN sont endommagés, il n’y a plus de matrice intacte pour une réparation précise, mais si elle n’est pas réparée, ce scénario peut entraîner la mort cellulaire.

Il existe deux mécanismes pour réparer les cassures double brin. Le premier type, l’assemblage d’extrémités non homologues, permet l’assemblage d’extrémités même s’il n’y a pas de similitude de séquence entre elles - et a lieu avant la duplication de l’ADN lorsque l’ADN a besoin d’une réparation rapide.

Dans les cellules de mammifères, cela est réalisé par la protéine hétérodimérique Ku qui se lie à l’ADN et forme un complexe avec les sous-unités catalytiques de la protéine kinase dépendante de l’ADN.

Ce complexe maintient les extrémités des chromosomes brisés en place tandis qu’une ADN polymérase insère des nucléotides pour combler l’espace entre ces extrémités. Ensuite, l’ADN ligase IV forme un complexe avec son cofacteur XRCC et une autre protéine appelée XLF, et rejoint et scelle ces extrémités.

Des solutions rapides comme celles-ci peuvent entraîner des mutations au niveau du site de réparation ou des réarrangements génomiques, notamment des délétions, des translocations de matériel génétique et des fusions qui peuvent aboutir à des chromosomes à deux centromères ou à l’absence totale de centromères.

Les mutations sont répandues et les cellules somatiques humaines peuvent en tolérer jusqu’à 2000. Les réarrangements génomiques, en revanche, sont rares, mais peuvent être trouvés dans les cellules cancéreuses.

La plupart des cassures double brin de l’ADN entraînent des surplombs simple brin et le deuxième type de réparation, la recombinaison homologue, corrige ces cassures. Cette forme de recombinaison est beaucoup plus précise que la jonction d’extrémités non homologues et nécessite l’ADN d’une chromatide sœur comme matrice - elle se produit donc généralement après la duplication de gènes pendant la division cellulaire.