13.9: Réparation par excision de nucléotides
Aperçu
L’exposition aux mutagènes peut endommager l’ADN et entraîner des lésions encombrantes qui déforment la structure à double hélice ou entravent la transcription appropriée. L’ADN endommagé peut être détecté et réparé dans un processus appelé réparation d’excision de nucléotide (NER). NER utilise un ensemble de protéines spécialisées qui analysent d’abord l’ADN pour détecter une région endommagée. Ensuite, les protéines NER séparent les brins et excisent la zone endommagée. Enfin, ils coordonnent le remplacement avec de nouveaux nucléotides assortis.
Distorsion et dommages à l’ADN
Les cellules sont régulièrement exposées aux mutagènes, facteurs dans l’environnement qui peuvent endommager l’ADN et générer des mutations. Le rayonnement UV est l’un des mutagènes les plus courants et on estime qu’il introduit un nombre important de changements dans l’ADN. Il s’agit notamment de courbes ou de plis dans la structure qui peut bloquer la réplication ou la transcription de l’ADN. Si ces erreurs ne sont pas corrigées, les dommages peuvent provoquer des mutations qui peuvent à leur tour entraîner un cancer ou une maladie selon les séquences qui sont perturbées.
Identification et réparation des régions endommagées
La réparation de l’excision des nucléotides repose sur des complexes protéiques spécifiques pour reconnaître les régions endommagées de l’ADN et les signaler pour l’enlèvement et la réparation. Dans les procaryotes, le processus implique trois protéines : UvrA, UvrB et UvrC. Les deux premières protéines travaillent ensemble comme un complexe, voyageant le long des brins d’ADN pour détecter toute aberration physique.
Une fois identifiés, les brins à l’endroit endommagé sont séparés, et les enzymes enducullease telles que UvrC couper et exciser la région touchée. La polymérase d’ADN comble l’écart avec de nouveaux nucléotides, puis l’enzyme ligase d’ADN scelle les bords entre l’ADN nouveau et l’ancien.
Les mutations dans le NER ont de graves conséquences
Dans les procaryotes, le complexe NER se compose des trois protéines Uvr, mais dans les eucaryotes, plus d’une douzaine de protéines fonctionnent pour réguler la réparation de l’ADN. Chez l’homme, les mutations de la voie NER peuvent causer des maladies telles que le xeroderma pigmentosum (XP), qui est associé à une augmentation de 2000 fois de l’incidence du cancer de la peau. Les personnes souffrant d’XP sont très sensibles à l’exposition aux UV et peuvent développer des brûlures cutanées graves après seulement quelques minutes d’exposition à la lumière du soleil. En outre, les patients xp peuvent montrer des signes de vieillissement prématuré et développent souvent des anomalies neurologiques. Sans un mécanisme de réparation fonctionnant correctement, les dommages d’ADN peuvent s’accumuler et mener à la mort anormale de cellules ou aux tumeurs potentiellement cancéreuses.
