Suite à quoi l’ADN peut elle avoir besoin de réparation? (2)
- Des erreurs d’incorporation de nucléotides par l’ADN polymérase peuvent survenir pendant la réplication de l’ADN (erreur de la machinerie réplicative)
- L’ADN des cellules subit constamment des lésions provoquées par le métabolisme (pH, ROS…), les radiations (UV, rayon X…) et par des composés chimiques dans l’environnement
Qu’est ce qui viendra réparer les erreurs/problèmes?
C’est l’ADN polymérase qui a la capacité de réparer des erreurs et même celles qu’elle a fait elle-même
Qu’adviendrait-il s’il y avait un changement de nucléotide, mais qu’il n’y avait pas de correction?
S’il n’y a pas de réparation, au cycle de réplication suivant, une des 2 molécules d’ADN sera mutée de façon permanente et la mutation sera transmise (donc perpétuée)
Qu’arrive-t-il si les mutations surviennent dans l’ADN de cellules germinales (gamètes: ovules et spermatozoïdes)?
Elles seront héritées par la descendance et ces changements dans la séquence de l’ADN peuvent causer des maladies héréditaires (Drépanocytose, fibrose kystique, cancer, etc.)
Exemple de la mutation donnant de l’anémie falciforme, maladie génétique
GAG code pour Glu
GTG code pour Val
Glu et Val sont des acides aminés hydrophobes qui s’agrègent et déforment l’hémoglobine
Il y a une mutation dans les cellules germinales
Exemple de la mutation donnant de la Fibrose Kystique
- Maladie autosomale récessive
- Mutation dans des cellules germinales (hérédité): Δ508, délétion de 3 nucléotides qui codent pour la phénylalanine 508 du canal chlore CFTR (protéine qui devient dysfonctionnelle avec la mutation) qui engendre plusieurs problèmes chez la personne (dans 80% des cas)
Des mutations dans l’ADN de cellules somatiques peuvent être à la base de quoi?
Cancer
Généralement, dans un cancer, il y a une accumulation de combien de mutation(s) dans une cellule?
4-5 mutations
Ainsi, plus on est vieux, plus on accumule de (1) et plus le (2)
- Mutations somatiques
2. Risque d’avoir le cancer est grand
Comment les cellules se protègent-elles des divers dommages/mutations pouvant survenir dans l’ADN?
Elles possèdent plusieurs mécanismes de réparation de l’ADN pour maintenir l’intégrité du génome
Quels sont les 3 mécanismes de réparation de l’ADN?
- Réparation durant la synthèse de l’ADN «Proofreading »
- Correction post réplicationnelle des mésappariements
« DNA Mismatch Repair System »
3) Réparation des lésions par excision « Excision Repair »
Quel serait un résumé du mécanisme de réparation durant la synthèse de l’ADN « Proofreading »?
Vérification et autocorrection par l’ADN polymérase (elle recule et corrige ce qu’elle a mal incorporé)
Quel serait un résumé du mécanisme de correction post-réplicationnelle des mésappariements « DNA Mismatch Repair System »?
Reconnaissance du nucléotide mal incorporé, excision et réparation
Quelle serait un résumé du mécanisme de réparation des lésions par excision « Excision Repair »?
Les bases mutés (par déamination, dépurination, radiations) sont reconnues par des nucléases et excisées
Suite aux mécanismes de réparation de l’ADN comment l’ADN est-elle reliée?
Repolymérisation par l’ADN polymérase de réparation et ligation de l’ADN
Comment les mutations sont-elles reconnues?
Grâce aux ponts hydrogène. En effet, dans une mutation, ce ne sont pas les bons pont H, ce qui va faire que l’hélice va se déformer légèrement (faire une protubérance)
Pourquoi est-ce très important que les mutations soient reconnues par les systèmes de réparation?
Car les systèmes de réparations doivent faire la distinctions entre les bases originales et les bases mutées pour savoir quoi corriger
Pourquoi la nature de la double hélice est fondamentale dans la réparation?
La réparation est possible grâce à la nature de la double hélice d’ADN, car comme l’ADN est double brin la
réparation du brin muté est faite en utilisant le brin indemne comme matrice.
En général, les (1) sont reconnus comme (2) causant une (3)
- Nucléotides erronés ou endommagés
- Mésappariements
- Torsion/déformation de la double hélice
Mécanisme de la CORRECTION CO-RÉPLICATIONNELLE ou CORRECTION SUR ÉPREUVE « Proofreading » (5 étapes)
- Processus de vérification et autocorrection (au cours de la synthèse d’ADN, l’ADN polymérase vérifie son travail et le corrige au besoin) *
- Vérification par la polymérase de son propre travail lors de l’appariement des bases
- Reconnaissance des mauvais appariements par déformation de l’hélice (les ponts H sont différents)
- Reculement de l’ADN polymérase sur la chaîne pour revenir au niveau de l’erreur
- Activité exonucléase: la polymérase détache le mauvais nucléotide par hydrolyse du lien phosphodiester en reculant et agit ainsi en exonucléase
- L’action régulière de polymérisation de la
polymérase est reprise; elle resynthétise correctement le nucléotide
À l’aide du processus de vérification et d’autocorrection durant la synthèse de l’ADN, survient-il encore beaucoup d’erreurs?
Non, il ne survient qu’environ 1 erreur résiduelle/10 000 000 nucléotides
Mécanisme de l’ADN Polymérase lors de la vérification et l’édition de l’ADN néo-synthétisé (2 étapes)
- Lors de la réplication, l’ADN polymérase vérifie si un
nucléotide ajouté dans un brin d’ADN en croissance est
incorrect - L’ADN polymérase détache le nucléotide incorrect + le
remplace par le nucléotide correct avant de continuer
Structure de l’ADN polymérase lui permettant de faire la vérification et édition de l’ADN néo-synthétisé
L’ADN polymérase possède 2 domaines clés:
- Site catalytique de polymérisation (P)
- Site d’édition (E) pour l’excision et la correction.
Ainsi, si un nucléotide ajouté dans un brin d’ADN en croissance est incorrect, ce brin se déplace temporairement vers le site E pour correction.
Que se passe-t-il lorsque une mutation n’est pas corrigée lors de la réplication?
Le mécanisme de correction post-réplicationnelle de mésappariements « DNA Mismatch Repair » va faire la réparation (mécanisme en action lorsque la polymérase n’a pas détecté la mutation de façon co-réplicationnelle)
