Différence clé - Réparation de discordance vs réparation par excision de nucléotides
Des dizaines et des milliers de dommages à l'ADN se produisent dans la cellule chaque jour. Il induit des changements dans les processus cellulaires tels que la réplication, la transcription ainsi que la viabilité de la cellule. Dans certains cas, les mutations causées par ces dommages à l'ADN peuvent conduire à des maladies délétères comme les cancers et les syndromes associés au vieillissement (ex: Progeria). Indépendamment de ces dommages, la cellule initie un mécanisme de réparation en cascade hautement organisé appelé réponses aux dommages à l'ADN. Plusieurs systèmes de réparation de l'ADN ont été identifiés dans le système cellulaire; ceux-ci sont connus comme réparation par excision de base (BER), réparation de mésappariement (MMR), réparation par excision de nucléotides (NER), réparation de rupture de double brin. La réparation par excision nucléotidique est un système très polyvalent qui reconnaît les lésions d'ADN de distorsion d'hélice volumineuses et les supprime. D'autre part, la réparation des incompatibilités remplace les bases mal incorporées lors de la réplication. La principale différence entre la réparation de mésappariement et la réparation par excision de nucléotides est que la réparation par excision de nucléotides (NER) est utilisée pour éliminer les dimères de pyrimidine formés par l'irradiation UV et les lésions volumineuses en hélice causées par des adduits chimiques, tandis que le système de réparation des mésappariements joue un rôle important dans la correction des bases mal incorporées qui ont échappé des enzymes de réplication (ADN polymérase 1) pendant la post-réplication. En plus des bases mésappariées, les protéines du système MMR peuvent également réparer les boucles d'insertions / délétions (IDL) qui sont les résultats du glissement de la polymérase pendant la réplication de séquences d'ADN répétitives.
TABLE DES MATIÈRES
1. Présentation et différence clé
2. Qu'est-ce que la réparation de mésappariement
3. Qu'est-ce que la réparation par excision de nucléotides
4. Comparaison côte à côte - Réparation de mésappariement vs réparation par excision de nucléotides
5. Résumé
Qu'est-ce que la réparation par excision nucléotidique?
La caractéristique la plus remarquable de la réparation par excision de nucléotides est qu'elle répare les dommages nucléotidiques modifiés causés par des distorsions importantes dans la double hélice d'ADN. Il est observé dans presque tous les organismes qui ont été examinés à ce jour. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucléases) Uvr D (une hélicase) sont les enzymes les plus connues impliquées dans le NER qui déclenchent la réparation de l'ADN dans l'organisme modèle Ecoli. Le complexe enzymatique multi-sous-unités Uvr ABC produit les polypeptides Uvr A, Uvr B, Uvr C. Les gènes codés pour les polypeptides susmentionnés sont uvr A, uvr B, uvr C. Les enzymes Uvr A et B reconnaissent collectivement la distorsion induite par les dommages qui est causée à la double hélice d'ADN telle que les gradateurs de pyrimidine en raison de l'irradiation UV. L'Uvr A est une enzyme ATPase et il s'agit d'une réaction autocatalytique. Ensuite, Uvr A quitte l'ADN tandis que le complexe Uvr BC (nucléase active) clive l'ADN des deux côtés des dommages catalysés par l'ATP. Une autre protéine appelée Uvr D codée par le gène uvrD est une enzyme hélicase II qui déroule l'ADN qui résulte de la libération d'un segment d'ADN endommagé simple brin. Cela laisse un vide dans l'hélice d'ADN. Une fois que le segment endommagé a été excisé, un espace de 12 à 13 nucléotides reste dans le brin d'ADN. Celui-ci est rempli par l'enzyme ADN polymérase I et l'entaille est scellée par l'ADN ligase. L'ATP est nécessaire à trois étapes de cette réaction. Le mécanisme NER peut également être identifié chez les humains ressemblant à des mammifères. Chez l'homme, l'affection cutanée appelée Xeroderma pigmentosum est due aux dimères d'ADN provoqués par l'irradiation UV. Les gènes XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF et XPG produisent des protéines pour remplacer les dommages à l'ADN. Les protéines des gènes XPA,XPC, XPE, XPF et XPG ont une activité nucléase. D'autre part, les protéines des gènes XPB et XPD montrent l'activité hélicase qui est analogue à Uvr D dans E. coli.
Figure 01: Réparation par excision nucléotidique
Qu'est-ce que la réparation des incompatibilités?
Le système de réparation des mésappariements est lancé pendant la synthèse d'ADN. Même avec la sous-unité fonctionnelle €, l'ADN polymérase III permet l'incorporation d'un mauvais nucléotide pour la synthèse tous les 10 8paires de bases. Les protéines de réparation de mésappariement reconnaissent ce nucléotide, l'excisent et le remplacent par le nucléotide correct responsable du degré final de précision. La méthylation de l'ADN est essentielle pour que les protéines MMR reconnaissent le brin parent du brin nouvellement synthétisé. La méthylation du nucléotide adénine (A) dans un motif GATC d'un brin nouvellement synthétisé est un peu retardée. D'autre part, le nucléotide adénine du brin parent dans le motif GATC s'est déjà méthylé. Les protéines MMR reconnaissent le brin nouvellement synthétisé par cette différence avec le brin parent et commencent la réparation des mésappariements dans un brin nouvellement synthétisé avant qu'il ne soit méthylé. Les protéines MMR dirigent leur activité de réparation pour exciser le mauvais nucléotide avant que le brin d'ADN nouvellement répliqué ne soit méthylé. Les enzymes Mut H, Mut L et Mut S codées par les gènes mut H, mut L,mut S catalysent ces réactions chez Ecoli. La protéine Mut S reconnaît sept des huit paires de bases de mésappariement possibles sauf pour C: C, et se lie au site de mésappariement dans l'ADN duplex. Avec des ATP liés, Mut L et Mut S rejoignent le complexe plus tard. Le complexe déplace quelques milliers de paires de bases jusqu'à ce qu'il trouve un motif GATC hémiméthylé. L'activité nucléase dormante de la protéine Mut H est activée une fois qu'elle trouve un motif GATC hémiméthylé. Il clive le brin d'ADN non méthylé en laissant une entaille 5 'au nucléotide G du motif GATC non méthylé (brin d'ADN nouvellement synthétisé). Ensuite, le même brin de l'autre côté de la discordance est entaillé par Mut H. Dans le reste des étapes, les actions collectives d'Uvr D une protéine hélicase, Mut U, SSB et l'exonucléase I excise le nucléotide incorrect dans le monocaténaire ADN. L'espace qui se forme lors de l'excision est rempli par l'ADN polymérase III et scellé par la ligase. Un système similaire peut être identifié chez les souris et les humains. La mutation de hMLH1, hMSH1 et hMSH2 humaine est impliquée dans le cancer du côlon héréditaire sans polypose qui dérégule la division cellulaire des cellules du côlon.
Figure 02: Réparation des incompatibilités
Quelle est la différence entre la réparation de mésappariement et la réparation par excision de nucléotides?
Diff article au milieu avant la table
Réparation de discordance vs réparation par excision de nucléotides |
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| Le système de réparation de discordance se produit pendant la post-réplication. | Ceci est impliqué dans l'élimination des dimères de pyrimidine en raison de l'irradiation UV et d'autres lésions d'ADN dues à un adduit chimique. |
| Les enzymes | |
| Il est catalysé par Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB et exonucléase I. | Il est catalysé par les enzymes Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Méthylation | |
| Il est essentiel d'initier la réaction. | La méthylation de l'ADN n'est pas nécessaire pour déclencher la réaction. |
| Action des enzymes | |
| Mut H est une endonucléase. | Uvr B et Uvr C sont des exonucléases. |
| Occasion | |
| Cela se produit spécifiquement pendant la réplication. | Cela se produit lorsqu'il est exposé à des UV ou à des mutagènes chimiques, pas pendant la réplication |
| Préservation | |
| Il est hautement conservé | Il n'est pas hautement conservé. |
| Combler les lacunes | |
| Cela se fait par l'ADN polymérase III. | Cela se fait par l'ADN polymérase I. |
Résumé - Réparation de discordance vs réparation par excision de nucléotides
La réparation des mésappariements (MMR) et la réparation par excision des nucléotides (NER) sont deux mécanismes qui ont lieu dans la cellule afin de rectifier les dommages et les distorsions de l'ADN causés par divers agents. Ceux-ci sont collectivement appelés mécanismes de réparation de l'ADN. La réparation par excision nucléotidique répare les dommages nucléotidiques modifiés, généralement les dommages importants de la double hélice d'ADN qui se produisent en raison de l'exposition à l'irradiation UV et aux adduits chimiques. Les protéines de réparation de mésappariement reconnaissent le mauvais nucléotide, l'excisent et le remplacent par le nucléotide correct. Ce processus est responsable du degré final de précision lors de la réplication.
