Réparation de l'ADNright|vignette|Chromosomes montrant de nombreuses lésions. La réparation de l'ADN est un ensemble de processus par lesquels une cellule identifie et corrige les dommages aux molécules d'ADN qui codent son génome. Dans les cellules, l'acide désoxyribonucléique (ADN) est soumis continuellement à des activités métaboliques normales et à des facteurs environnementaux portant atteinte à son intégrité. Ces facteurs environnementaux sont le plus souvent de nature chimique comme les radicaux libres de l'oxygène et les agents alkylants, ou physique, comme les radiations ultraviolettes et les rayonnements ionisants.
Réparation par excision de nucléotidesvignette|Schéma de réparation d’excision par nucléotides La réparation par excision de nucléotides ou NER (pour nucleotide excision repair) est un des systèmes naturels permettant - dans une certaine mesure - la réparation de l'ADN dégradé (par exemple par une exposition aux ultraviolets ou à la radioactivité). Il permet de corriger principalement les lésions étendues ou qui déforment de manière importante l'ADN, comme les pontages avec des molécules exogènes.
Réparation par excision de baseLa réparation par excision de base (ou BER pour Base excision repair en anglais) est l'un des mécanismes de réparation de l'ADN utilisé par les cellules vivantes pour restaurer l'intégrité de l'ADN. Il est utilisé pour réparer les modifications chimiques survenues au niveau d’une base individuelle. Une telle lésion est réparée par simple élimination de la base, suivi du clivage du désoxyribose, et se termine par une nouvelle synthèse d'ADN intact remplaçant le nucléotide endommagé.
Recombinaison homologuethumb | 275px | alt=Schéma du chromosome 1 après recombinaison homologue | Figure 1. La recombinaison homologue peut produire de nouvelles combinaisons d'allèles entre les chromosomes parentaux, notamment lors de la méiose.La recombinaison homologue est un type de recombinaison génétique où les séquences de nucléotides sont échangées entre des molécules d'ADN identiques (homologues) ou similaires (Figure 1). Au sens large, la recombinaison homologue est un mécanisme ubiquitaire de réparation des cassures double-brins de l'ADN.
ADN polymérasethumb|right|250px|La réplication de l'ADN par une ADN polymérase. Une ADN polymérase est une enzyme faisant partie du complexe enzymatique intervenant dans la réplication de l’ADN au cours du cycle cellulaire lors de la phase S, mais aussi dans des processus de réparation et de recombinaison de l'ADN. Les ADN polymérases utilisent des désoxyribonucléosides triphosphate comme base pour la synthèse d'un brin d'ADN, en utilisant un autre brin d'ADN comme matrice.
Jonction d'extrémités non homologuesvignette|La jonction d'extrémités non homologues. La jonction d'extrémités non homologues (en anglais Non-Homologous End-Joining ou NHEJ) est un mécanisme de réparation de l'ADN qui permet de réparer des lésions provoquant des cassures double brin (CDB). C'est un mécanisme non-conservatif (contrairement par exemple à la réparation par recombinaison) c'est-à-dire qu'il ne restaure pas la séquence initiale de l'ADN; mais seulement la continuité de l'ADN endommagé par une cassure double brin.
Homology directed repairHomology-directed repair (HDR) is a mechanism in cells to repair double-strand DNA lesions. The most common form of HDR is homologous recombination. The HDR mechanism can only be used by the cell when there is a homologous piece of DNA present in the nucleus, mostly in G2 and S phase of the cell cycle. Other examples of homology-directed repair include single-strand annealing and breakage-induced replication. When the homologous DNA is absent, another process called non-homologous end joining (NHEJ) takes place instead.
Xeroderma pigmentosumDécrit en 1870 par Moritz Kaposi, le xeroderma pigmentosum, ou maladie des « enfants de la Lune », est une maladie héréditaire d'origine génétique très rare (1/1 000 000). Elle se caractérise par une sensibilité excessive de la peau aux rayons ultraviolets, des troubles oculaires et un risque fortement accru de développer un cancer de la peau ou des yeux. Concrètement, les mécanismes de réparation de l'ADN sont inopérants et n'arrivent pas à réparer notamment les dimères de thymine.
PolyméraseLes polymérases sont des enzymes qui ont pour rôle la synthèse d'un brin de polynucléotide (ADN ou ARN), le plus souvent en utilisant un brin complémentaire comme matrice et des nucléotides triphosphate (NTP ou dNTP) comme monomères. Les polymérases synthétisent le nouveau brin dans le sens 5’ vers 3’, en formant une nouvelle liaison phosphodiester entre le 3'-OH du brin allongé et le 5'-phosphate du nucléotide triphosphate ajouté. Ceci s'accompagne de la libération de pyrophosphate provenant de l'hydrolyse du NTP ou dNTP.
Recombinaison génétiqueLa est . Cette définition recouvre deux processus complémentaires que sont les brassages intra et interchromosomiques, elle est toujours la définition utilisée en génétique, génétique des populations ou virologie, et peut être considérée comme synonyme de brassage génétique. Cependant le développement de la biologie moléculaire a mené vers une interprétation différente de cette définition par une partie de la communauté scientifique.
Poly(ADP-ribose) polyméraseUne poly(ADP-ribose) polymérase (PARP) est une glycosyltransférase qui catalyse la réaction : NAD+ + nicotinamide + + H+. Ces enzymes forment une famille de qui ont des structures et des fonctions très diverses dans la cellule. On les trouve dans le noyau cellulaire. Leur fonction principale est de signaler l'ADN monocaténaire au système enzymatique chargé de restaurer l'ADN bicaténaire. L'activation d'une PARP est une réponse cellulaire immédiate à l'apparition d'ADN monocaténaire d'origine métabolique, chimique ou radioactive.
Dimère de pyrimidinevignette| Formation d'un dimère de pyrimidine dans la double hélice d'ADN. redresse=2|vignette| Exemple de photoproduit 6,4 (à gauche) et de dimère cyclobutylique de pyrimidine (à droite). Un dimère de pyrimidine est une lésion moléculaire de l'ADN résultant d'une réaction photochimique entre des résidus de thymine ou de cytosine adjacents. La lumière ultraviolette induit la formation de liaisons covalentes par des réactions impliquant les doubles liaisons C=C.
ADN polymérase bêtavignette|Structure d'une pol β de souris (). L'ADN polymérase β, ou pol β, est une ADN polymérase présente chez les eucaryotes et qui maintient l'intégrité du matériel génétique en assurant la réparation de l'ADN par excision de base ( en anglais). Cette enzyme doit être étroitement régulée car sa surexpression est associée à un certain nombre de cancers tandis qu'une déficience en fonctionnelle se traduit par une hypersensibilité aux alkylants, à l'apoptose induite et à la fragmentation des chromosomes.
Nucleic acid double helixIn molecular biology, the term double helix refers to the structure formed by double-stranded molecules of nucleic acids such as DNA. The double helical structure of a nucleic acid complex arises as a consequence of its secondary structure, and is a fundamental component in determining its tertiary structure. The term entered popular culture with the publication in 1968 of The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA by James Watson.
ADN polymérase Ivignette|Domaines fonctionnels du fragment de Klenow (à gauche) et de l'ADN polymérase I (à droite). LADN polymérase I, ou pol I, est une ADN polymérase présente chez les bactéries et intervenant dans la réplication de l'ADN. Elle est la toute première polymérase découverte, en 1956. Chez E. coli, elle est codée dans le gène polA et compte d'acides aminés ; c'est un exemple d'enzyme processive, c'est-à-dire capable de catalyser un grand nombre de polymérisations successives.
Taq polyméraseLa Taq polymérase (aussi appelée « Taq pol » ou simplement « Taq ») est une variété d'ADN polymérases thermostables nommée d'après Thermus aquaticus, une bactérie thermophile à partir de laquelle cette enzyme a été isolée pour la première fois en 1969. Sa demi-vie enzymatique à est de . Elle est dépourvue d'activité exonucléasique 3'-5', ce qui rend donc impossible la correction d'erreur lors de la copie.
Ubiquitine ligaseL’ubiquitine ligase, ou ubiquitine ligase E3, est une ligase qui catalyse la réaction : ATP + ubiquitine + lysine–proteine AMP + diphosphate + N-ubiquityllysine–protéine. Cette enzyme recrute l' E2 chargée en ubiquitine, reconnaît une protéine substrat, et assiste ou catalyse directement le transfert de l'ubiquitine de l'enzyme E2 vers la protéine substrat. L'ubiquitine est liée à un résidu de lysine sur la protéine cible par une liaison isopeptidique.
BRCA1Le gène BRCA1 (abréviation de breast cancer 1) est un gène humain découvert en 1990 par Mary-Claire King, appartenant à une classe de gènes suppresseurs de tumeur, qui maintiennent l'intégrité génomique afin de prévenir la prolifération incontrôlée de cellules mammaires. La protéine BRCA1 est multifactorielle : elle est impliquée dans la réparation des dommages de l'ADN, l'ubiquitination, la régulation transcriptionnelle, ainsi que dans d'autres fonctions.
Hereditary cancer syndromeA hereditary cancer syndrome (familial/family cancer syndrome, inherited cancer syndrome, cancer predisposition syndrome, cancer syndrome, etc.) is a genetic disorder in which inherited genetic mutations in one or more genes predispose the affected individuals to the development of cancer and may also cause early onset of these cancers. Hereditary cancer syndromes often show not only a high lifetime risk of developing cancer, but also the development of multiple independent primary tumors.
Acide désoxyribonucléiquevignette|Structure de la double hélice d'ADN. vignette|Structure chimique de l'ADN illustrant les quatre configurations des paires AT et GC entre les deux armatures de la double hélice, constituées d'une alternance de phosphate et de désoxyribose. L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, est une macromolécule biologique présente dans presque toutes les cellules ainsi que chez de nombreux virus. L'ADN contient toute l'information génétique, appelée génome, permettant le développement, le fonctionnement et la reproduction des êtres vivants.
