Fiche de révision : Réparation de l’ADN

📋 Plan du Cours

1. Principes et contrôle du cycle
2. Réparation des mésappariements
3. Réparations post-réplicatives
4. Défauts de réparation et maladies

📖 1. Principes et contrôle du cycle

★ À maîtriser

📌 La réparation de l’ADN comprend des mécanismes avec coupure, impliquant suppression et remplacement, et des mécanismes sans coupure, restaurant directement l’ADN.

• Les mécanismes de réparation de l’ADN sont principalement mis en œuvre pendant les phases S et G2, la phase G2 étant post-réplicative.

• En phase G2, les altérations d’un seul brin sont réparées par les systèmes BER ou NER, tandis que les altérations des deux brins sont réparées par recombinaison homologue ou recombinaison non homologue.

• En phase S, la correction des erreurs repose sur l’activité exonucléasique 3′-5′ des ADN polymérases δ et ε ainsi que sur le système MMR, qui corrige 99 % des erreurs.

• Lorsqu’une lésion de l’ADN est détectée aux points de contrôle de G1 et G2, le cycle cellulaire est arrêté, puis la cellule répare l’ADN, déclenche l’apoptose ou conserve la mutation.

Compléments

• L’ADN endommagé active la kinase ATM, inhibe CDK2 et bloque les cyclines et les CDK par une voie rapide d’inhibition directe ou une voie lente impliquant p53, p21 et cdc25, ce qui inhibe la phosphorylation de Rb et empêche le détachement du complexe E2F.

💡 Astuce mémo

Lésion ADN → activation des kinases → arrêt du cycle → réparation ou apoptose

📖 2. Réparation des mésappariements

🔑 Notions clés & Définitions

• Système MMR : Répare les mésappariements portant sur un nucléotide ou plusieurs nucléotides non appariés.

★ À maîtriser

• Chez les procaryotes, le système MMR repose sur les protéines MutHLS, tandis que chez les eucaryotes il repose sur les protéines MSH et MLH.

• Chez les procaryotes, MutL et MutS reconnaissent la lésion grâce à l’hémiméthylation du brin parental, activent l’endonucléase MutH, provoquent l’incision du brin néosynthétisé, puis permettent sa resynthèse.

Compléments

• Chez les eucaryotes, un tétramère composé de MLH1, MSH2, MSH6 et PMS2 reconnaît directement la lésion, qui est ensuite coupée et digérée par une exonucléase avant resynthèse.

💡 Astuce mémo

MutHLS repère l’hémiméthylation, MSH/MLH reconnaît directement la lésion

📖 3. Réparations post-réplicatives

🔑 Notions clés & Définitions

• Désalkylation : Répare l’alkylation de la guanine responsable d’une transition GC vers AT grâce à la O6-alkylguanine transférase, aussi appelée méthylguanine méthyltransférase.

★ À maîtriser

• Le système BER élimine une base lésée par une ADN glycosylase spécifique, crée un site apurinique ou apyrimidique, puis l’AP endonucléase hydrolyse la liaison phosphodiester avant la resynthèse par une ADN polymérase.

• Le système NER ouvre l’hélice avec TFIIH, fait reconnaître la lésion par XPA et RPA, incise le brin avec XPG et XPF, élimine le fragment, le resynthétise avec l’ADN polymérase δ et le relie avec l’ADN ligase 1.

📌 La recombinaison homologue utilise deux copies de l’ADN présentes dans la cellule et est liée aux gènes BRCA1 et BRCA2, tandis que la recombinaison non homologue relie directement les deux extrémités de l’ADN avec une ligase.

Compléments

• La O6-alkylguanine transférase est désactivée après transfert du groupement alkyle sur une cystéine de l’enzyme.

• Lors d’une réparation BER, l’ADN polymérase bêta intervient lorsqu’un seul nucléotide est remplacé, tandis que les ADN polymérases gamma ou epsilon interviennent lorsque plusieurs nucléotides sont remplacés.

💡 Astuce mémo

Base lésée → excision → resynthèse → ligature

📖 4. Défauts de réparation et maladies

★ À maîtriser

• Le cancer colorectal non polyposique HNPCC est associé à un défaut de réparation des mésappariements, aux gènes MLH1 et MSH2, à une susceptibilité aux cancers du côlon et de l’ovaire et au développement précoce de tumeurs.

• Le syndrome de Bloom est associé à un défaut de recombinaison homologue, au gène BLM, à une photosensibilité et à une susceptibilité aux carcinomes, leucémies et lymphomes.

• Le cancer du sein héréditaire est associé aux gènes BRCA1 et BRCA2 et à une susceptibilité aux cancers du sein et de l’ovaire.

• L’ataxie-télangiectasie est associée à un défaut de reconnaissance des cassures des deux brins, au gène ATM, à une sensibilité aux radiations ionisantes et à une susceptibilité aux leucémies et lymphomes.

Compléments

• L’anémie de Fanconi est associée à une sensibilité aux agents chimiques et oxydants, à une susceptibilité à la leucémie myéloïde aiguë et aux épithéliomas, ainsi qu’à la stérilité, aux déformations et à l’anémie.

📊 Tableaux de synthèse

Maladies et systèmes de réparation