Fiche de révision : Réparation de l’ADN

📋 Plan du Cours

1. Rôle et conséquences de la réparation
2. Réparation et cycle cellulaire
3. Contrôles du cycle cellulaire
4. Correction des erreurs réplicatives
5. Réparation des mésappariements
6. Réparations sans cassure et BER
7. NER et réparations double brin
8. Maladies liées aux réparations

📖 1. Rôle et conséquences de la réparation

🔑 Notions clés & Définitions

• Réparation de l’ADN : Corrige les erreurs et les dommages afin de maintenir l’intégrité de l’information génétique.

★ À maîtriser

📌 Sans coupure d’un brin d’ADN, la réparation restaure directement l’information, tandis qu’avec une coupure sur un ou deux brins, la séquence lésée est supprimée puis remplacée.

• La non-réparation d’une lésion de l’ADN peut provoquer la mort de la cellule, une mutation, une maladie héréditaire ou un cancer, mais elle peut aussi contribuer à la diversité génétique, comme la couleur des cheveux.

Compléments

• Le Xeroderma Pigmentosum est associé à un défaut de réparation NER, tandis que le HNPCC est associé à un défaut de réparation MMR.

💡 Astuce mémo

Erreur non réparée → instabilité génétique → mutation, maladie ou cancer

📖 2. Réparation et cycle cellulaire

★ À maîtriser

• Pendant la phase S, 99 % des erreurs réplicatives sont corrigées par la relecture des polymérases delta et epsilon.

📌 Une altération d’un seul brin est réparée par BER ou NER, tandis qu’une altération des deux brins peut nécessiter une recombinaison homologue ou une recombinaison non homologue.

• 🔄 Le contrôle du cycle suit cette séquence:
  1. arrêt du cycle cellulaire
  2. réparation de la lésion
  3. reprise du cycle si la réparation réussit

Compléments

• Les erreurs réplicatives surviennent pendant la phase S, tandis que les mécanismes de réparation post-réplicatifs sont mis en place après la phase S, notamment en G2.

💡 Astuce mémo

S : relecture ; G2 : réparation ; contrôle : arrêt ou apoptose

📖 3. Contrôles du cycle cellulaire

★ À maîtriser

• Les points de contrôle du cycle cellulaire se situent notamment aux transitions G1/S et G2/M.

• La détection d’un ADN endommagé active la kinase ATM et cdk2, puis inhibe les complexes cycline/CDK qui favorisent la progression du cycle.

Compléments

• Au point de contrôle G1/S, les acteurs mentionnés sont la kinase ATM, p53 et p21, tandis qu’au point G2/M interviennent ATM et cdc25.

• La voie lente de contrôle passe par p53 et p21, inhibe la phosphorylation de Rb, empêche son détachement d’E2F et bloque ainsi la poursuite du cycle.

💡 Astuce mémo

Voie rapide : inhibition directe ; voie lente : p53/p21 puis Rb-E2F

📖 4. Correction des erreurs réplicatives

🔑 Notions clés & Définitions

• Erreur réplicative : Erreur d’appariement de nucléotides survenant pendant la réplication de l’ADN.

★ À maîtriser

• Pendant la réplication, les polymérases delta et epsilon retirent par leur activité exonucléasique 3′-5′ la base qui vient d’être ajoutée de façon incorrecte.

Compléments

📌 La relecture corrige immédiatement la base nouvellement ajoutée, tandis que le système MMR répare les mésappariements et les petites boucles après leur apparition.

💡 Astuce mémo

3′-5′ corrige, 5′-3′ polymérise

📖 5. Réparation des mésappariements

🔑 Notions clés & Définitions

• MMR : Répare les mésappariements de nucléotides et les petites boucles de nucléotides non appariés.

★ À maîtriser

📌 Le système MutHLS assure la réparation MMR chez les procaryotes, tandis que le système MSH/MLH l’assure chez les eucaryotes.

• Chez les procaryotes, MutS et MutL reconnaissent le mésappariement, activent MutH au site d’hémiméthylation le plus proche, puis le brin néosynthétisé est incisé et resynthétisé.

Compléments

• Chez les eucaryotes, le tétramère MLH1-MSH2-MSH6-PMS2 reconnaît les mésappariements simples, MSH3 remplaçant MSH6 pour les boucles, puis une exonucléase digère le nouveau brin avant sa reconstitution par une ADN polymérase et une ligase.

💡 Astuce mémo

MutHLS chez les procaryotes, MSH/MLH chez les eucaryotes

📖 6. Réparations sans cassure et BER

🔑 Notions clés & Définitions

• BER : Principal mécanisme de réparation des lésions ponctuelles permettant l’excision d’une ou de plusieurs bases altérées.

★ À maîtriser

• La désalkylation de la guanine transfère irréversiblement le groupement alkyle vers la cystéine de l’O6-alkylguanine transférase, ce qui inactive et sature l’enzyme sans couper l’ADN.

• 🔄 Le BER suit cette séquence:

  1. reconnaissance par une ADN glycosylase
  2. formation d’un site AP
  3. incision par une AP-endonucléase
  4. resynthèse par une ADN polymérase
  5. ligature finale

Compléments

• La désalkylation répare l’alkylation de la guanine, lésion pouvant provoquer une transition GC→AT.

💡 Astuce mémo

Glycosylase → site AP → AP-endonucléase → polymérase → ligase

📖 7. NER et réparations double brin

🔑 Notions clés & Définitions

• NER : Répare les lésions qui provoquent de fortes distorsions de la double hélice, comme les dimères de thymine et les adduits de carcinogènes chimiques.
• Recombinaison homologue : Réparation fidèle des cassures double brin qui utilise deux copies identiques de l’ADN et agit après la phase S.

📝 Points essentiels

• Lors du NER, XPA et RPA reconnaissent la lésion, XPG coupe le brin lésé du côté 3′ et XPF du côté 5′, puis les polymérases delta ou epsilon resynthétisent le fragment et l’ADN ligase I le relie.

📌 La recombinaison homologue est beaucoup plus fidèle que la recombinaison non homologue, car la NHEJ relie directement les deux extrémités et peut entraîner un gain ou une perte de nucléotides.

💡 Astuce mémo

NER excise une lésion déformante ; HR restaure fidèlement, NHEJ relie rapidement

📖 8. Maladies liées aux réparations

★ À maîtriser

• Le HNPCC associe un défaut MMR à une sensibilité aux irradiations UV et aux mutagènes chimiques, avec une susceptibilité tumorale du côlon et de l’ovaire et une apparition précoce des tumeurs.

• Le cancer du sein héréditaire est lié à un défaut de recombinaison homologue, aux gènes BRCA1 et BRCA2, et à une susceptibilité tumorale du sein et de l’ovaire.

Compléments

• Le Xeroderma Pigmentosum est lié à un défaut NER, à une sensibilité au soleil et aux rayons, et à des cancers cutanés.

• L’ataxie-télangiectasie est associée à une altération de la reconnaissance des cassures double brin, au gène ATM, à une sensibilité aux radiations ionisantes et à des leucémies ou lymphomes.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux systèmes de réparation