2.5 : la réparation de l'ADN Flashcards
Quels sont les différents types de dommage que peut subir l’ADN (causes des mutations)?
- Facteurs environnementaux (radiations UV et ionisantes) et agents mutagènes
- Métabolisme oxydatif qui génère des espèces d’oxygène réactives (radicaux)
- Réactions spontanées via l’action de l’eau (dépurination et désamination)
Une erreur de réplication peut donner lieu à?
À une paire de bases mésappariées → mutation d’insertion/délétion
Les mutations d’insertion/délétion affectent quoi en particulier? Pourquoi?
Les régions contenant de courtes séquences répétées (microsatellites)
- La machinerie de réplication a de la difficulté à à répliquer ces segments répétés → elle glisse sur ces régions : augmente ou diminue le nombre de séquences répétées (replication slippage)
Chez l’homme, de quoi est responsable le replication slippage?
De plusieurs maladies neurodégénératives qui se caractérisent par l’expansion d’une répétition de trinucléotides
Que provoquent les rayons UV dans l’ADN? Conséquence?
La formation d’un dimère de pyrimidines (souvent thymines)
- Dimère déforme la double hélice → elle ne peut plus servir de matrice pour la réplication et la transcription
Combien de produits génèrent les rayons UV?
2 types : un avec un cycle cyclobutane et l’autre avec un seul lien covalent entre les 2 pyrimidines
Que font les radiations ionisante (rayons X et gamma) dans l’ADN?
Peuvent causer des cassures double-brin dans l’ADN en s’attaquant au désoxyribose ou en générant des ROS (qui réagissent avec le désoxyribose)
Que se passe-t-il si les extrémités associées aux cassures double-brin ne sont pas reliées correctement?
Il en résulte des réarrangements chromosomiques et des translocations (les ¢ ont besoin de chromosomes intacts pour répliquer leur ADN)
Vrai ou faux :
Il est possible d’utiliser les radiations ionisantes pour tuer rapidement les cellules cancéreuses.
Vrai,
Certains agents chimio thérapeutiques comme la bléomycine causent des cassures double-brin dans l’ADN
Qu’est-ce que l’oxoG?
Base mutagène qui peut s’apparier à A et C
- générée par la réaction d’oxydation de la guanine de la position 8 suite à l’attaque par des ROS
Que se passe-t-il si l’oxoG s’apparie avec l’adénine au lieu de la cytosine?
Une transversion G-C→T-A apparaît. L’une des mutations les plus communes chez les cancers humains
Que peut provoquer l’alkylation d’une base?
Une distorsion de l’hélice d’ADN et inhiber la réplication de l’ADN
Explique comment l’ADN peut être endommagée par des réactions d’hydrolyse spontanées
- La désamination de la cytosine génère l’uracile
- La dépurination via l’hydrolyse du lien N-glycosidique produit un site abasique
- La désamination de la 5-méthylcytosine génère une base naturelle (thymine) au lieu de l’uracil
Qu’est-ce qu’un site abasique? Causé par quoi?
Un désoxyribose sans base → produit par l’hydrolyse du lien N-glycosidique
Qu’est est la conséquence d’une dépurination?
Bloque la réplication → car remplacement de bases
Les 4 systèmes de réparation de l’ADN?
- Système de réparation directe (enzyme suicide → brise ponts cyclo-butane)
- Système de réparation par excision
- De nucléotides (NER)
- De bases (BER) - Système de réparation de bases mésappariées
- Système de réparation par recombinaison → système de réparation de cassures bicaténaires
Différence entre systèmes de réparation par excision de nucléotides et excision de bases?
- Nucléotides : excisent un segment d’ADN contenant la/les bases altérées et synthétisent un nouveau segment
- Bases : seule la base altérée est excisée, le squelette sucre-phosphate est intact
E. coli → système de réparation qui est sujet à des erreurs?
Système de réparation induit par la réponse SOS
- Utilise une ADN polymérase qui ne fait pas partie de la machinerie de réplication normale pour répliquer le site d’ADN endommagé
- ADN translésionnelle ou de contournement
Système de réparation “autre” des eucaryotes?
- Utilisation d’ADN polymérases distinctes pour répliquer les sites d’ADN endommagé (DDR : DNA damage response)
- Réparation des cassures double-brin par le mécanisme NHEJ (“non-homologous end-joining”
Vrai ou faux :
Le génome humain possède peu de gènes de réparation.
Faux
Les systèmes de réparation directe?
- Voie mineure
- Agissent directement sur les nucléotides endommagés (par les UV/agents alkylants)
- Convertissent les nt endommagés à leur structure originale → utilisent une seule enzyme
Vrai ou faux :
Systèmes de réparation directe peuvent éliminent les dimères de pyrimidine et les groupements alkyles
Vrai
Qu’est-ce que la photoréactivation?
- Réparation de l’ADN dépendante de la lumière (300-500nm) → ADN photolyase
- Répandu chez plusieurs organismes mais absente chez l’homme
Fonctionnement de l’ADN photolyase?
- Pas besoin de lumière pour reconnaître un dimère de pyrimidines et s’y lier
- *Capte l’énergie lumineuse
- Besoin de lumière pour cliver
Quels sont les 2 facteurs de l’ADN photolyase, liés à l’enzyme de façon covalente?
MTHF et FADH
- MTHF : permet captation de l’É lumineuse (sous sa forme activée)
- FADH : permet de briser liens covalents entre les dimères
Que font les alkyltransférases?
Désalkylent les nt alkylés → retirent groupements éthyles ou méthyles
- Agissent sur une faible proportion des sites
Quels sont les sites d’attaque les plus fréquents des agents alkylants sur l’ADN?
Les groupes phosphate, N7 de la guanine et N3 de l’adénine
Vrai ou faux :
Les conséquences de l’alkylation de l’ADN sont souvent les mêmes.
Faux, dépendent des sites qui sont touchés.
Par quoi est formé le dérivé O6-éthylguanine? Que fait-il?
- Formé par l’éthyl méthane sulfonate (EMS) → agent alkylant puissant
- S’apparie avec T, ce qui cause le remplacemebt G-C par A-T (transition)
Par quoi sont réparées les lésions de l’ADN sous forme O6-alkylguanine?
Directement réparées par une O6-méthylguanine-ADN méthyltransférase → retire groupements éthyles et méthyles
- Protéine transfère directement le groupement alkyle sur l’un de ses résidus Cys → inactivation irréversible
Pourquoi l’O6-méthylguanine-ADN méthyltransférase n’est pas considérée comme une enzyme?
Car elle ne peut pas être regénérée → les protéines de ce type incluent Ada de E. coli
Quelles sont les deux fonctions de la protéine Ada d’E. coli?
- Le segment C-terminal contient la fonction O6-méthylguanine-ADN méthyltransférase → enzyme suicidaire
- Le segment N-terminal assure la fonction de réparation des groupements phosphate méthylés → retire groupements méthyles
Pourquoi considère-t-on que les systèmes de réparation directe représentent une composante mineure des mécanismes de réparation de la cellule?
Car un seul gène du génome humain spécifie une protéine participant à la réparation directe (MGMT → 06-méthylguanine-ADN méthyltransférase)
Que permet le système de réparation par excision de nt?
Permet d’éliminer/réparer les dimères de pyrimidines et les lésions dues à l’addition d’un groupement volumineux sur une base → reconnaît déformation de l’hélice d’ADN
Quels sont les deux sentiers NER?
- Sentier agissant sur le génome global → GGR
2. Sentier agissant sur les gènes transcrits → TCR (cible les lésions qui bloquent la transcription)
Chez E. coli, quel type de protéines fait intervenir la voie NER? Comment?
Les protéines Uvr (UvrA, B, C et D)
- Protéines (endonucléases) se fixent de chaque côté de la lésion et le brin d’ADN est coupé et un oligonucléotide de 12-13 bases est libéré → brèche résultante est comblée par Pol I et l’ADN ligase
Où spécifiquement se fixent les protéines Uvr?
Aux positions -8 et +4 (ou +5)
Vrai ou faux : le mécanisme de réparation NER est dépendant de l’ATP.
Vrai
Quel est le seul mécanisme permettant la réparation de ponts thymines?
NER
Quelle maladie est causée par une NER génétiquement défectueuse?
Xeroderma pigmentosum → les enfants de la nuit
- Hypersensibilité aux rayons solaires
- Cancer de la peau : 2000x + de risque
Des expériences de fusions cellulaires entre ¢ provenant de différents patients XP ont montrés qu’il y a 7 groupes de complémentation. Qu’est-ce que cela démontre?
Démontre qu’il y a au moins 7 produits de gènes différents (XPA-XPG) sont impliqués dans la voie de réparation des lésions UV.
Nomme les 2 produits de gènes différents (XPA-XPG) sont impliqués dans la voie de réparation des lésions UV qui sont des SU de TFIIH.
XPB et XPD
Comment le système NER des eucaryotes est-il différent de celui des bactéries?
- Plus complexe
- Fait intervenir 2 SU de TFIIH, XPB et XPD (activité hélicase)
- 2 endonucléases distinctes qui introduisent les coupures simple brin au lieu de 1
- Segment d’ADN libéré = 24-32 nt au lieu de 12-13 nt
Qu’à démontré l’étude du syndrome de Cockayne (SC)?
Que le système NER est couplé à la transcription → chez les personnes atteintes, les dimères de pyrimidines ne sont pas excisés des gènes transcrits
Symptômes du syndrome de Cockayne ?
Croissance retardée, dysfonctionnements neurologiques dus à la démyélisation des neurones, hypersensibilité aux UV (mais incidence normale des cancers de la peau)
Que sont les protéines CSA et CSB?
- Associées à SC
- Participent à la reconnaissance des lésions dans les gènes transcrits
- Reconnaissent ARN pol qui a arrêté de transcrire un gène en raison de nt endommagés sur le brin d’ADN matrice
Explique comment la réparation de l’ADN est couplée à la transcription.
Quand une ARN pol rencontre une lésion dans l’ADN, elle tombe en panne et la transcription s’arrête.
Chez E. coli, quelle protéine reconnaît l’ARN pol en détresse? Chez les eucaryotes? Chez l’homme?
- MDF → reconnaît et déloge
- RAD26 (levure) et CSB → famille SWI/SNF des enzymes de remodelage des nucléosomes