Réparation de l'ADN Flashcards
Pourquoi est-il importante de maintenir l’intégrité du génome?
Pour la division cellulaire
Pour préserver le génome de génération en génération
Qu’engendre un haut taux de mutations dans une cellule somatique?
Destruction d’un individu (cancer)
Qu’engendre un haut taux de mutations dans une cellule germinale?
Destruction de la lignée d’une espèce
La probabilité d’apparition d’une mutation dépend de 4 facteurs, quels sont-ils?
1) la fréquence des dommages
2) la vitesse de réparation
3) le potentiel mutogène des dommages
4) la sélection des mutations avantageuses (celles qui auront un effet sur la cellule)
Quelles sont les principales causes de mutations?
- erreurs de réplication
(machinerie pas 100% fiable) - lésions chimiques ou physiques
( ADN subit des agressions constantes par des agents endogènes et exogènes)
conséquences = mutations ou blocage de la replication/transcription
Qu’est-ce qu’un mutation?
tout changement de séquence de l’ADN
Qu’est-ce qu’une substitution?
Changement d’une base par une autre
Quelle est la différence entre une transition et une transversion?
Transition = on ne change pas de classe
ex: G–> A Ou T–>C
10 x plus fréquente
Transversion= on change ge classe
ex: A–>C
Vrai ou Faux: un mésappariement est une mutation
Faux,
Un mésappariement peut facilement etre réparé.
Cela devient une mutation lorsqu’à la deuxième réplication, la mutation est fixée et qu’il n’est plus possible de réparer
Outre les mésapapriements, quelle est une autre erreur de réplication?
Erreurs de glissement
Délétion (lorsque le brin matrice fait une boucle)
Insertion (principalement dans les régions de répétitions courtes en tandem)
Qui est en charge de faire la réparation des erreurs de réplication?
Exonucléase 3’
cela vient augmenter la fidélité d’un facteur 100
Comment nomme-t-on le système qui fait la réparation des mésappariements?
Système de réparation des mésappariements
Quels sont les 2 défis auxquels le système de réparation des mésappariements doit-il répondre?
1) il doit inspecter et réparer rapidement avant la fixation de la mutation par la réplication de l’ADN
2) il doit reconnaitre le nucléotide mal apparié et non celui du brin mère
Comment est-il possible de repérer quel est le brin mère VS celui qui contient le nucléotide mal apparié?
E.coli méthyle les 2 brins de l’ADN sur le A dans la séquence 5’GATC avec la méthyltransférase DAM
lors de la réplication seul le brin mère est méthylé (il y a un moment avant que le nouveau brin soit méthylé)
MutH casse l’ADN sur le brin non méthylé (donc celui non méthylé est celui avec le mauvais nt)
À quoi servent MutS, MutH et MutL?
MutS se promène et trouve un mauvais appariement
recrute MutL qui fournit l’énergie pour que le complexe puisse bouger
et
recrute MutH (inactive tant que le groupement méthyle n’est pas trouvé) mais c’est une endonucléase
Vrai ou Faux: le système de réparation des mésappariements des eucaryotes et semblable à celui des procaryotes
Vrai
il y a des analogues de MutS et de MutL chez les eucaryotes (MutS = MSH, MutL = MLH)
MAIS
il n’y a pas d’hémiméthylation chez les eucaryotes (le mécanismes pour le brin continu est pas encore clair) mais pour le brin continu, les fragments d’Okazaki ont une cassure qui sert de point de départ à la réparation
Qu’est-ce qu’un dommage endogène?
Dommage produit naturellement par le corps
Vrai ou Faux: la désamination est une altération endogène
Vrai
C’est un dommage endogène
Qu’est-ce qu’une désamination?
Lorsqu’on retire un NH2 à une base
Quelle est la désamination la plus fréquente?
Celle de la cytosine
créée un uracile (ressemble à une T donc va se lier préférentiellement à une A)
transition
Décrire la désamination de l’adénine?
Cela va créer une hypoxanthine
S’associe à un cytosine
transition
Décrire la désamination d’une guanine?
Création d’une xanthine
s’associe à la cytosine
G s’associe à un une cytosine normalement donc aucun problème
Potentiel mutogène = 0
Est-ce que la thymine peut subir une désamination?
Non, car elle n’a pas de groupement amine sur sa structure qui pourrait lui être retiré
Vrai ou faux : la méthylation des cytosines est une altération endogène
Faux, ce n’est pas une altération, car cela produit des cytosine méthylée car l’ADN des vertébrés en contient déjà
Décrire la désamination d’une 5’méthylcytosine
Crée une thymine (base naturelle de l’ADN mais non reconnue par les systèmes de réparation
S’associe à une A
transition (C–>T)
Vrai ou Faux: la transition C–>T est la mutation les plus fréquentes
Vrai
ce sont des points chauds des mutations
La dépurination est-elle une altération endogène ou exogène?
Endogène
Qu’est-ce qu’un dépurination?
Lorsqu’on retire une purine
hydrolyse spontanée de la liaison N-glycosidique (création d’un site AP)
Quelle est l’altération qui peut être à la fois exogène et endogène?
l’oxydation
source endogène = chaine respiratoire
source exogène = radiations ionisantes, UV, agents chimiques générant des radicaux libres
Décrire l’oxydation de la guanine
- oxydation la + fréquente
- créer 8-oxoG
- s’apparie à l’adénine
transversion (G–>T)
Quelle est la mutation la plus fréquente dans les cancers humains?
Transversion de G vers T
L’alkylation est-elle une altération endogène ou exogène?
Exogène
Qu’est-ce que l’alkylation?
Lorsque des groupes méthyles ou éthyles sont ajoutés sur les phosphtases ou les bases de l’ADN
agents alkylants = nitosamines et
N-methyl-N1-nitro-N-nitrosoguanine
Décrire l’alkylation du carbone 6 de la guanine
- génère l’O6-méthylguanine
- s’apparie à la thymine
- cause une distorsion de la double hélice
(G –>A ) = transversion
les UV sont-ils des dommages directs ou indirects à l’ADN
UVC UVB = directs
Pourquoi les UVC et UVB sont-ils considérés comme des dommages directs?
L’ADN absorbe les longueurs d’ondes près de 260nm
UVC = 100 à 280
UVB = 280 à 315
L’ADN absorbe directement = dommages
Que peuvent créer comme dommages les UV?
- fusion photochimique entre 2 pyrimidines adjacentes
1) CDP = liaison covalente entre C5 et C6 de 2 pyrimidines
- bloque la majorité des ADN et ARN polymérases
2) 6-4PP = liaison covalente entre C6 et C4 de 2 pyrimidines
- bloque TOUT
Vrai ou Faux: les UVA créent des dommages indirects à l’ADN
Vrai,
leur longueur d’onde (315 à 400 nm) est assez loin de l’absorption de l’ADN ils sont donc peu ou pas absorbés par l’ADN
Que font les UVA comme dommages?
Ils excitent d’autres chromophores cellulaires (tryptophase, sérotonine…) qui vont générer des expèces réactives de l’oxygène
Les rayons gamma et X sont-ils des altérations endogènes ou exogènes?
Exogène
Que causent comme dommages les rayons X et les rayons gamma?
Des cassures bicaténaires de l’ADN
ils attaquent le désoxyribose du squelette de l’ADN
Très difficile à réparer
Les analogues de bases sont-elles des altération endogènes ou exogène?
Exogène
Qu’est-ce que des analogues de bases?
Composé qui mime un nt (substitue les bases normales)
l’ADN pol le prend et l’insère dans l’ADN lors de la réplication
ex: 5-BrDU
Décrire le 5-BrDU
un des analogues de bases le plus mutagène
analogue de la thymine
s’apparie à une guanine
(T–>C) = transition
Les agents intercalants sont-ils des altérations endogènes ou exogènes?
Exogène
Que font les agents intercalants comme altérations?
ils s’intercalent entre les bases de l’ADN et provoquent des additions ou des délétions d’une à plusieurs pb lors de la réplication
Nommer les 2 conséquences possibles des altérations de l’ADN
- empêchement de la réplication ou de la transcription
ex: CPD, cassures - provoquent un changement permanent de l’ADN après la réplication
ex: désamination, analogue de bases
Décrire le premier mécanisme de réparation
RÉVERSION DIRECTE
1) Photoréactivation
- protolyase qui utilise l’énergie de la lumière pour rompre les liens covalents entre les pyrimidines adjacentes (utilise la lumière des UVA pour réparer les dommages faits par les UVB et UVC)
2) méthyltransférase
- répare les O6-méthylguanine en enlevant le méthyl de la guanine et la transfère sur les cystéine
Pourquoi l’utilisation de méthyltransférase est-il un mécanisme de réparation couteux pour la cellule?
Car la protéine fonctionne seulement 1 fois
c’est une enzyme suicide
Décrire le deuxième mécanisme de réparation
EXCISION DE BASE (BER)
-enzyme spécifique qui va enlever seulement la base endommagée (la retire et la remplace)
double action :
- glycolyase = enlève la base et génère un site AP
- AP endonucléase = enlève le site AP
Quelle est la différence entre la BER et le réversion directe?
BER = enlève le nt et le remplacé par un autre non endommagé
Réversion directe = réparer le nt mal apparié (on garde le même nucléotide )
Décrire le mécanisme de réparation #3
EXCISION DE NUCLÉOTIDES (NER)
non spécifique, mode de réparation plus général qui n’a pas d’enzyme spécifique
s’occupe des dommages non reconnus par les autres mécanismes de répartion
reconnait une déformation/distorsion de la double hélice d’ADN , elève une partie d’ADNsb responsable de la déformation, rempli la brèche par une ADN pol et une ligase
Décrire le NER chez les procaryotes
UvRA et UvRB scrutent l’ADN
(uvra détecte les déformations de l’ADN)
UvrB ouvre la double hélice et recrute UvrC
UvrC crée 2 incisions de part et d’autres de la déformation
Hélicase UvrD enlève le fragment de 12-13 nt contenant la lésion
ADN pol et la ligase remplissent la brèche
Décrire NER chez les eucaryotes
même principe que chez les procayotes mais plus complexe
XPC reconnait la lésion
L’hélice est ouverte et stabilisée par XPA, XPD et RPA
XPF et XPG coupent en 5’ et 3’ créant des segments de 24 a 32 nt
ADN pol et ligase remplissent la brèche
Décrie la synthèse translésionnelle
c’est lorsqu’un dommage (CPD ou autre) n’est pas réparé et que l’ADn pol est bloquée
Comment résoudre la synthèse translésionnelle?
Une polymérase spécialisée pourra passer par dessus le dommage (pas de réparation) la pol fait juste passer par dessus puis on remet ADN pol 2 et on continue
Quelle caractéristique de l’anneau coulissant lui permet de faire le switch entre l’ADN pol 2 et le pol qui passer par dessus le dommage?
Il est ubiquitiné suite à un blocage de l’ADN pol par un dommage
Que permet la recombinaison ?
Des échanges génétiques entre les régions homologues
Quels sont les 2 processus qui utilisent la recombinaison homologue?
1- méiose (crossing-over)
2- réparation de l’ADN
Vrai ou faux : la recombinaison permet de réparer les cassures bicaténaires
Vrai
Les cassures bicaténaires sont fréquentes dans le génome et leurs conséquences est désastreuse
On n’utilise pas le brin matrice comme modèle mais bien le chromosome homologue
Quelles sont les causes possibles pour les cassures bicaténaires?
- radiations ionisantes et autres agents mutagènes
- blocage de la fourche de réplication
Qu’est-ce qui permet de dire que 2 chromosomes sont homologues?
Ils doivent être identiques ou quasi-identiques sur une longueur d’au moins 100 pb
Résumer la recombinaison (crossing over) de la méiose
- deux molécules d’ADN homologues sont alignées
- introduction de cassures ou de coupures dans l’ADN (2 cassures monocaténaires sur les 2 homologues)
- invasion des brins
- jonction de holliday
- coupure de la jonction de holliday
- produit recombinant et produit non recombinant
Qu’est-ce qu’un ADN hétéroduplexe?
Lorsque quelques paires de bases sont mésappariées lors de l’invasion des brins dans la méiose
Quelle est la différence entre un produit recombinant et un produit non recombinant?
produit recombinant/ produit croisé = échange génétique complet du bout de chromosome
produit non recombinant/ non croisé = aucun échange génétique (juste 1 bout bordé par les jonctions de Holliday sont échnagés)
À quoi sert la voie RecBCD dans la recombinaison pour des cassures bicaténaires ?
on veut savoir le rôle de toutes les protéines impliquées dans la voie RecBCD
- réparation des cassures bicaténaires chez E.coli
RecBCD = aménage l’ADN au site de cassure
Rec A = catalyse l’échange des brins en recouvrant les séquences homologues
RuvA et RuvB = catalysent la migration d’embranchement
RuvC = permet la résolution de la jonction de Holliday
Résumer le processus d’aménagement des cassures bicaténaires
RecB = hélicase lente de 3’ vers 5’ (ouvre la double hélice) et nucléase
RecD est une hélicase rapide 5’ vers 3’
Rec C reconnait le site chi et la dégradation arrête au site chi
Décrire les sites chi
séquence = GCTGGTGG
normalement on est supposé en avoir 80 dans le génome de E.coli
mais il est sur-représenté et il y en a 1009
C’est un mécanisme de protection contre l’ADN d’un organismes infectant pour éviter qu’on gruge trop d’ADN
Résumer l’invasion des brins par RecA
RecA se lie à un bout d’ADN simple brin (polarité de liaison de 5’ vers 3’)
RecA englobe l’ADN et permet l’invasion
une fois lié à l’ADNsb : le complexe RecA-ADNsb est actif ( il est à la recherche d’homologie) et il a 2 sites de liaison d’ADN
1) primaire = lie la molécule d’ADNsb
2) secondaire = lie une séquence homologue
formation d’un complexe stable entre les 2 molécules d’ADN = molécule de jonction qui contient des centaines de pb d’ADN hybride
Résumer la migration d’embranchement
RuvA lie spécifiquement la jonction de Holliday et recrute RuvB
RuvB est une ATPase héxamérique qui à une fonction d’hélicase qui fait migrer l’embranchement
Résumer le processus de la coupure de la jonction de Holliday
RuvC a un rôle d’endonucléase
Il se lit via RuVAB et clive pour générer un produit recombinant ou non recombinant
