Réparation de l'ADN

Le taux de réparation de l'ADN dépend de nombreux facteurs, dont le type de cellule, l'âge de la cellule et l'environnement extracellulaire. De nombreux gènes dont on avait initialement montré qu'ils influençaient la durée de vie se sont révélés impliqués dans la réparation et la protection de l'ADN.

Les dommages et les mutations de l'ADN sont fondamentalement différents.

• Les dommages sont des anomalies physiques dans l'ADN, comme des cassures à un ou deux brins. Les dommages de l'ADN peuvent être reconnus par des enzymes, et donc réparés. La réparation nécessite la séquence non endommagée dans le brin d'ADN complémentaire ou dans un chromosome homologue. Si une cellule conserve des dommages à l'ADN, la transcription d'un gène peut être empêchée et, par conséquent, la traduction en une protéine sera également bloquée. La réplication peut également être bloquée ou la cellule peut mourir.
• Une mutation est un changement dans la séquence de base de l'ADN. Une mutation ne peut être reconnue par les enzymes une fois que le changement de base est présent dans les deux brins d'ADN, de sorte qu'une mutation ne peut être réparée. Au niveau cellulaire, les mutations peuvent entraîner des altérations dans la fonction et la régulation des protéines. Les mutations sont répliquées lorsque la cellule se réplique. Dans une population de cellules, les cellules mutantes vont augmenter ou diminuer en fréquence selon les effets de la mutation sur la capacité de la cellule à survivre et à se reproduire.

Bien que différents les uns des autres, les dommages et les mutations de l'ADN sont liés car les dommages de l'ADN provoquent souvent des erreurs de synthèse de l'ADN lors de la réplication ou de la réparation ; ces erreurs sont une source majeure de mutation. Les dommages causés à l'ADN dans les cellules qui se divisent fréquemment, parce qu'ils donnent lieu à des mutations, sont une cause importante de cancer. En revanche, les lésions de l'ADN dans les cellules qui se divisent rarement sont probablement une cause importante de vieillissement.

Le prix Nobel de chimie 2015 a été décerné à trois scientifiques qui ont chacun découvert une partie de l'histoire de la réparation de l'ADN.

• Tomas Lindahl FRS, qui est suédois et travaille au Royaume-Uni, a découvert un mécanisme appelé réparation par excision de la base. Il s'oppose à la dégradation de l'ADN.
• Le Turc Aziz Sancar, professeur à l'université de Caroline du Nord, a découvert une autre réparation de l'ADN appelée réparation par excision de nucléotides.
• L'Américain Paul Modrich, de l'université de Duke en Caroline du Nord, a montré comment les cellules corrigent les défauts de l'ADN qui se produisent lors de la division cellulaire. Ce mécanisme, appelé réparation des erreurs de concordance, permet de réduire par un facteur de 1 000 la fréquence des erreurs lors de la réplication de l'ADN.