Réparation de l'ADN
La réparation de l'ADN désigne les processus par lesquels une cellule identifie et corrige les dommages causés à ses molécules d'ADN.
Dans les cellules, les activités métaboliques normales et les facteurs environnementaux tels que la lumière UV et les radiations endommagent l'ADN. On compte jusqu'à un million de lésions moléculaires par cellule et par jour. Beaucoup de ces lésions causent des dommages structurels à la molécule d'ADN et peuvent altérer ou éliminer la capacité de la cellule à transcrire le gène affecté. D'autres lésions induisent des mutations potentiellement dangereuses dans le génome de la cellule, qui affectent la survie de ses cellules filles après sa division. Le processus de réparation de l'ADN doit être constamment actif afin de pouvoir répondre rapidement à toute lésion de la structure 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. Une cellule qui a accumulé beaucoup de dommages à l'ADN, ou qui ne répare plus efficacement les dommages, peut entrer dans l'un de ces trois états :
Les dommages à l'ADN entraînant de multiples chromosomes brisés
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.
Dommages et mutations
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.
Recherche pour le prix Nobel 2015
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.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la réparation de l'ADN ?
R : La réparation de l'ADN est le processus par lequel une cellule identifie et corrige les dommages causés à ses molécules d'ADN par les activités métaboliques normales et les facteurs environnementaux, tels que les rayons UV et les radiations.
Q : Combien de lésions moléculaires peuvent se produire par cellule et par jour ?
R : Il peut y avoir jusqu'à un million de lésions moléculaires par cellule et par jour.
Q : Que peuvent provoquer les lésions structurelles de la molécule d'ADN ?
R : Les lésions structurelles de la molécule d'ADN peuvent altérer ou éliminer la capacité de la cellule à transcrire le gène concerné.
Q : Quels sont les effets des mutations potentiellement dangereuses induites par les lésions de l'ADN ?
R : Les mutations potentiellement dangereuses induites par les lésions de l'ADN peuvent affecter la survie des cellules filles de la cellule après sa division.
Q : Pourquoi le processus de réparation de l'ADN doit-il être constamment actif ?
R : Le processus de réparation de l'ADN doit être constamment actif afin de pouvoir répondre rapidement à tout dommage dans la structure de l'ADN.
Q : Quels sont les facteurs qui peuvent affecter la vitesse de réparation de l'ADN ?
R : De nombreux facteurs peuvent affecter la vitesse de réparation de l'ADN, notamment le type de cellule, l'âge de la cellule et l'environnement extracellulaire.
Q : Que peut-il arriver à une cellule qui a accumulé beaucoup de dommages à l'ADN ou qui ne répare plus efficacement les dommages ?
R : Une cellule qui a accumulé beaucoup de lésions de l'ADN ou qui ne répare plus efficacement les lésions peut entrer dans l'un des trois états suivants.
