Réparation par excision de nucléotides et réparation par excision de bases

La réparation par excision élimine un segment endommagé d'un brin d'ADN et le resynthétise en utilisant le brin complémentaire intact comme matrice. Deux voies partagent cette logique mais traitent des lésions différentes : la réparation par excision de bases corrige les dommages de bases petits et ne déformant pas l'hélice, tandis que la réparation par excision de nucléotides élimine les lésions volumineuses et déformant l'hélice, telles que celles causées par la lumière ultraviolette. Les deux rétablissent la séquence originale sans laisser de modification permanente.

Definition

La réparation par excision de bases (BER) élimine les bases uniques endommagées ou inappropriées via une ADN glycosylase et traite le site abasique résultant, tandis que la réparation par excision de nucléotides (NER) reconnaît les lésions volumineuses et déformant l'hélice et excise un court oligonucléotide contenant le dommage ; les deux remplissent et scellent ensuite l'espace par synthèse dirigée par matrice et ligature.

Scope

Cette entrée met en contraste les deux voies de réparation par excision : les substrats que chacune reconnaît, les enzymes qui effectuent la reconnaissance, l'excision, le remplissage de l'espace et la ligature, ainsi que la distinction au sein de la réparation par excision de nucléotides entre les sous-voies de réparation globale du génome et de réparation couplée à la transcription. Il s'agit d'une référence mécanistique qui n'aborde pas la gestion clinique.

Core questions

• Quels types de lésions chaque voie reconnaît-elle ?
• Comment la réparation par excision de bases traite-t-elle un site abasique après l'élimination de la base ?
• Comment la réparation par excision de nucléotides excise-t-elle un oligonucléotide endommagé ?
• Quelle est la différence entre la NER globale du génome et la NER couplée à la transcription ?

Key concepts

• ADN glycosylase
• Site abasique (AP) et AP endonucléase
• BER à réparation courte et à réparation longue
• Lésions volumineuses déformant l'hélice
• Double incision dans la NER
• NER globale du génome
• NER couplée à la transcription
• Remplissage de l'espace et ligature

Mechanisms

La réparation par excision de bases commence lorsqu'une ADN glycosylase reconnaît et élimine une base unique endommagée ou inappropriée, telle que l'uracile ou la 8-oxoguanine, laissant un site abasique ; une AP endonucléase incise ensuite le squelette, une polymérase remplit l'espace, et une ligase le scelle, avec des variantes à réparation courte et à réparation longue (short-patch et long-patch) différant par le nombre de nucléotides resynthétisés. Krokan et Bjørås décrivent comment cette voie est la principale pour les petites lésions de bases fréquentes qui résultent de l'oxydation, de la désamination et de l'alkylation. La réparation par excision de nucléotides, quant à elle, reconnaît la distorsion hélicoïdale produite par les adduits volumineux et les photoproduits ultraviolets ; un complexe multiprotéique vérifie la lésion, effectue des incisions de chaque côté et élimine un court oligonucléotide, après quoi l'espace est rempli et scellé. Schärer détaille les deux sous-voies de la NER : la NER globale du génome (global-genome NER) examine l'ensemble du génome à la recherche de distorsions, tandis que la NER couplée à la transcription (transcription-coupled NER) est déclenchée lorsque l'ARN polymérase s'arrête au niveau d'une lésion dans un brin transcrit.

Clinical relevance

Les défauts héréditaires de la réparation par excision de nucléotides sont à l'origine du xeroderma pigmentosum, caractérisé par une sensibilité extrême à la lumière ultraviolette et un risque élevé de cancer de la peau, ainsi que de troubles apparentés tels que le syndrome de Cockayne, illustrant l'importance de ces voies ; cette entrée présente ces associations comme un contexte mécanistique plutôt que comme un guide pour le diagnostic ou la prise en charge d'un individu.

History

La réparation par excision fut parmi les premiers processus de réparation à être définis biochimiquement, avec la reconnaissance dans les années 1960 que les cellules peuvent exciser des segments endommagés par les ultraviolets et les resynthétiser. La reconstitution ultérieure des voies humaines a permis d'établir les enzymes impliquées, et la distinction entre les sous-voies de réparation globale du génome et de réparation couplée à la transcription a clarifié pourquoi certains syndromes de déficience de réparation affectent l'ensemble du génome tandis que d'autres affectent principalement les gènes transcrits.

Key figures

• Aziz Sancar
• Tomas Lindahl
• Orlando Schärer
• Hans Krokan

Seminal works

• sancar-2004
• scharer-2013
• krokan-bjoras-2013

Frequently asked questions

Quelle est la principale différence entre la réparation par excision de bases et la réparation par excision de nucléotides ?

La réparation par excision de bases élimine une seule base endommagée et le site abasique résultant pour les petites lésions non déformantes, tandis que la réparation par excision de nucléotides élimine un court segment de nucléotides autour d'une lésion volumineuse et déformant l'hélice, telle qu'un photoproduit UV.

Qu'est-ce que la réparation couplée à la transcription ?

C'est une branche de la réparation par excision de nucléotides qui est déclenchée lorsque l'ARN polymérase s'arrête au niveau d'une lésion dans un brin transcrit, permettant ainsi de réparer préférentiellement les dommages dans les gènes actifs.