Nature des dommages à l’ ADN et mécanismes de réparation
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face à une cytosine n’a pas lieu avant la réplication, une paire 8-oxodGuo:A peut
en résulter. Dans ce cas, une ADN glycosylase de la famille de MutY (MHY chez
les eucaryotes) excise le résidu A incorporé face à la lésion. Cette ADN glycosylase qui élimine la base normale d’une paire 8-oxodGuo:A donne la possibilité
de régénérer une paire 8-oxodGuo:C, à nouveau substrat de la 8-oxodGuo ADN
glycosylase. Même si n’appartenant pas au système de BER il existe une troisième
enzyme capable de reconnaître la guanine oxydée pour éviter ses conséquences
mutagènes. MutT et ses homologues sont en effet responsables de l’élimination
de 8-oxodGTP du pool de nucléotides en l’hydrolysant pour donner 8-oxodGMP.
De cette façon l’incorporation de 8-oxodGuo face à des résidus A dans l’ADN est
évitée, ce qui entraînerait des mutations T:A vers G:C.
Dans pratiquement tous les organismes la principale ADN glycosylase responsable de l’élimination des pyrimidines oxydées est Nth (endonucléase III), dont
l’homologue chez E. coli est le membre fondateur de la superfamille des glycosylases possédant un domaine HhH. Il existe cependant une famille d’ADN glycosylases apparentées à Fpg qui sont capables elles aussi d’exciser des pyrimidines
oxydées de l’ADN. Ce sont les homologues de la protéine Nei (endonucléase VIII)
d’E. coli. Les mammifères en possèdent trois paralogues, NEIL 1, 2 et 3, en plus
de NTH.
Les sites AP résultant de l’hydrolyse du lien N-glycosydique au cours de la
réparation des bases modifiées ou ceux, probablement majoritaires, générés par
dépurination spontanée, non seulement sont non-codants (mutagènes) mais ils
inhibent la plupart des ADN polymérases réplicatives. C’est une AP endonucléase
qui est alors nécessaire pour cliver le brin d’ADN 5’ du site AP pour permettre
la suite de la réparation (Demple et Harrison, 1994). Chez E. coli, deux protéines
de familles différentes, Xth et Nfo, fournissent l’activité AP endonucléase. Les
AP endonucléases, d’une famille ou de l’autre, sont ubiquitaires. L’importance
de cette enzyme est soulignée par le fait que les souris KO pour le gène de l’AP
endonucléase majeure (APE1 ou APEX), ainsi que ceux codant pour les enzymes
impliquées dans les étapes postérieures de la BER ne sont pas viables, alors
que les glycosylases semblent ne pas être essentielles pour le développement de
l’animal. Chez les mammifères, une fois le site AP clivé, une ADN polymérase
spécifique de la réparation, POL[3, est recrutée. POLp a deux domaines fonctionnels qui sont adaptés à son rôle dans le remplissage des brèches laissées au cours
de la réparation (Wilson et al., 2000). Le plus grand domaine correspond à l’activité polymérase tandis que le second fournit l’activité AP lyase de la protéine.
Cette activité lui permet d’exciser le déoxyribosephosphate laissé en 5’ par APE1.
11 ne reste donc que la ligature 3’ du nucléotide incorporé pour restituer la continuité du brin d’ADN. Cette dernière étape de la BER est accomplie par la ligase
III qui forme un hétérodimère avec la protéine XRCC1. Bien que dépourvue
d’activité enzymatique, XRCC1 est une protéine essentielle (Caldecott, 2003). En
interagissant avec toutes les protéines de la BER, des glycosylases jusqu’à LIG III,
elle agit comme un échafaudage qui permet la coordination de toutes les activités
enzymatiques nécessaires pour la réparation des bases modifiées et des sites AP.
La poly(ADP-ribose) polymérase PARP1, un autre partenaire de XRCC1 présen
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face à une cytosine n’a pas lieu avant la réplication, une paire 8-oxodGuo:A peut
en résulter. Dans ce cas, une ADN glycosylase de la famille de MutY (MHY chez
les eucaryotes) excise le résidu A incorporé face à la lésion. Cette ADN glycosylase qui élimine la base normale d’une paire 8-oxodGuo:A donne la possibilité
de régénérer une paire 8-oxodGuo:C, à nouveau substrat de la 8-oxodGuo ADN
glycosylase. Même si n’appartenant pas au système de BER il existe une troisième
enzyme capable de reconnaître la guanine oxydée pour éviter ses conséquences
mutagènes. MutT et ses homologues sont en effet responsables de l’élimination
de 8-oxodGTP du pool de nucléotides en l’hydrolysant pour donner 8-oxodGMP.
De cette façon l’incorporation de 8-oxodGuo face à des résidus A dans l’ADN est
évitée, ce qui entraînerait des mutations T:A vers G:C.
Dans pratiquement tous les organismes la principale ADN glycosylase responsable de l’élimination des pyrimidines oxydées est Nth (endonucléase III), dont
l’homologue chez E. coli est le membre fondateur de la superfamille des glycosylases possédant un domaine HhH. Il existe cependant une famille d’ADN glycosylases apparentées à Fpg qui sont capables elles aussi d’exciser des pyrimidines
oxydées de l’ADN. Ce sont les homologues de la protéine Nei (endonucléase VIII)
d’E. coli. Les mammifères en possèdent trois paralogues, NEIL 1, 2 et 3, en plus
de NTH.
Les sites AP résultant de l’hydrolyse du lien N-glycosydique au cours de la
réparation des bases modifiées ou ceux, probablement majoritaires, générés par
dépurination spontanée, non seulement sont non-codants (mutagènes) mais ils
inhibent la plupart des ADN polymérases réplicatives. C’est une AP endonucléase
qui est alors nécessaire pour cliver le brin d’ADN 5’ du site AP pour permettre
la suite de la réparation (Demple et Harrison, 1994). Chez E. coli, deux protéines
de familles différentes, Xth et Nfo, fournissent l’activité AP endonucléase. Les
AP endonucléases, d’une famille ou de l’autre, sont ubiquitaires. L’importance
de cette enzyme est soulignée par le fait que les souris KO pour le gène de l’AP
endonucléase majeure (APE1 ou APEX), ainsi que ceux codant pour les enzymes
impliquées dans les étapes postérieures de la BER ne sont pas viables, alors
que les glycosylases semblent ne pas être essentielles pour le développement de
l’animal. Chez les mammifères, une fois le site AP clivé, une ADN polymérase
spécifique de la réparation, POL[3, est recrutée. POLp a deux domaines fonctionnels qui sont adaptés à son rôle dans le remplissage des brèches laissées au cours
de la réparation (Wilson et al., 2000). Le plus grand domaine correspond à l’activité polymérase tandis que le second fournit l’activité AP lyase de la protéine.
Cette activité lui permet d’exciser le déoxyribosephosphate laissé en 5’ par APE1.
11 ne reste donc que la ligature 3’ du nucléotide incorporé pour restituer la continuité du brin d’ADN. Cette dernière étape de la BER est accomplie par la ligase
III qui forme un hétérodimère avec la protéine XRCC1. Bien que dépourvue
d’activité enzymatique, XRCC1 est une protéine essentielle (Caldecott, 2003). En
interagissant avec toutes les protéines de la BER, des glycosylases jusqu’à LIG III,
elle agit comme un échafaudage qui permet la coordination de toutes les activités
enzymatiques nécessaires pour la réparation des bases modifiées et des sites AP.
La poly(ADP-ribose) polymérase PARP1, un autre partenaire de XRCC1 présen