Zones de mutation privilégiées au cours de la réplication de l’ADN

Chez les Eucaryotes, la réplication est semi-conservative et se réalise par la présence d’un brin direct et d’un brin retardé avec des fragments d’Okazaki. Par contre, il existe des similitudes et quelques différences entre réplication chez les Procaryotes et chez les Eucaryotes. Dans les deux cas, il y a intervention d’une primase (appelée ADN Polymerase alpha chez les Eucaryotes) mais après l’ajout de quelques ribonucléotides, cette primase polymérise un peu d’ADN. Par contre, chez les Eucaryotes, l’ADN polymerase qui synthétise le brin direct  et le brin retardé sont différentes (polymérase epsilon sur le brin direct, polymérase delta sur le brin retardé). De plus, chez les Eucaryotes il y a plusieurs Ori sur les chromosomes alors qu’il n’y en a qu’un seul chez les Procaryotes.

rijns
L’équipe menée par Rijns montre qu’il y a plus souvent des mutations au niveau de l’extrémité 5′ des fragments d’Okazaki. Ils ont donc supposé que ceci venait de la primase qui est plus sujette à des erreurs puisqu’elle n’a pas d’activité auto-correctrice. Ils ont alors testé cette hypothèse en utilisant des levures mutantes pour la RNAse H ce qui fait que les amorces d’ARN ne sont pas remplacées. Ils ont ensuite récupéré ces ARN et les ADN accrochés uniquement par l’activité de la polymérase alpha afin de savoir s’ils étaient effectivement complémentaires de la séquence d’ADN ou bien s’il y avait eu des erreurs de réplication. Ils ont constaté un fort taux de mutations et ont donc confirmé leur hypothèse.
Enfin, ils ont mesuré le pourcentage du genome synthétisé par la primase et ont trouvé 1,5% soit 1,5% du genome qui est sujet à un taux de mutation bien plus élevé. Enfin, il leur fallait expliquer le fait que ces mutations soient faiblement réparé. Ils l’expliquent par le fait que les nucléosome se réassocie rapidement après la réplication et donc que les enzymes réparatrices de l’ADN ne peuvent pas passer à ces endroits là.
En résumé : la polymérase alpha des Eucaryotes commet des erreurs de réplication élevée contraint aux amorces des fragments d’Okazaki qui ne sont que faiblement réparé du fait de la réassociation rapide des nucléosomes. Ceci est donc un facteur de mutation et donc d’évolution des génomes.


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