La principale différence entre la jonction d'extrémité non homologue et la répétition directe homologue est que la jonction d'extrémité non homologue est une voie qui répare les cassures double brin dans l'ADN qui ne nécessite pas de modèle homologue pour guider la réparation, tandis que la répétition directe homologue est une voie qui répare les cassures double brin dans l'ADN qui nécessite une matrice homologue pour guider la réparation.
La réparation de l'ADN est un processus par lequel une cellule identifie et corrige les dommages causés aux molécules d'ADN. Généralement, les activités métaboliques normales et les facteurs environnementaux tels que les radiations peuvent endommager l'ADN. Ces facteurs peuvent entraîner des dizaines de milliers de lésions moléculaires individuelles par cellule et par jour. Les voies de réparation des cassures double brin de l'ADN sont des voies de réparation de l'ADN dans les cellules biologiques. Il existe deux voies de réparation des cassures double brin de l'ADN, à savoir la jonction d'extrémités non homologues et la répétition directe homologue.
Qu'est-ce qu'une jointure d'extrémité non homologue ?
La jonction d'extrémités non homologues (NHEJ) est une voie qui répare les cassures double brin de l'ADN et ne nécessite pas de matrice homologue pour guider la réparation. Cette voie a été découverte par Moore et Haber en 1966. Cette voie est généralement guidée par de courtes séquences d'ADN homologues (microhomologies) qui sont souvent présentes dans des surplombs simple brin aux extrémités des cassures double brin. Lorsque les surplombs sont compatibles, la voie NHEJ répare avec précision la rupture des doubles brins. Cependant, lorsque les surplombs ne sont pas parfaitement compatibles, cela conduit à une réparation imprécise qui entraînera une perte de nucléotides. La voie NHEJ inappropriée peut entraîner des translocations, des fusions de télomères et des caractéristiques des cellules tumorales.
Figure 01: Jointure d'extrémité non homologue
La voie NHEJ comporte trois étapes principales: la liaison et l'attache des extrémités, le traitement des extrémités et la ligature. Chez les mammifères, des protéines appelées Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) sont impliquées dans le pontage terminal. L'étape de traitement final implique l'élimination des nucléotides mésappariés ou endommagés et la resynthèse de l'ADN par des ADN polymérases (remplissage des lacunes). L'élimination des nucléotides mésappariés ou endommagés est effectuée par des nucléases telles que Artemis. Les ADN polymérases de la famille X Pol λ et μ chez les mammifères assurent le remplissage des lacunes. Le traitement final n'est pas nécessaire si les extrémités sont déjà compatibles et ont des terminaisons 3'hydroxyl ou 5'phosphate. De plus, l'étape finale de ligature est réalisée par le complexe de ligature IV qui se compose d'ADN ligase IV et de son cofacteur XRCC4.
Qu'est-ce que la répétition directe homologue ?
La répétition directe homologue (HDR) est une voie qui répare les cassures double brin de l'ADN à l'aide d'une matrice homologue pour guider la réparation. Le moyen le plus courant de répétition directe homologue est la recombinaison homologue. Le mécanisme HDR n'est possible que lorsqu'il y a un morceau d'ADN homologue dans le noyau, principalement dans les phases G2 et S du cycle cellulaire. La voie biologique du HDR commence par la phosphorylation de la protéine histone appelée H2AX dans la zone où se produit la cassure double brin de l'ADN. Cela attire d'autres protéines à l'endroit endommagé. Ensuite, le complexe MRN se lie aux extrémités endommagées et empêche les ruptures chromosomiques. Le complexe MRN maintient également les extrémités cassées ensemble. Plus tard, les extrémités de l'ADN sont traitées de manière à éliminer les résidus inutiles de groupes chimiques et à former des surplombs à simple brin.
Figure 02: Répétition directe homologue
Chaque morceau d'ADN simple brin est couvert par la protéine appelée RPA, et sa fonction est de maintenir la stabilité des morceaux d'ADN simple brin. Après cela, Rad51 remplace la protéine RPA. De plus, lorsqu'il travaille avec BRCA2, Rad51 couple un morceau d'ADN complémentaire qui envahit le brin d'ADN cassé pour former une matrice pour l'ADN polymérase. L'ADN polymérase est maintenue sur l'ADN par une autre protéine connue sous le nom de PCNA. En fin de compte, la polymérase synthétise la partie manquante du brin cassé. De plus, lorsque le brin cassé est resynthétisé, les deux brins doivent à nouveau se découpler. Des modèles pour de nombreuses manières de découplage sont suggérés. Une fois les brins séparés, le processus est terminé.
Quelles sont les similitudes entre la jointure d'extrémité non homologue et la répétition directe homologue ?
- La jonction d'extrémités non homologues et la répétition directe homologue sont deux voies de réparation des cassures double brin de l'ADN.
- Le complexe MRN est impliqué dans les deux voies.
- Les nucléases sont impliquées dans les deux voies.
- Les ADN polymérases sont impliquées dans les deux voies.
- Ces mécanismes peuvent être trouvés aussi bien chez les procaryotes que chez les eucaryotes.
- Ce sont deux mécanismes cruciaux pour la survie des cellules.
Quelle est la différence entre la jointure d'extrémité non homologue et la répétition directe homologue ?
La jonction d'extrémité non homologue est une voie qui répare les cassures double brin dans l'ADN qui ne nécessite pas de matrice homologue pour guider la réparation, tandis que la répétition directe homologue est une voie qui répare les cassures double brin dans l'ADN à l'aide d'une matrice homologue. C'est donc la principale différence entre la jonction d'extrémité non homologue et la répétition directe homologue. De plus, la recombinaison homologue n'est pas impliquée dans la jonction d'extrémités non homologues, tandis que la recombinaison homologue est impliquée dans la répétition directe homologue.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre la jonction d'extrémités non homologues et la répétition directe homologue sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Jointure d'extrémité non homologue vs répétition directe homologue
La réparation de l'ADN peut être effectuée par différents mécanismes tels que l'inversion directe, la réparation des dommages à un seul brin, la réparation des cassures à double brin et la synthèse de la translésion. La jonction d'extrémités non homologues et les répétitions directes homologues sont deux voies de réparation des cassures double brin de l'ADN. La jonction d'extrémités non homologues ne nécessite pas de matrice homologue pour guider la voie de réparation de l'ADN. La répétition directe homologue est une voie qui nécessite une matrice homologue pour guider la réparation de l'ADN. C'est donc la principale différence entre la jointure d'extrémité non homologue et la répétition directe homologue.
