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L’enzyme transcriptase inverse permet à certains virus à ARN de synthétiser de l’ADN à partir de l’ARN.[1]

La transcriptase inverse est une enzyme utilisée par les rétrovirus qui transcrivent l'information génétique des virus de l'ARN en ADN, qui peut s'intégrer dans le génome de l'hôte. Cette enzyme comprend en général une polymérase de l'ADN ARN-dépendante et une polymérase de l'ADN ADN-dépendante, lesquelles travaillent en synergie pour réaliser la transcription en sens inverse. Cette transcription inverse permet comme son nom l'indique de transcrire à l'envers c’est-à-dire d'obtenir de l'ADN à partir d'ARN.

L'ADN diffère de l'ARN par une différence de sucre (Désoxyribose pour l'ADN, Ribose pour l'ARN), ainsi que par une différence de base azotée (l'uracile (U) de l'ARN correspond à la thymine (T) de l'ADN), la transcription inverse effectue ce changement de base pour ainsi donner de l'ADN à partir de l’ARN.

La transcription inverse d'ARN est un des mécanismes principaux permettant la génération de séquences répétées dans les génomes, en particulier les répétitions dispersées. Dans le génome des mammifères, les séquences LINE ou certains virus contiennent ainsi souvent un gène codant une transcriptase inverse permettant la réplication et la multiplication de ces éléments mobiles.[2]

Après le filtre des « modifications-erreurs » exercé par la lysidine au niveau de l'ARN d'un virus, la transcriptase inverse permet de créer un simple brin d’ADN synthétisé à partir d'un ARNm messager. Ce simple brin d’ADN servira de matrice pour la synthèse d’un nouveau brin par l’ADN polymérase.[3]

Une ADN polymérase est un complexe enzymatique intervenant dans la réplication de l’ADN au cours du cycle cellulaire, mais aussi dans des processus de réparation et de recombinaison de l'ADN. Les ADN polymérases utilisent des désoxyribonucléosides triphosphate comme base pour la synthèse d'un brin d'ADN, en utilisant un autre brin d'ADN comme matrice. Ce processus réplicatif utilise la complémentarité des bases nucléiques pour guider la synthèse du nouveau brin à partir du brin matrice.

L'ADN polymérase a besoin d’une amorce (ou primer), sur laquelle ajouter de nouveaux désoxyribonucléotides. L’amorce peut être formée d’ADN ou d’ARN. Dans le cas des processus de réparation et de recombinaison, l'amorce est constituée d'un segment d'ADN résultant de la coupure du brin endommagé ou recombiné, qui libère une extrémité libre.

Certaines ADN polymérases ont la capacité de corriger les erreurs d'incorporation dans le brin néoformé. Lorsque l'ADN polymérase fait une erreur et qu'un mésappariement est formé au niveau du site actif de l'enzyme, celle-ci peut revenir en arrière. Elle peut alors réinsérer la base correcte, et reprendre la réplication. Ce processus de relecture par l'ADN polymérase améliore la fidélité du processus réplicatif et fait baisser le taux d'erreur.

Au contraire, certaines ADN polymérases sont peu fidèles et font des erreurs d'incorporation de nucléotides avec une fréquence plus élevée. Ces ADN polymérases sont utilisées spécifiquement dans les processus de réparation de l'ADN. Leur spécificité relâchée leur permet de répliquer de l'ADN contenant des lésions, c'est-à-dire des bases altérées par des modifications chimiques, résultant par exemple de l'action de rayonnement UV, ionisant ou d'agents mutagènes.[4]

Cette méthode fournit de nouveaux moyens d'action à travers la thérapie génique qui vise à rétablir une information correcte dans une cellule défectueuse. Les perspectives d'applications thérapeutiques sont larges.

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