Correction sur épreuves (biologie)

La correction sur épreuves ou proof-reading en anglais désigne en génétique les procédés de correction d'erreurs apparaissant lors de la réplication de l'ADN. Cette notion a été proposée pour la première fois par Hopfield[1] et Nino. Elle peut concerner également la réparation d'erreurs survenant dans la spécificité du système immunitaire, la reconnaissance enzyme-substrat ainsi que de nombreux autres processus nécessitant une spécificité intensifiée. Les mécanismes de correction sur épreuves décrits par Hopfield et Ninio sont des processus actifs à l'état de non-équilibre qui consomment de l’ATP pour renforcer la spécificité de diverses réactions biochimiques.

Chez les bactéries, les trois ADN polymérases (I, II et III) ont la capacité de faire des corrections sur épreuves en utilisant l’activité exonucléase 3 '→ 5'. Lorsqu'une paire de bases incorrecte est reconnue, l'ADN polymérase change son sens d'une paire de bases et élimine la base mal appariée. Après l'excision de la base, la polymérase peut réinsérer la base correcte et la réplication peut suivre son cours.

Chez les eucaryotes, seules les polymérases qui catalysent l'élongation (delta et epsilon) ont une capacité de correction sur épreuves (activité exonucléase 3 '→ 5')[2].

La correction sur épreuves intervient également dans la traduction de l'ARNm pour la synthèse des protéines[3]. Dans ce cas, l'un des mécanismes est la libération de tout aminoacyl-ARNt incorrect avant la formation de la liaison peptidique[4].

L'étendue de la correction sur épreuves dans la réplication de l'ADN détermine le taux de mutation et varie d'une espèce à l'autre. Par exemple, une perte de correction due à des mutations du gène codant l'ADN polymérase epsilon donne un génotype hyper-muté avec plus de 100 mutations par Mb d'ADN impliqué dans les cancers colorectaux humains[5].

L'étendue de la correction sur épreuves dans d'autres processus moléculaires peut dépendre de la taille effective de la population de l'espèce et du nombre de gènes affectés par le même mécanisme de correction sur épreuves[6].

Voir aussi

Notes

Références

  1. ↑ (en) J. J. Hopfield, « Kinetic Proofreading: A New Mechanism for Reducing Errors in Biosynthetic Processes Requiring High Specificity », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 71, no 10,‎ , p. 4135–4139 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, PMID 4530290, DOI 10.1073/pnas.71.10.4135, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ Moldovan, Pfander et Jentsch, « PCNA, the Maestro of the Replication Fork », Cell, vol. 129, no 4,‎ , p. 665–79 (PMID 17512402, DOI 10.1016/j.cell.2007.05.003)
  3. ↑ « Animation on aminoglycosides mechanism of action | CME at Pharmamotion », sur pharmamotion.com.ar, (version du sur Internet Archive)
  4. ↑ Dino Moras, « Proofreading in translation: Dynamics of the double-sieve model », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 107, no 51,‎ , p. 21949–21950 (ISSN 0027-8424, PMID 21149735, PMCID 3009764, DOI 10.1073/pnas.1016083107, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ The Cancer Genome Atlas Network, Bainbridge, Chang et Dinh, « Comprehensive molecular characterization of human colon and rectal cancer », Nature, vol. 487, no 7407,‎ , p. 330–337 (PMID 22810696, PMCID 3401966, DOI 10.1038/nature11252, Bibcode 2012Natur.487..330T)
  6. ↑ Rajon, E., Masel, J. et Masel, « Evolution of molecular error rates and the consequences for evolvability », PNAS, vol. 108, no 3,‎ , p. 1082–1087 (PMID 21199946, PMCID 3024668, DOI 10.1073/pnas.1012918108, Bibcode 2011PNAS..108.1082R)