Nous vous avons déjà parlé de la télomérase, qui permet de rajeunir les chromosomes, mais l’ADN possède un autre secret de beauté, qui garantit à la double hélice un enroulement parfait.

1054bed5c17a1c8922bee341ffbcf638
À gauche la mère des dragons porte un beau simple brin d’ARN, et à droite, elle arbore une magnifique double hélice d’ADN

Or il faut savoir que chacune de nos cellules, qui mesure en moyenne quelques dizaines de μm (des millionièmes de mètre) peut contenir jusqu’à 2 mètres d’ADN. Celui-ci se doit donc d’être parfaitement enroulé et rangé dans la cellule sous peine d’être tout emmêlé. Inversement, l’accès à l’information génétique, c’est à dire la succession des bases A, T, G et C au sein de la double hélice, nécessite parfois de séparer les deux brins. Comme par exemple lors de la transcription de l’ADN ou lors de la réplication de celui-ci. Mais ce déroulement local peut entraîner des surenroulements un peu plus loin le long du double brin. Ceux-ci vont alors induire des tensions susceptibles d’endommager la molécule.

Bref, l’ADN, si la cellule n’en prend pas soin, il risque que finir comme ça :

meridaup

Voire même comme ça :

anna

Heureusement, pour prendre soin de nos bouclettes moléculaires, il y a les topoisomérases. Ces enzymes ont précisément pour mission de démêler notre ADN lorsque celui-ci se retrouve trop enchevêtré. Pour ce faire elles disposent d’un super pouvoir que tous les coiffeurs leur envient, puisqu’elles sont capable de sectionner de manière transitoire un brin d’ADN, défaire le noeud qu’elles ont choisi d’attaquer et ensuite de réparer le brin coupé à l’identique ! 

Gauche : Schéma d’action des topoisomérases sur l’ADN (issu de Wikipedia),

Droite : Topoisomérase de type 1 (en vert) tenant en son bec un brin d’ADN (image de Proteopedia

Les catégories majeures de topoisomérase se distinguent d’ailleurs par leur capacité à jouer des ciseaux. Les types I ne sectionnent qu’un seul brin d’ADN, alors que les type II peuvent couper les deux brins pour remettre de l’ordre dans la double hélice. Cette faculté de modifier l’enlacement des deux brins leur a d’ailleurs valu le surnom de magiciennes de l ‘ADN par James C. Wang, le biochimiste à l’origine de leur découverte en 1970.

TopoIso.jpg
Une topoisomérase de type I enroulée sur l’ADN à gauche, et la pince de la topoisomérase de type II à droite (image de David Goodsell pour la molécule du mois)

Le rôle clé joué par les topoisomérases dans la cellule en fait la cible de nombreux composés ayant une activité anticancéreuse ou anti bactérienne, comme par exemple la famille d’antibiotiques des quinolones. Ces molécules se fixent sur le complexe formé par l’ADN et la topoisomérase bacteriennes (mais pas leur équivalent humain), entravant ainsi son action démêlante.

En résumé, l’ADN est probablement la seule molécule qui possède une enzyme entièrement dédiée à sa coiffure, mais c’est sans doute parce qu’elle le vaut bien…

NIsvPQZ