Des cassures de l'ADN, également appelées dommages à l'ADN, peuvent survenir en raison de divers facteurs tels que l'exposition aux radiations, le stress oxydatif et les erreurs lors de la réplication de l'ADN. Les cellules ont développé plusieurs mécanismes pour réparer ces cassures et maintenir la stabilité génomique. Voici les mécanismes clés impliqués dans la réparation de l’ADN :

1. Assemblage d'extrémités non homologues (NHEJ) :

- Il s'agit d'une voie de réparation relativement rapide et sujette aux erreurs qui relie directement les extrémités brisées de l'ADN sans utiliser de modèle.

- NHEJ est particulièrement important dans la réparation des cassures double brin (DSB) qui se produisent lors de la recombinaison V(D)J, un processus qui génère une diversité d'anticorps et de récepteurs de lymphocytes T.

- Les protéines clés impliquées dans NHEJ comprennent l'hétérodimère Ku70/Ku80, l'ADN-PKcs, Artemis et le complexe XRCC4-Ligase IV.

2. Recombinaison homologue (HR) :

- HR est une voie de réparation plus précise qui utilise une séquence d'ADN homologue comme modèle pour réparer avec précision l'ADN endommagé.

- Les RH jouent un rôle crucial dans la réparation des DSB lors de la réplication de l'ADN et en réponse aux dommages à l'ADN causés par les rayonnements ionisants.

- Les protéines clés impliquées dans la HR comprennent le complexe MRN (Mre11, Rad50, NBS1), BRCA1, BRCA2, RAD51 et diverses ADN polymérases et hélicases.

3. Réparation par excision de base (BER) :

- BER est une voie qui répare les bases individuelles endommagées ou modifiées dans l'ADN.

- Il s'agit de l'élimination des bases endommagées par des ADN glycosylases spécifiques, suivie du remplacement de la base excisée par un nucléotide correct par l'ADN polymérase et la ligase.

4. Réparation par excision de nucléotides (NER) :

- Le NER est une voie qui élimine les lésions volumineuses de l'ADN, telles que celles provoquées par le rayonnement ultraviolet (UV), qui peuvent déformer la structure de l'ADN.

- NER implique la reconnaissance du site endommagé par des protéines spécifiques, suivie de l'excision d'un court segment d'ADN contenant la lésion et de la synthèse ultérieure de réparation de l'ADN.

5. Réparation des disparités (MMR) :

- MMR détecte et corrige les erreurs qui se produisent lors de la réplication de l'ADN, garantissant ainsi la fidélité de l'ADN nouvellement synthétisé.

- Les protéines MMR, notamment MLH1, MSH2, MSH6 et PMS2, identifient les paires de bases incompatibles ou les petites boucles d'insertion/délétion et lancent le processus de réparation.

Ces mécanismes de réparation de l’ADN fonctionnent ensemble pour maintenir l’intégrité et la stabilité du génome. Une réparation dysfonctionnelle de l’ADN peut entraîner une instabilité génomique, associée à diverses maladies, notamment le cancer et les troubles neurodégénératifs.