Auteurs : Benjamin Schwartz et coll.
Source : bioRxiv (2022)
Résumé :
La réplication de l'ADN est un processus biologique fondamental qui garantit une duplication précise du matériel génétique lors de la division cellulaire. Pour démarrer la réplication, un complexe protéique spécialisé connu sous le nom de chargeur hélicase-hélicase se lie à la double hélice d'ADN et l'entoure, déroulant les brins étroitement enroulés et créant une fourche de réplication. Cependant, les mécanismes précis par lesquels ce complexe se lie à l’ADN et l’enveloppe sont restés insaisissables.
Dans le cadre d’une percée remarquable, les chercheurs ont capturé le complexe hélicase-hélicase chargeur en cours d’action à l’aide de la cryomicroscopie électronique, une technique d’imagerie puissante qui permet la visualisation de structures biomoléculaires à une résolution proche de l’atome. Leurs découvertes, rapportées dans le serveur de prépublication bioRxiv, ont jeté une lumière sans précédent sur les interactions complexes entre la machinerie protéique et l'ADN, fournissant ainsi des informations cruciales sur les étapes initiales de la réplication de l'ADN.
Les images à haute résolution ont révélé que le complexe hélicase-hélicase chargeur forme une structure en forme d’anneau qui entoure l’ADN, les protéines hélicase chargeur saisissant la double hélice d’ADN et les protéines hélicase positionnées derrière elles, prêtes à détordre les brins d’ADN. Cet arrangement suggère que les protéines chargeurs d'hélicase jouent un rôle essentiel dans la liaison à l'ADN, en stabilisant le complexe autour de l'ADN et en le préparant à l'initiation de la réplication.
Une analyse plus approfondie a révélé les interactions spécifiques entre les protéines chargeurs d'hélicase et le squelette de l'ADN, révélant les mécanismes moléculaires par lesquels le complexe s'attache à l'ADN. Ces interactions impliquent plusieurs résidus d'acides aminés au sein des protéines chargeurs d'hélicase qui forment des liaisons hydrogène et des contacts de Van der Waals avec les phosphates d'ADN, assurant ainsi une prise sûre sur le matériel génétique.
De plus, les chercheurs ont identifié une région de liaison flexible au sein des protéines chargeurs d’hélicase qui leur permet d’adapter leur conformation aux différentes séquences d’ADN. Cette flexibilité est essentielle pour que le complexe puisse s'adapter aux différentes séquences d'ADN rencontrées lors de la réplication, garantissant ainsi un déroulement efficace de la double hélice.
Ces résultats fournissent une compréhension moléculaire détaillée de la façon dont le complexe hélicase-hélicase chargeur reconnaît, lie et enveloppe l'ADN pour lancer la réplication. Ces connaissances approfondissent notre compréhension des mécanismes fondamentaux sous-jacents à la réplication de l'ADN, ouvrant la voie à des recherches plus approfondies sur la fidélité de la réplication, les maladies génétiques et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
