Type de dommages à l'ADN : Différents types de dommages à l’ADN nécessitent des voies de réparation spécifiques. Par exemple, les cassures double brin (DSB) peuvent être réparées soit par recombinaison homologue (HR), soit par jonction d'extrémités non homologues (NHEJ). HR nécessite un modèle homologue, tel que la chromatide sœur, pour réparer avec précision le DSB, tandis que NHEJ ligature directement les extrémités brisées de l'ADN sans modèle.
Contexte cellulaire : Le choix de la voie de réparation de l’ADN peut également être influencé par le contexte cellulaire. Par exemple, dans les cellules en division active, la HR est la voie prédominante pour la réparation du DSB, car elle garantit une réparation précise en utilisant la chromatide sœur comme modèle. En revanche, les cellules au repos ou différenciées en phase terminale s'appuient principalement sur NHEJ pour la réparation du DSB, car la HR nécessite la réplication de l'ADN pour générer une matrice de chromatide sœur.
Disponibilité des composants de réparation : La disponibilité et l’activité des protéines et des cofacteurs de réparation de l’ADN jouent un rôle crucial dans la détermination du choix de la voie de réparation. Par exemple, si les protéines HR telles que BRCA1, BRCA2 ou Rad51 sont mutées ou compromises, la HR est altérée et les cellules peuvent principalement utiliser NHEJ pour la réparation du DSB.
Voies de signalisation cellulaire : Les dommages à l’ADN déclenchent diverses voies de signalisation cellulaire qui peuvent influencer la sélection des voies de réparation de l’ADN. Par exemple, l'activation des protéines kinases ATM (ataxie-télangiectasie mutée) et ATR (ataxie-télangiectasie et liées à Rad3) en réponse à des dommages à l'ADN favorise la HR en stabilisant les fourches de réplication et en activant les facteurs HR.
Modifications post-traductionnelles : Les modifications post-traductionnelles des protéines de réparation de l'ADN peuvent moduler leur activité et leurs interactions, influençant ainsi le choix de la voie de réparation de l'ADN. Par exemple, la phosphorylation de résidus spécifiques sur les protéines HR par ATM ou ATR peut améliorer leur recrutement sur les sites de dommages à l'ADN et stimuler l'activité HR.
Modifications épigénétiques : Les modifications épigénétiques, telles que la méthylation de l'ADN et les modifications des histones, peuvent affecter l'accessibilité et la réparation de l'ADN endommagé. Par exemple, les régions d’hétérochromatine, qui sont densément peuplées et réprimées par la transcription, sont plus sujettes aux dommages à l’ADN et peuvent être réparées moins efficacement que les régions d’euchromatine.
Dans l’ensemble, les cellules intègrent divers facteurs, notamment le type de dommages à l’ADN, le contexte cellulaire, la disponibilité des composants de réparation, les voies de signalisation cellulaire, les modifications post-traductionnelles et les modifications épigénétiques, pour sélectionner la voie appropriée de réparation des dommages à l’ADN. Cela garantit une réparation efficace et précise des dommages à l’ADN, préservant l’intégrité du génome et empêchant l’accumulation de mutations pouvant conduire à des maladies telles que le cancer.
