Erreur de réplication et mutations génétiques

        L’ADN est une molécule qui a la propriété de pouvoir se répliquer à l’identique. Cependant elle n’est pas entièrement stable : pendant la réplication des erreurs spontanées aléatoires et rares peuvent se produire et modifier la séquence de nucléotides de la molécule. Malgré la rareté de ces erreurs, certains facteurs peuvent en augmenter la fréquence.

Nous pouvons donc nous interroger sur l’action de ces facteurs et les conséquences qui en résultent.

Dans une première partie nous allons expliquer comment ces facteurs peuvent augmenter la fréquence des erreurs de réplication, entraînant l’apparition de mutations. Dans un second temps nous verrons les différents types de mutations et leurs conséquences.

        Durant la réplication de l’ADN on estime que l’ADN polymérase « se trompe » environ 1 fois pour 100 000 nucléotides. Cependant certains facteurs présent dans l’environnement augmentent la fréquence de ces erreurs : on les appelle agents mutagènes. Ces agents mutagènes peuvent être physiques ou chimiques.

Nous pouvons citer comme agent physique le rayonnement ultraviolet émis par le soleil, principal agent mutagène auquel sont exposées les populations humaines. Le taux de rayonnement reçu a un impact sur le taux d’erreurs de l’ADN polymérase. Il entraîne souvent la formations de liaisons covalentes entre deux nucléotides consécutifs (comme des dimères de thymine). Cette modification de la structure de la molécule d’ADN déstabilise le fonctionnement de l’ADN polymérase lors de la réplication.

Comme substance chimique nous pouvons évoquer l’acridine, utilisée comme colorant, qui s’intercale entre les nucléotides de l’ADN et entraîne l’incorporation d’un nucléotide supplémentaire lors de la réplication.

A partir de ces deux exemples nous pouvons donc conclure que les agents mutagènes modifient la structure initiale de l’ADN ce qui perturbe l’ADN polymérase qui commet des erreurs lors de la réplication.

Nous allons maintenant voir les différents types d’erreurs appelés mutations et leurs conséquences.

        Malgré l’action de certaines enzymes qui parcourent l’ADN pour repérer ces erreurs de réplication et les faire réparer, certaines erreurs subsistent et sont alors appelées mutations.

Nous observons 3 types de mutations dites ponctuelles : la substitution, la délétion et l’addition. La substitution est un nucléotide remplacé par un autre et qui n’est donc pas complémentaire du nucléotide correspondant sur le deuxième brin d’ADN. La délétion est la suppression d’un nucléotide tandis que l’addition est l’ajout d’un nucléotide.

Ces mutations peuvent être silencieuses (qui n’entraîne pas de modifications apparente de l’acide aminé) ou  avoir des conséquences sur le phénotype de l’individu. En fonction de la cellule dans laquelle se produit la mutations on constate différentes conséquences.

Si la mutation a lieu dans une cellule somatique elle est le plus souvent silencieuse ou réparée, dans le cas contraire elle peut altérer la fonction d’un gène et perturber le fonctionnement de la cellule. Souvent la cellule meurt et la mutation disparaît avec elle. Il arrive qu’elle reste vivante car sa mutation lui donne un avantage et sa multiplication devient incontrôlés et donne naissance à un clone de cellules cancéreuses.

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