Etudes biophysique et structurale d'ADN polymérases

par Jérôme Gouge

Thèse de doctorat en Biomolécules, biologie structurales, pathologies, biothérapies

Sous la direction de Marc Delarue.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .


  • Résumé

    La réplication du génome est réalisée par des ADN polymérases qui vont dupliquer l'information génétique en insérant un nucléotide dans le brin amorce de façon complémentaire au brin matrice. La sélection du nucléotide est réalisée lors de sa liaison dans le site catalytique. Le taux d'erreur des polymérases est d'environ 10⁻⁶ erreurs/base répliquée. Cette fidélité est assurée parce que les réplicases peuvent dégrader l'amorce en cas de mésappariement. Cependant, l'ADN est soumis à des agressions constantes de l'environnement si bien que Les réplicases doivent parfois faire face à des bases lésées ou des cassures double brin. Dans certains cas, elles peuvent insérer un nucléotide dans le brin amorce alors que l'instruction n'est pas canonique. Dans d'autres cas, elles s'arrêtent pour faire intervenir la machinerie de réparation, où d'autres ADN polymérases sont impliquées. Nous avons entrepris des études structurales d'une réplicase d'archée, P. Abyssi, pour comprendre son interaction avec un ADN canonique mais aussi avec des bases désaminées. A l'aide d'une dizaine de structures à résolution atomique, nous avons pu proposer un modèle rendant compte de l'arrêt de la polymérase lorsqu'elle reconnaît une base désaminée en amont du site catalytique. Un second volet porte sur des polymérases impliquées dans la réparation de l'ADN au travers de l'étude de polymérases X eucaryotes et bactériennes. Nous avons en effet résolu à 2,5 À la structure du complexe ternaire d'une polymérase X eucaryote. L'étude cristallographique des polymérases X bactériennes a conduit à enregistrer des données à 3,4 À. Les données SAXS suggèrent un arrangement des domaines inédits et très ouvert.

  • Titre traduit

    Biophysical and structural studies of DNA polymerases


  • Résumé

    In all cells, the replication step is achieved by DNA polymerases that duplicate genetic information by adding nucleotides at the 3' end of a primer using complementarity to a template strand. The correct nucleotide is chosen after binding in the catalytic site. To get an error rate as low as 10"6 errors/replicated base, polymerases have the ability to degrade the primer strand if a mismatch is incorporated. However DNA is subjected to various exogenous and endogenous attacks so that polymerases are often facing damaged bases or double strand breaks. Depending on the organism they are able to replicate genetic information even if it has been corrupted. In some other cases they stop until DNA reparation pathways come into play. We have conducted structural studies on an archaeal (P. Abyssi) DNA polymerase to order to better understand the discrimination between canonical and deaminated bases. Using a dozen crystallographic structures we have proposed a model that describes how the protein recognizes damaged bases before they enter in the catalytic site. A second part of the work deals with studies of eukaryotic and bacterial polymerases involved in DNA repair. We solved at 2,5 À the structure of a eukaryotic ternary complex that shows new interactions between the protein and DNA. Crystallographic studies two bacterial polymerases recently led to a 3,4 À data set that allowed molecular replacement solution to be found. The SAXS data indicate a new arrangement of the different domains in an open and extended way.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (268 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 288 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2011) 087
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