Hélicase

Définition

L'hélicase est une enzyme qui favorise l'ouverture de l'hélice d'ADN, la séparant en deux brins simples de sorte qu'elle puisse se répliquer.

Les hélicases ont la capacité à traverser le squelette de l'acide nucléique de manière directionnelle. Ce mouvement facilite la séparation des brins, garantissant que chaque brin peut servir de matrice pour la synthèse d'un nouveau brin complémentaire.

Le rôle d'une hélicase :

Les hélicases jouent un rôle central dans la réplication de l'ADN en déroulant activement l'ADN double brin pour produire des fourches de réplication. Ce processus garantit que chaque brin peut servir de matrice pour la synthèse d'un nouveau brin complémentaire. L'hélicase brise les liaisons hydrogène entre les bases azotées (purines ou pyrimidines) des deux brins d'ADN, ce qui provoque leur séparation.

Explications

Une hélicase, ou l'ADN hélicase, est une enzyme, la déroulase, qui catalyse le désenroulement de la double hélice d'ADN pour permettre la réplication. Sa mission est de casser les liaisons hydrogène qui relient les bases azotées, permettant ainsi à d'autres enzymes de copier la séquence d'ADN.

✅ L'hélicase est une enzyme protéique motrice qui utilise l'adénosine triphosphate (ATP) pour faciliter le déroulement des acides nucléiques, notamment l'ADN et l'ARN. En séparant les deux brins de ces molécules, les hélicases permettent des processus biologiques essentiels tels que la réplication, la réparation, la transcription, le traitement de l'ARN de l'ADN et la biogenèse des ribosomes.

Dans les voies de réparation de l'ADN, les hélicases contribuent à la détection et à l'excision des sections endommagées de l'ADN. Leur activité contribue également à la recombinaison homologue, un mécanisme essentiel à la réparation des cassures double brin. Des mutations dans les gènes codant pour l'hélicase ont été associées à diverses pathologies humaines.

L'hélicase est une enzyme vitale chez les êtres vivants car elle participe aux processus de duplication cellulaire et de reproduction de celle-ci, la transcription, la recombinaison et la réparation de l'ADN. Une hélicase assure que l'ADN double brin se "zippe".

Détails

Les hélicases sont des protéines qui se déplacent longitudinalement le long des liaisons phosphodiester de l'acide nucléique, séparant les deux brins antiparallèles de l'acide nucléique (ADN double brin, ARN double brin ou hybride ADN-ARN) en utilisant l'énergie libérée dans l'acide nucléique par l'hydrolyse de l'ATP ou du GTP. Ils se déplacent le long de la double chaîne avec une "adressabilité" spécifique et la "processivité" de chaque enzyme particulière. Il y a beaucoup d'hélicases (14 confirmées dans E. coli et 24 dans les cellules humaines) en conséquence de la grande variété de processus dans lesquels la séparation des chaînes d'acide nucléique doit être catalysée.

Les hélicases adoptent des structures et des états d'oligomérisation différents. Alors que l'hélicase de type ADN-B agit sur l'ADN en tant qu'hexamères à filetage, d'autres enzymes se sont révélées être actives en tant que monomères ou en tant que dimères. Des études récentes ont montré que les hélicases n'attendent pas seulement passivement l'ouverture de la fourche, mais jouent un rôle actif en forçant l'ouverture de la fourche, ce qui en fait un moteur actif dans le déroulement de son substrat. Les hélicases peuvent agir beaucoup plus rapidement in vivo que in vitro en raison de la présence d'une série de protéines accessoires qui aident à la déstabilisation de la liaison dans l'épingle à cheveux.

De plus, l'hélicase est également impliquée dans un mécanisme de réparation de l'ADN, la réparation d'un nucléotide coupé (Nucleotide Excision Repair), qui contrecarre le cancer.

Cas du virus SRAS

Le virus SRAS (SARS-COV, coronavirus syndrome respiratoire aigu sévère) semble avoir une hélicase, connue sous le nom de nsp13 (en dehors de la protéine 13), qui a le même effet sur l'ARN. Cette hélicase utilise non seulement l'ATP comme source d'énergie, mais également d'autres nucléotides et désoxynucléotides. Nsp13 est impliqué, entre autres choses, au début de l'infection.

Les types sont :

• ADN-B hélicase : c'est une enzyme qui sépare les deux brins lors de la duplication de l'ADN.
• REC-Q helicases : c'est un groupe d'enzymes qui déroule la double spirale de l'ADN :
  • L'absence de ces enzymes (causée par une anomalie génétique) est la cause du syndrome de Werner, où un individu vieillit deux fois plus vite que la normale (progéria adulte). D'autres conditions causées par l'absence de ces enzymes sont :
    • Syndrome de bloom : survient lorsque les deux gènes BLM ne fonctionnent pas.
    • Syndrome de Rothmund-Thompson (poïkiloderme congénital) : survient lorsque les deux gènes RECQ4 ne fonctionnent pas. C'est un problème de peau, où la peau est mince et hypersensible à la lumière et a un risque accru de cancer de la peau. Une cataracte (une maladie de l'oeil) se développe également à un jeune âge.

L'ARN polymérase elle-même a une activité hélicase.

En rapport avec "hélicase"

• épissage

  

  L'épissage est le traitement du transcrit primaire (ARN) d'un gène, aboutissant à la production d'un ARN messager dirigeant la synthèse d'une protéine.

• hélice

  

  En biologie, une hélice est une spirale formée par des chaînes (ou brins) polyosidiques ou d'acides nucléiques, celle-ci peut être simple brin (monocaténaire...

• purine

  

  Une purine est un composé azote bicyclique comportant un noyau pyrimidine et un noyau imidazole et constituant le squelette des bases puriques.

• pyrimidine

  

  La pyrimidine est un composé organique, similaire au benzène, et à la pyridine mais avec deux atomes d'azote qui remplacent le carbone en positions 1 et 3.