Dimère de pyrimidine

Un dimère de pyrimidine est une lésion moléculaire de l'ADN résultant d'une réaction photochimique entre des résidus de thymine ou de cytosine adjacents[1]. La lumière ultraviolette induit la formation de liaisons covalentes par des réactions impliquant les doubles liaisons C=C[2]. Dans l'ARN bicaténaire, des dimères d'uracile peuvent également s'accumuler sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet. Deux produits fréquents d'une exposition aux ultraviolets sont les dimères cyclobutyliques de pyrimidine — dits CPD, dont les dimères de thymines — et les photoproduits 6,4. Ces lésions prémutagènes altèrent la structure de l'ADN, ce qui a pour effet d'inhiber les polymérases et de bloquer la réplication de l'ADN. Ces dimères peuvent être réparés par une photolyase ou par excision de nucléotides ; les dimères non réparés sont mutagènes.

(en) Formation d'un dimère de pyrimidine dans la double hélice d'ADN.
(en) Exemple de photoproduit 6,4 (à gauche) et de dimère cyclobutylique de pyrimidine (à droite).

Un dimère cyclobutylique de pyrimidine contient un cycle à quatre atomes de carbone résultant de l'ouverture de deux doubles liaisons C=C de pyrimidines adjacentes[3]. De tels dimères interfèrent avec l'appariement des bases lors de la réplication, ce qui conduit à des mutations. Les photoproduits 6,4, ou 6,4 pyrimidine-pyrimidones, surviennent avec une fréquence d'environ un tiers de celle des dimères cyclobutyliques (CPD) mais sont davantage mutagènes. La SP lyase (en) est une enzyme permettant de réparer ce type de lésions[4].

Les polymérases translésionnelles introduisent fréquemment des mutations au niveau des dimères de pyrimidine, aussi bien chez les procaryotes que chez les eucaryotes. Bien que les dimères de thymine soient les lésions les plus fréquemment produites par les ultraviolets, les polymérases translésionnelles ont tendance à introduire des résidus d'adénine, ce qui fait que les dimères de thymine sont souvent répliqués correctement. A contrario, les résidus de cytosine impliqués dans un dimère cyclobutylique tendent à être désaminés, ce qui provoque une transition d'une cytosine vers une thymine[5].

Notes et références
  1. (en) David S. Goodsell, « The Molecular Perspective: Ultraviolet Light and Pyrimidine Dimers », The Oncologist, vol. 6, no 3,‎ , p. 298-299 (PMID 11423677, DOI 10.1634/theoncologist.6-3-298, lire en ligne)
  2. (en) S. E. Whitmore, C. S. Potten, C. A. Chadwick, P. T. Strickland et W. L. Morison, « Effect of photoreactivating light on UV radiation-induced alterations in human skin », Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine, vol. 17, no 5,‎ , p. 213-217 (PMID 11555330, DOI 10.1111/j.1600-0781.2001.170502.x, lire en ligne)
  3. (en) R. B. Setlow, « Cyclobutane-Type Pyrimidine Dimers in Polynucleotides », Science, vol. 153, no 3734,‎ , p. 379-386 (PMID 5328566, DOI 10.1126/science.153.3734.379, lire en ligne)
  4. (en) Jeffrey M. Buis, Jennifer Cheek, Efthalia Kalliri et Joan B. Broderick, « Characterization of an Active Spore Photoproduct Lyase, a DNA Repair Enzyme in the Radical S-Adenosylmethionine Superfamily », Journal of Biological Chemistry, vol. 281, no 36,‎ , p. 25994-26003 (PMID 16829680, DOI 10.1074/jbc.M603931200, lire en ligne)
  5. (en) Jun-Hyuk Choi, Ahmad Besaratinia, Dong-Hyun Lee, Chong-Soon Lee et Gerd P. Pfeifer, « The role of DNA polymerase ι in UV mutational spectra », Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, vol. 599, nos 1-2,‎ , p. 58-65 (PMID 16472831, DOI 10.1016/j.mrfmmm.2006.01.003, lire en ligne)
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