[PDF] Fonction et régulation de lADN polymérase spécialisée eta dans la

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HB+2 *?M

hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM, polymérase spécialisée eta dans la

Thèse de doctorat de l'université Paris

Ecole Doctorale n°582 : cancérologie : biologie

Unité de recherche :

Thèse présentée et soutenue

Alice CAHN

Composition du Jury

Pierre-Henri GAILLARD

Directeur de recherche, CRCM - Marseille Président & Examinateur

Valérie BERGOGLIO

Chargée de recherche, CRCT - Toulouse Rapportrice & Examinatrice

Vincent PAGES

Directeur de recherche, CRCM - Marseille Rapporteur & Examinateur

Sergey NIKOLAEV

Chargé de Recherche, Gustave Roussy -

Villejuif

Examinateur

Patricia KANNOUCHE

Directrice de recherche, Gustave Roussy -

Villejuif

Directrice de thèse

Emmanuelle DESPRAS

Maître de conférences, Sorbonne

Universités - Paris

Co-encadrante de thèse

Jean-Charles CADORET

Maître de conférences, IJM - Paris Invité NNT : 2020UPASA001

Thèse de doctorat

NNT : 2020UPASL06 1 Alice 2 Alice 3

Résumé

ADN est un processus fondamental qui permet la duplication fidèle s appelées polymérases translésionelles (pol complétion de la réplication malgré la présence de dommages

Ș) est

les UV, et est mutée dans le syndrome Xeroderma Pigmento(XPV)

SUMOylation, une modification post

translésionnel caractériser de manière tȘ

à déterminer quelles sont les séquences difficiles à répliquer qui nécessitent la présence de polȘ

présentent une modification du timing de la réplication de certaines régions du génome, riches

Alice 4

ȘDN formées

intrinsèquement difficiles à répliquer. Ces résultats ouvrent donc de nouvelles perspectives

Alice 5

Remerciements

Notamment, je remercie

cette thèse. Je remercie Pierre ainsi que Jean de thèse. e souhaite tout le meilleur pour ton nouveau poste de maître capacité à toujours répondre présent pour aid qui y règne, et pour toutes les discussions (scientifiques u commencé ma thèse, et Caro Z, ma représentante ta vie personnelle, avec John ton (vrai) mar

Tusind tak

ecial Alice 6

Merci à mon Nico, la tête mondiale des histoires, de me faire rêver et voyager à travers tes stories. Mais

avoir été présent ever since. de ces dernières années, je suis parfois de mauvaise foi, mais je co peut pour tous les moments partagés depuis notre licence.

Menton à Oslo rais, même

merci -, you know it all de besoin. Merci pour votre soutien inconditionnel, pour votre amou

Zoé

Et surtout, j

tant au niveau très et au final Alice 7

Table des matières

I. Introduction

La rĠplication de l'ADN

L'initiation

L'Ġlongation

L'ADN polymĠrase ɲ-

Les ADN polymĠrases ɷ et ɸ

Analyse du timing de la rĠplication ă l'Ġchelle du gĠnome

La transcription de l'ADN

L'initiation

L'Ġlongation

Les dommages de l'ADN

D'origine endogğne

Alice 8 b.D'origine

Les structures secondaires de l'ADN

Les ǀoies de rĠparation de l'ADN

L'Ġchange de matrice

L'ADN polymĠrase ɿ

L'ADN polymĠrase ʃ

L'ADN polymĠrase ɺ

L'ADN polymĠrase }

L'ADN polymĠrase ɻ

Franchissement d'autres lĠsions

Signature mutationnelle de polɻ

Recrutement de polɻ au niǀeau des lĠsions Alice 9 b.Dissociation de polɻ aprğs le franchissement de la lĠsion

II. Résultats

Analyse du recrutement de polɻ dans des cellules synchronisĠes Le stress rĠplicatif entraŠne une augmentation du recrutement de polɻ

La SUMOylation de polɻ

La SUMOylation de polɻ est-

Identification des partenaires potentiels de polɻ au cours du cycle cellulaire

III. Discussion et Perspectives

Le recrutement de polɻ a lieu tout au long de la phase S La rĠgulation de la prĠsence de polɻ au niǀeau des fourches de rĠplication Le recrutement de polɻ audž sites de rĠplication dĠpend de la transcription L'absence de polɻ conduit ă des conflits entre rĠplication et transcription polɻ dans la prise en charge de ces conflits

IV. Conclusion

V. Références

Alice 10

Liste des abbréviations et anglicismes

6 Alice 11

Xeroderma Pigmentosum

Xeroderma Pigmentosum

Alice 12

Liste des figures

Figure 1

Figure 1

Figure 2Ș

Alice 13

I. Introduction

Alice 14 A.

fidèle pour conduire à deux cellules filles identiques entre elles et à leur cellule mère. Cela a

canisme semi

1. Les étapes de la réplication

a. Les origines de econnus au cours de la phase G1 par les six protéines de la famille réplicative MCM2

Figure 1

La reconnaissance des origines de

ORC sont recrutées au niveau des

liaison du complexe MCM (MCM2

Le complexe pré

Alice 15 b. Dbf4 (Sacco et al., 2012) eux entoure chacun des brins directs au nivea coordonner la bonne mise en place du réplisome au niveau des brins directs présence de RPA au niveau des origines de réplication stimule

Į-Į(Walter and

ARN/ADN est alors formée

Alice 16

MCM10,

polymérases ou encore PCNA leur c. synthétisés de manière différente-synthétisé

İİ-synthétisé

celui de progression de la fourche de réplica

Įtre reliés les uns aux autre

Alice 17 de VpHSDUSRO.3RO/FRPEOHHQVXLWH les brèche d. La terminaison niveau des sites de rencontre entre les fourches convergentes. hélice située en amont est super convergente ont été comblés et ligaturés

utres acteurs de la réplication, ces protéines sont vraisemblablement déchargées de manière

sont quant à elles déchargées de manière indépendante de la termina Alice 18

Figure 3

A. Au cours de la réplication, la

proches, les complexes CMGİ

Les hélicases CMG continuent

maturés grâce à FEN

2. Les acteurs clefs de la réplication

a. Le conservés entre brin (le complexe CMG chez les E

à son

. Le réplisome comporte également les ADN polymérases responsables de clamp, le facteur de réplication C (replicat Alice 19 regroupent les protéines principales du réplisome, qui sont présentes (Wessel et al., 2019)

Figure 4

Cette représentation schématique du réplisome de levure présente tive. Ctf4 (vert, ANDRPPHLQWHUDJLWDYHFODSRO\PpUDVH.- b. Les ADN polymérases réplicatives chacune composées de quatre sous ité Alice 20

du positionnement de la polymérase et le domaine représentant les doigts entoure le brin néo

Į(Doublié and Zahn, 2014)

variant entre 10- -

Figure 5

Repr i. Į-

ĮSRO.est associée à une ADN

yme responsable de amorçage - . 'HX[ DXWUHV VRXV- ocieĮtandis Alice 21
-et 10- 20 au niveau du brin indirect d ii. įİ -à 10-grâce à leur activité de relecture

įuniquement

brin direct GHUpSOLFDWLRQ/HFRPSOH[H&0*DXTXHOSRO0VHOLHformant alors le de celle du brin lagging, mais avec une efficacité moindre c. Le f leur association avec PCNA, le clamp glissant qui empêche leur dissociation de la matrice Alice 22
PIP,

3. La régulation de la réplication

différentes régions génomiques a lieu à des temps précis, permettant ainsi que f. a. Régulation spatiale de la réplication de la réplication et la formation du complexe pré réplication appelée "licensing

K et DDK qui sont

firing origines. Ces deux étapes sont distinctes et séparées dans le temps af- -le origine Alice 23
dormantes sont des origines qui subissent la première étape de licensing firing ou la progression(Fragkos et al., 2015) et fl (Fragkos et al., 2015) ts CpG et à une richesse en GC b. Régulation temporelle de la réplication Alice 24
i. Le timing de la réplication programme t on en marques inactivatrices, localisation principalement péri de régions de transition. Elles correspondent à des régions (Polychronidou and Großhans, 2011) (Dimitrova, 2002) Durant les phases G1 et G2, PCNA est distribué de mais ils sont plus gros et plus brillants. Au cours de chr marquage correspondant. Alice 25
ii. Analyse du timing de la réplicat génomiques la synthèse qui se trouvent en fin de phase S ont en effet un contenu en ADN plus important que les cellules

précipité grâce à un anticorps dirigé contre le BrdU. Il est ensuite marqué par des fluorochromes

des deux fluorochromes. Si le logarithme du rapport entre les deux intensités est positif, la t négatif, la région est répliquée de manière tardive. Enfin, si le logarithme Alice 26

Figure 7

Les cellules sont

populations représentant les cellules en début et en fin de a entre les deux couleurs sera

Figure 8

En abscisses se trouve la position sur le génome et en fluorochromes. Ainsi dans cet exemple, un rapport qui tend vers le bleu correspond à une région répliquée Alice 27
c. Lien entre le timing de réplication et le paysage mutationnel

épliquées

nucléotide (single nucleotide polymorphism, SNP) augmente d number variation,

les variants structuraux médiées par des mécanismes de recombinaison sont enrichis au niveau

dans les différentes régions génomiques, plutôt B. responsable de la synthèse des ARN messagers, et de certains ARN non polymérase III synthétis- je ne vais décrire plus Alice 28

1. Les étapes de la transcription

a. II pré factors, GTFs) du promoteur, par la sou du PIC. Sa fixation à la boîte TATA va induire le recrutement de TFIIA puis de TFIIB. TFIIF compléter

Figure

présence de facteurs généraux de la Le promoteur contient la boite TATA située à 25 nucléotides La boite TATA est reconnue par le domaine TBP de TFIID. Cette liaison permet la liaison de TFIIA et TFIIB.

Le reste des facteurs de transc

elle

TFIIH vient compléter le complexer de pré

Alice 29
b. CT (Conaway et al., 2000) nucléotides puis marque une pause en aval du s

à proximité du promoteur (promoter

discontinue dans le temps. En effet, au cours notamment redémarrage après la pause. Ces di (Heide Alice 30
c. La terminaison

AS qui va favoriser sa

Alice 31

2. Inhibition de la transcription

proposés

Notamment, dans les

dans les cellules tumorales (Bensaude, 2011)Į- olI ne peut pas incorporer de nucléotide. Elle promeut également la poly cliniques

3. Les liens entre la transcription et la réplication

a. Coordination entre la transcription et la réplication omme Alice 32

précédemment, afin de laisser ensuite place à la machinerie de transcription, tandis que

tient que peu de gènes transcrits peut être répliquée en fin de (Cadoret et a b. Perturbations de la coordination entre réplication et transcription cage - survenir sur le brin indirect (Macheret and que toutes les régions géniques ne soient transcrites, ces origines dormantes peuvent être

dormantes correspond donc à un mécanisme de stress réplicatif induit par les oncogènes, et

Alice 33
splicing (José M. Santos réplication faible (Hangauer et al., 2013a) normalement silencieuses comme les promoteurs, les terminateurs ou les régions intergéniques (Wyers et al., 2005) notamment au niveau de région (Hangauer et al., 2013a)

Figure 1

a. Collision face mais convergentes

polymérase II et un blocage de la fourche de réplication pouvant conduire à son effondrement et à des

Collision co

vent Alice 34
c. Conséquences g peut constituer en elle transcription crée des complexes ADNtoujours réplication, un su sont donc capables de libérer un super stress topologique à moins que la torsion ne soit diffusée passivement de deux machineries de transcription dans des mutants déficients en topoisomérase, soulignant (Gómez Alice 35

100 à 2000 paires de bases

face à face. En revanche les conflits co sui (Wells et al., 2019) dans les R le stress topologique y est atténué. Si la prévalence des R (Chedin and

Figure 1

Les R Alice 36
d. Prévention et prise en charge des conflits

éviter

iation de la transcription. ont également été identifiées comme impliquées dans la résolution des R

Notamment, PrimPol

fourche. Alice 37
e. Impact de la transcription sur le programme de réplication

éplication dans les cellules

la transcription au niveau des gènes très transcrits, favorisant ainsi un biais vers une réplication

de terminaison de la transcription correspondent davantage aux sites de terminaison de la termine au

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