Nucléase

Définitions de « nucléase »

Nucléase - Nom commun

• (Biochimie) Enzyme catalysant la coupure des liaisons phosphodiesters dans les acides nucléiques, entraînant la scission des brins d'ADN ou d'ARN entre deux nucléotides.

  Dans le vaste monde de la biochimie, la nucléase agit tel un chirurgien précis, catalysant la coupure des liaisons phosphodiesters pour scinder les brins d'ADN ou d'ARN entre deux nucléotides.

Étymologie de « nucléase »

Évolution historique de l’usage du mot « nucléase » depuis 1800

Citations contenant le mot « nucléase »

• Ces nucléases coupent l’ADN à un endroit prédéfini du génome, dépendant de sa séquence. Un système de réparation naturel de l’ADN (NHEJ pour Non-Homologous End-Joining) se met alors en marche, pour « recoller » ensemble les deux extrémités libres générées par la coupure. Mais ce système de réparation introduit des erreurs, conduisant à la mutation du gène ciblé par la nucléase. Dans ce cas, la mutation introduite est donc aléatoire.

• Comme le montre le tableau ci-dessous, un tiers de ces demandes concerne du maïs et du soja et plus d’un tiers concerne des protocoles opératoires faisant intervenir le complexe Crispr. D’autres protéines coupant l’ADN sont également utilisées comme Talen ou des méganucléases. Au total, près des trois quarts des demandes déposées font intervenir une nucléase dans le protocole opératoire de modification génétique. Enfin, la nature même des modifications souhaitées varie. Il peut s’agir de mutations, de délétions ou d’insertions de « quelques » nucléotides ou d’insertions de séquences codantes complètes.

• L'outil Crispr-Cas3 de type I comprend un complexe formé d'une ribonucléoprotéine appelée Cascade qui cherche sa cible, et d'une protéine Cas3, une nucléase qui découpe l'ADN. Le travail de purification des protéines a eu lieu à l'université Cornell. L'outil a été testé sur des cellules souches embryonnaires humaines, et un autre type de cellules appelées HAP1. L'équipe a réussi par cette méthode à supprimer des fragments ciblés de génome allant de quelques centaines de paires de bases à 100 kilobases !

• Récemment, des nucléases Cas ont été transformées pour qu’elles ne coupent plus le site du génome reconnu : la nucléase sert de point d’ancrage pour l’acheminement d’autres protéines capables de transformer une base de l’ADN en une autre, induisant ainsi une mutation ciblée sans coupure. Cette technique, l’édition de base, pourrait s’avérer particulièrement intéressante dans les cellules où les processus naturels de réparation des cassures de l’ADN sont peu performants, rendant l’édition génomique classique (avec coupure double brin) inefficace. 

• On peut faire une analogie avec un traitement de texte : on repère un mot avec une faute d’orthographe au sein d’un énorme ouvrage (l’ARN-guide correspond à la fonction « rechercher »), on coupe le mot erroné (l’enzyme nucléase Cas9 correspond à la fonction « couper »). Ensuite, mais on sort du système CRISPR-Cas9 à proprement parler, on peut ajouter le mot corrigé (la fonction « coller », que nous verrons plus loin).

• Une fois accrochée au génome végétal, la protéine Cas9 remplira sa fonction de nucléase en coupant l’ADN. A partir de là, soit la cellule répare elle-même cette coupure avec un certain taux d’erreur, soit une séquence d’ADN tierce a également pu être introduite afin de servir de matrice pour réparer l’ADN et induire ainsi une mutation spécifique, soit un (trans/cis)gène a également été introduit et sera alors inséré au lieu de coupure.

Traductions du mot « nucléase »

Sources et ressources complémentaires

• Définitions du Wiktionnaire