2.2.1. Rad52 chez la levure Saccharomyces cerevisiae et la conservation dans l’évolution
Tout comme Rad51, la protéine Rad52 a été identifiée par irradiation (IR) chez l’organisme Saccharomyces cerevisiae 123. Parmi les protéines du groupe épistatique de
Rad52, c’est l’absence de Rad52 qui s’avère être la plus délétère 270. Rad52 est capable
d’auto-association formant ainsi un oligomère, ce processus étant médié par la partie N- ter de la protéine. Cette même portion N-ter comporte un site d’interaction avec l’ADNsb
104,271. Rad52 est considéré comme un médiateur de Rad51, étant donné l’absence de
BRCA2 chez S. cerevisiae. Ainsi, Rad52 est capable de stimuler l’étape d’invasion par Rad51 en interagissant directement avec elle 272. Rad52 agit également en empêchant
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2.2.2. RAD52 chez l’homme : caractéristiques et fonctions 2.2.2.1. Les caractéristiques de RAD52
La protéine RAD52 chez l’homme, constituée de 418 acides aminés pour un poids moléculaire de 46 kDa, est structurellement similaire à ScRad52 et possède des fonctions biochimiques proches (Figure 11). RAD52 est ainsi capable d’interagir avec RPA, de lier l’ADNsb, d’hybrider deux ADNsb et de lier RAD51 et stimuler son activité d’échange de brins 274,275. RAD52 présente une poche composée de résidus aromatiques, basiques et
chargés positivement, lui permettant notamment de former une structure en anneau constituée de 7 à 11 sous-unités de RAD52 et de lier l’ADNsb, la forme heptamérique étant prédominante (Figure 13) 106,107,276–278. Des mutations sur ces résidus de ScRad52
mettent en évidence un défaut dans la réparation de l’ADN 279. En plus de pouvoir lier
l’ADNsb, RAD52 est capable de lier l’ADNdb 108 (Figure 12). Des mutations sur des
résidus de ce domaine empêchent ScRad52 de stimuler la fonction de formation de la D- loop par ScRad51 280.
2.2.2.2. Les fonctions de RAD52
RAD52 participe à l’arrivée de RAD51 au niveau du site de la cassure durant la phase pré-synaptique de la RH, de lier les deux extrémités de la cassure, de protéger le site de l’action des nucléases 281. Au contraire de ScRad52, HsRAD52 n’est pas considéré
comme un médiateur de RAD51 282. Cependant, en absence de BRCA1, BRCA2 ou
PALB2, RAD52 semble prendre ce rôle de médiateur 283,284. Il est possible que RAD52,
n’étant pas suffisant pour assumer le rôle de médiateur, agisse en coopération avec d’autres protéines. Dans ce contexte, les paralogues de RAD51 ne semblent pas être liés à ce phénomène 285. De manière intéressante, le complexe SWS1-SWASP1 est capable
d’interagir avec RAD51 et également avec les paralogues de RAD51, et une déplétion en SWASP1 entraine un défaut de réparation par RH 286. Ce complexe est un candidat
potentiel au rôle de médiateur que RAD52 peut endosser dans un contexte de déficience en BRCA1, BRCA2 ou PALB2. RAD52 est également sujette à des modifications post- traductionnelles comme la phosphorylation de la tyrosine 104 par c-Abl ou la sumoylation
287–289.
RAD52 est également impliqué dans le phénomène de capture de la seconde extrémité de la cassure (second-end capture). Ce phénomène intervient dans les dernières étapes de la RH et permet la recapture de l’ADNsb pour aboutir à la formation de
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jonctions de Holliday. Suite à la formation de la D-loop, l’ADN est synthétisé par la polymérase , puis l’ADNsb issu de la cassure est hybridé à l’ADNsb de la matrice. La structure aboutit à la formation des jonctions de Holliday, résolues par la suite avec ou sans crossing-over 290,291.
Rad52 a été très étudié chez Saccharomyces cerevisiae, ceci étant notamment dû à son rôle prépondérant dans la RH, ce qui n’est pas le cas pour son homologue humain. En effet, malgré son rôle dans la RH et la SSA, un défaut en RAD52 n’affecte que peu le phénotype de la cellule chez les mammifères, rendant ainsi des investigations sur RAD52 nécessaires pour mieux comprendre son importance 292,293.
Chez certains organismes, comme Ustilago maydis, l’impact de Rad52 est moindre pour l’homéostasie de la cellule. En effet, dans cet organisme, un homologue de BRCA2, Brh2, est responsable du processus de second-end capture 294.
Les fonctions de BRCA2 et RAD52 semblent être liées à travers l’évolution. Par exemple, Saccharomyces cerevisiae ne possède pas d’homologue de BRCA2 et Rad52 assure les fonctions de cette absence. Un autre exemple marquant est le fait que
Caenorhabditis elegans exprime Brc-2, un homologue de BRCA2, mais ne possède pas
d’homologue de RAD52. Il a été montré que Brc-2 possède des capacités d’hybridation à l’ADNsb en présence de RPA, capacité absente de BRCA2 chez l’homme 282,295 (Figure
14).
Figure 12 - Domaines de la protéine RAD52 humaine.
La protéine RAD52 est découpée en quatre parties. Le premier domaine, situé dans la partie N-ter de la protéine permet de lier l’ADNsb. La seconde portion de la protéine comporte deux fonctions, un site de de polymérisation (PM) nécessaire à l’auto-association entre monomères de RAD52 nécessaire à la formation de l’anneau et un site de fixation à l’ADNdb. Ce site n’est pas encore clairement défini, cependant, les résidus importants à la liaison à l’ADNdb sont les Lys-102, Lys-133, Lys-169 et Lys-173. De plus, les modèles d’étude d’interaction RAD52- ADNdb mettent en évidence que RAD521-212 est capable de lier l’ADNdb 108,427.
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Figure 13 - Modèle structural de l'anneau de RAD52 complexé à l'ADNsb et l'ADNdb.
Figure 14 - RAD52 s'auto-associe pour former des structures en anneau.
Figure 15 – Fonctions et phénotypes des protéines BRCA2 et RAD52 dans différents organismes.
Les résidus lysine 102 et lysine 133 de RAD521-212 sont représentés en magenta, l’ADNsb en jaune et l’ADNdb
en orange. L’anneau de RAD52 est capable de s’associer à la fois à l’ADNsb et également à l’ADNdb. Le mécanisme d’action de RAD52 n’est pas encore clair, mais il est suggéré que l’anneau de RAD52 s’associe à l’ADNdb et permet son ouverture grâce notamment à l’association de l’ADNdb à plusieurs anneaux de RAD52. L’ADNdb lié à RAD52 est ainsi étiré et est alors aligné à l’ADNsb associé à RAD52. (Tiré de 108)
Les images obtenues par microscopie électronique à transmission montrent la structure en anneau que prend l’association entre monomères de RAD52. A plus fort grossissement, on peut observer la structure heptamérique de cet anneau. (Tiré de 106,276)
Certains organismes expriment un homologue de RAD52, un homologue de BRCA2 ou les deux. Dans le premier cas (chez Saccharomyces cerevisiae), Rad52 prend en charge toutes les fonctions de médiation et d’hybridation de l’ADN. Dans le deuxième cas (chez Caenorhabditis elegans), c’est l’homologue de BRCA2 qui possèdent ces fonctions. Dans le dernier cas, ces fonctions sont réparties entre les deux protéines. (Tiré de
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