Protéine de liaison à l'ADN
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Une protéine de liaison à l'ADN est une protéine comportant un domaine de liaison à l'ADN et qui possède donc une affinité pour l'ADN monocaténaire ou bicaténaire (en double hélice)[1],[2]. Les protéines de liaison à l'ADN spécifiques d'une séquence nucléotidique interagissent généralement avec le grand sillon de l'ADN B car ce dernier expose davantage les paires de bases, ce qui permet de mieux les identifier. Il existe cependant des ligands qui interagissent avec le petit sillon, comme la nétropsine[3] (un polyamide), la distamycine, le colorant Hoechst 33258, la pentamidine (un trypanicide), le DAPI et d'autres encore[4].
Parmi les protéines de liaison à l'ADN, on compte notamment les facteurs de transcription, qui modulent la transcription de l'ADN en ARN, diverses polymérases, des nucléases, qui clivent les molécules d'ADN, ainsi que les histones, qui interviennent dans le conditionnement des chromosomes et dans la régulation de la transcription au sein du noyau des cellules. Les protéines de liaison à l'ADN peuvent contenir des motifs structurels tels que doigt de zinc, hélice-coude-hélice, glissière à leucine, et d'autres encore, qui facilitent la liaison aux molécules d'acide nucléique. Il existe également des exemples de telles protéines moins classiques, comme les effecteurs TAL (en).
Les protéines structurelles qui se lient à l'ADN, par exemple au sein des chromosomes, offrent des exemples bien compris d'interactions non spécifiques entre protéines et ADN. Ces protéines organisent l'ADN en une structure compacte appelée chromatine. Chez les eucaryotes, ces structures font intervenir la liaison de l'ADN avec de petites protéines basiques appelées histones. Chez les procaryotes, plusieurs types de protéines entrent en jeu[5],[6].
Les histones constituent un complexe en forme de disque appelé nucléosome contenant deux tours complets d'ADN bicaténaire enroulé autour de lui. Ces interactions non spécifiques s'établissent à travers des liaisons ioniques entre les résidus d'acides aminés basiques et chargés positivement des histones d'une part et le squelette ose-phosphate acide et chargé négativement de l'ADN d'autre part, ce qui les rend très largement indépendantes de la séquence nucléotidique[7]. Parmi les modifications post-traductionnelles de ces acides aminés basiques, on relève des méthylations, des phosphorylations et des acétylations[8]. Ces altérations chimiques modifient l'intensité des interactions entre l'ADN et les histones, rendant l'ADN plus ou moins accessible aux facteurs de transcription et modulant la vitesse de la transcription[9]. Parmi les autres protéines de la chromatine non spécifique d'une séquence d'ADN, on trouve les protéines à grande mobilité, qui se lient à l'ADN distordu[10]. Ces protéines jouent un rôle important dans l'organisation des nucléosomes pour les arranger en structures plus vastes constituant les chromosomes[11].
