Une séquence palindromique est une séquence composée d’acides nucléiques au sein d’une double hélice d’ADN et/ou d’ARN qui est la même lorsqu’elle est lue de 5′ à 3′ sur un brin et de 5′ à 3′ sur l’autre brin, complémentaire. Elle est également connue sous le nom de palindrome ou de séquence inversée-réversible.
L’appariement des nucléotides au sein de la double hélice de l’ADN est complémentaire qui consiste en l’appariement de l’Adénine (A) avec la Thymine (T) dans l’ADN ou l’Uracil (U) dans l’ARN, tandis que la Cytosine (C) s’apparie avec la Guanine (G). Ainsi, si une séquence est palindromique, la séquence nucléotidique d’un brin est identique à celle de son brin complémentaire inverse. Un exemple de séquence palindromique est 5′-GGATCC-3′, qui a un brin complémentaire, 3′-CCTAGG-5′. Il s’agit de la séquence à laquelle l’endonucléase de restriction, BamHI, se lie et se clive sur un site de clivage spécifique. Lorsque le brin complémentaire est lu à l’envers, la séquence est 5′-GGATCC-3′ qui est identique à la première, ce qui en fait une séquence palindromique.
Une autre enzyme de restriction appelée EcoR1 reconnaît et clive la séquence palindromique suivante :
PalindromeEdit
Relation entre la séquence et la structure protéiqueEdit
De nombreux chercheurs ont étudié la relation entre les séquences palindromiques et les structures protéiques. Des études ont montré que les apparitions fréquentes de séquences palindromiques, également appelées peptides palindromiques, dans les séquences protéiques ne sont pas le fruit du hasard. Les scientifiques suggèrent que ces séquences sont importantes pour la structure et la fonction des protéines de différents groupes de protéines. Certains de ces groupes de protéines comprennent les protéines de liaison à l’ADN, les canaux ioniques et la rhodopsine, les protéines de liaison aux métaux et les récepteurs, etc. En comparant les palindromes avec des séquences définies dans la base de données, les scientifiques peuvent essayer de trouver les rôles des séquences palindromiques.
Un autre sujet au sein des séquences palindromiques qui est étudié est de savoir si la symétrie des séquences palindromiques affecte la structure et les plis des peptides. Une hypothèse est qu’en inversant la séquence, les plis résultants seraient des images miroir du pli original. La conclusion est que, comme les protéines originales et inversées ont des compositions d’acides aminés identiques qui conduisent à des schémas hydrophobes-hydrophiles similaires, la séquence inversée produit les mêmes plis, par opposition aux plis en miroir. Une autre hypothèse guidée par la recherche est qu’en inversant une séquence, le pli pourrait changer ou éventuellement être détruit. Cela montre la preuve que la similarité dans le séquençage inverse ne reflète pas la similarité structurelle, ce qui signifie qu’ils ne forment pas de structures protéiques symétriques.
Effet sur l’instabilité génomique dans la levureEdit
Les séquences palindromiques ont été liées à différents réarrangements génomiques dans différents organismes en fonction de la longueur des séquences répétées. Les séquences palindromiques plus courtes (inférieures à 30 pb) sont très stables alors que les séquences plus longues ne sont pas stables in vivo. Ces séquences sont présentes aussi bien chez les eucaryotes que chez les procaryotes. Ces séquences augmentent également la recombinaison inter et intrachromosomique entre les séquences homologues. Des structures en épingle à cheveux peuvent se former à partir de séquences palindromiques en raison de l’appariement des bases dans l’ADN monocaténaire. Ces structures peuvent être des substrats pour les nucléases spécifiques à la structure et les enzymes de réparation, ce qui peut conduire à une rupture double brin de l’ADN. Cela entraîne alors une perte de matériel génomique qui peut provoquer une recombinaison méiotique. Des études portant sur une séquence palindromique mutée de 140 pb insérée dans une levure ont montré qu’elle réduisait la ségrégation post-méiotique et augmentait le taux de conversions génétiques, alors que les séquences plus courtes ont l’effet inverse. Les recherches ont également montré que, pendant la méiose, les cassures double brin sont induites par la longue séquence palindromique de 140 pb. Dans la longue structure en épingle à cheveux, la totalité de la tige-boucle n’est pas couverte et l’endonucléase de transformation est exposée, ce qui crée des entailles dans la boucle. Cette entaille crée une brèche qui est réparée par le brin de type sauvage. C’est l’induction de cassures double brin pendant la méiose qui provoque l’instabilité génomique.
Vraisemblance des séquences palindromiques dans les protéinesEdit
Il n’y a pas eu une abondance d’études axées sur la signification des séquences palindromiques dans les protéines, mais il y en a eu quelques-unes qui nous en disent long sur la relation entre le séquençage palindromique et la fonction des protéines. Mais en comprenant la formation même de ces séquences palindromiques et leurs propriétés, les chercheurs peuvent relier ces séquences aux fonctions. On a constaté qu’une complexité décroissante de la composition en acides aminés augmente la probabilité d’une séquence palindromique. L’étape suivante concerne la probabilité de séquences palindromiques dans les protéines qui peut être due à la formation fréquente d’hélices alpha par des palindromes.