La désoxyribonucléase est une enzyme qui clive l’ADN et est également connue sous le nom de DNase. Il est impliqué dans la réparation de l’ADN endommagé et est utilisé en clinique pour traiter la mucoviscidose. Les désoxyribonucléases bactériennes ont joué un rôle déterminant dans l’établissement des techniques du génie génétique.
Il existe différents types de désoxyribonucléases, mais elles ont toutes en commun le clivage de la liaison phosphate des bases qui constituent le squelette de l’ADN. Les exodésoxyribonucléases clivent l’ADN à l’extrémité de la chaîne de bases qui composent une molécule d’ADN et se déplacent vers l’intérieur. Ceux-ci agissent sur l’ADN simple brin et ne sont pas spécifiques. Les endonucléases clivent l’ADN dans la chaîne. Certains sont très spécifiques et nécessitent certaines séquences de bases pour agir, tandis que d’autres ne font pas de discrimination et se scinderont n’importe où.
Les humains produisent deux types différents de désoxyribonucléase qui sont des endonucléases. Les désoxyribonucléases I et II diffèrent par les produits qu’elles produisent et le pH auquel elles sont actives. La désoxyribonucléase II peut être impliquée dans la mort cellulaire programmée, ou la mort ciblée des cellules.
La fonction principale de la désoxyribonucléase dans les organismes supérieurs, et une fonction majeure dans tous les organismes, est la réparation de l’ADN. L’ADN peut être endommagé par divers mécanismes, et il existe une voie de réparation qui consiste à exciser l’ADN endommagé. Une endonucléase reconnaît l’ADN endommagé et le clive de chaque côté où le dommage a été causé. Ensuite, une exodésoxyribonucléase élimine l’ADN endommagé, laissant un espace. Cette lacune est comblée par une ADN polymérase, ou une enzyme qui synthétise l’ADN.
La réparation de l’ADN a également lieu au fur et à mesure que l’ADN est fabriqué. Si une erreur est détectée, elle sera corrigée par une ADN polymérase qui a une activité exodésoxyribonucléase. Il fendra la base incorrecte, de sorte que la bonne puisse être insérée.
La désoxyribonucléase humaine a des applications cliniques. Les personnes atteintes de mucoviscidose ont des globules blancs pleins d’ADN qui s’accumulent dans leur mucus. La désoxyribonucléase I humaine recombinante est administrée sous forme d’aérosol à ces patients. Il dégrade l’ADN et aide à éliminer le mucus des poumons. Ce traitement a été approuvé en 1993 aux États-Unis.
Les désoxyribonucléases sont d’une grande utilité en tant qu’enzymes de restriction. Certaines des endonucléases ne clivent qu’au niveau d’ensembles de bases spécifiques. Ils peuvent être utilisés pour décomposer l’ADN, produisant des fragments qui peuvent être séparés par électrophorèse sur gel pour produire des motifs spécifiques. Chez l’homme, si l’on utilise des régions d’ADN très variables, les digestions peuvent donner des motifs uniques, comme les empreintes digitales. Ces empreintes digitales ont été très utiles pour les tests de paternité et les travaux médico-légaux.
Les désoxyribonucléases bactériennes décomposent l’ADN des organismes envahisseurs, tels que les virus. Ils ont tendance à cibler des cibles très spécifiques sur l’ADN. La découverte de ces enzymes de restriction a contribué à lancer la révolution biotechnologique. La spécificité du clivage a permis aux chercheurs d’utiliser ces enzymes dans des expériences de génie génétique.