ADN triplex

Une paire de bases Watson–Crick telle que thymine–adénine, notée T-A, peut former un appariement Hoogsteen avec une autre thymine, donnant un triplet de bases noté T-A*T[2]. En conditions acides, une cytosine protonée, notée C⁺, peut se lier à une paire cytosine–guanine, notée C-G, l'ensemble donnant un triplet C-G*C⁺. Les triplets de bases T-A*T et C-G*C⁺ sont les plus stables, tandis que les triplets de bases T-A*G et C-G*G sont les moins stables[3].

On connaît deux types d'ADN triplex : les formations intermoléculaires et les formations intramoléculaires. Les premières font intervenir un ADN bicaténaire et un troisième brin d'une autre molécule d'ADN, ce troisième brin pouvant provenir d'un chromosome voisin ou d'un fragment de TFO, ou Triplex-Forming Oligonucleotides en anglais. Les ADN triplex intramoléculaires, quant à eux, se forment à partir d'un ADN bicaténaire présentant des brins d'homopurine et d'homopyrimidine ayant une symétrie de séquence en miroir[4]. Le degré de surenroulement de l'ADN influence sa capacité à former des triplex[5].

Il existe deux types de triplex intramoléculaires l'ADN H et l'ADN H*. L'ADN H est stabilisé par des conditions acides et la présence de cations divalents tels que ceux de magnésium Mg²⁺. Dans cette configuration, le brin d'homopyrimidine de l'ADN bicaténaire se replie pour se lier au brin de purine de manière parallèle. Les triplets de bases qui stabilisent cette configuration sont T-A*T et C-G*C⁺. La cytosine de ce triplet doit être protonée afin de pouvoir établir la liaison hydrogène stabilisant cette configuration par appariement Hoogsteen, raison pour laquelle cela nécessite des conditions acides[6]. L'ADN H* se forme à pH neutre et en présence de cations divalents[5]. Il s'agit d'un repliement intramoléculaire permettant la liaison antiparallèle de brins homopurine et purine. Cette configuration est stabilisée par les triplets T-A*A et C-G*G[4] - [6].

• 
  Appariements Hoogsteen d'ADN triplex. Sont représentés de gauche à droite et de haut en bas les triplets TA*T, CG*C⁺, CG*G, TA*T, TA*A et CG*A⁺.

La formation d'ADN triplex a été reliée à la régulation de plusieurs gènes. Par exemple, le gène régulateur (en) c-myc (MYC (en)) a été intensivement étudié en y introduisant des mutations pour y observer l'effet de l'ADN triplex par rapport à celui de l'ADN bicaténaire dans la régulation. Un élément promoteur, dit NSE pour Nuclease-Sensitive Element, peut former des triplexes intramoléculaires en tandem de type ADN H et présente des séquences (ACCCTCCCC)₄ répétées en tandem.

Un NSE muté a été étudié par rapport à l'activité de transcription et à sa capacité à former des triplex intramoléculaires et intermoléculaires. L'activité de transcription de ces NSE mutants peut être prédite par la capacité de l'élément à former de l'ADN H et non en fonction du nombre ou de la position des paires de bases altérées par mutation. L'ADN lui-même intervient donc peut-être de façon active dans la transcription du gène c-myc[7].