Daño y reparación del ADN

Durante el proceso normal de replicación pueden ocurrir mutaciones:

Despurinacion Desaminacion

Daño al ADN

DESPURINACION Supone la perdida de una base de

purina ya sea adenina o guanina por hidrolisis espontanea del enlace que la une a la desoxirribosa

DESPURINACION

DESAMINACION

Es la eliminación del grupo amino de la base

Puede ocurrir en la adenina, la citosina o la guanina

La mas susceptible de ser desaminada es la citosina dando lugar al uracilo

Espontáneas

DESAMINACIÓN

www.cbs.dtu.dk/staff/dave/roanoke/fig13-10a.jpg

Daños múgatenos

Se clasifican en tres categorías principales:

Agentes químicos Físicos Biológicos

Inducidas…Químicas Ácido nitroso:

Radiaciones

Agentes fisicos La luz del sol es una importante

radiación ultravioleta Induce la formación de dímeros de

pirimidina Forma enlaces covalentes entre

bases de pirimida adyacentes

Reparación del ADN

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Lesiones del DNA que requieren reparación

Lesión del DNA Causa

Pérdida de una base Eliminación de purinas por ácidos y calor (en el genoma humano, hidrólisis espontánea de 10.000 enlaces glucosídicos/día )

Base alterada Radiaciones ionizantes, agentes alquilantes, especies reactivas de oxígeno (ROS: O2

-., HO., H2O2)

Base incorrecta Desaminación espontánea (C pasa a U y A pasa a hipoxantina), errores en la replicación no corregidos por exo 3’-5’)

Deleción/Inserción Agentes intercalantes (naranja de acridina, proflavina)

Dímeros de pirimidina Radiación UV

Rotura de las cadenas Radiación ionizante, agentes químicos (bleomicina)

Reparación del ADN

Por escisión

De bases

Nucleótidos

Apareamientos erróneos

De ruptura

Homólogos

No homólogos

APAREAMIENTOS ERRONEOS

Detección de errores: los puentes de hidrogeno entre bases no se establecen correctamente.

Metilación en bacterias

Muts

Muts

exonucleasa

ADN POLIMERASA

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Reparación de desapareamientos(E. Coli)

Fig 25-20 .- Lehninger 3ª ed

• Los apareamientos incorrectos son reconocidos por un homodímero MutS, al que se une MutL

• Los 2 monómeros MutS crean un bucle que contiene el apareamiento incorrecto

• La endonucleasa MutH se une a sitios hemimetilados, permanece inactiva hasta que interacciona con el complejo MutL-MutS

• MutH corta la hebra hemimetilada, del lado 5’ ó 3’ del desapareamiento

Reparación de dímeros de timina. enzima Photolyase rompe los

enlaces covalentes que forman los dímeros de timina

Reparación luminosa

Reparación de hebra sencilla.

Escisión de base.

T

Escisión de bases

Rompe el enlace base azúcar

Corta la cadena

Elimina un segmento de DNA y la polimerasa lo sintetiza de nuevo

Sella el segmento

dRPase: Desorribofosfodiesterasa

Escisión de nucleótidos

Reconoce la región dañada sobre la cual se adhiere XPA

TFIIH , cuya subunidad elicasa

desenrolla parcialmente la

hélice terminando XPG RPA

TFIIH , cuya subunidad elicasa desenrolla

parcialmente la hélice terminando XPG y RPA estabilizando y forman

una burbuja

XPG y XPF ahora actúa como endonucleasa

cortando 24 y 32 base a cada lado de la lesion

Xeroderma Pigmentoso

Mutación en el sistema de reparación por escisión de nucleótidos

Autosómica recesiva

Genes: XPA,C; ERCC2,3,4,5

REPARACION DE LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA DE ADN

IMPORTANCIA Constituye una de las mayores

amenazas para la viabilidad celular. La interrupción de la doble cadena es un

potente inductor de cambios perjudiciales en el genoma y muerte celular

Inactiva genes esenciales que pueden inducir a la apoptosis.

VIAS DE REPARACION

Se han verificado dos vías principales para la reparación RDC

Las recombinaciones homologas (RH)

Unión de extremos no homólogos (UENH) (NHEJ) que son libres de errores.

RH

Eucariotas simples: levadoras

Fase S tardía

Fase G2

UENH

Mamíferos

Fase G0

Fase G1

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CAUSAS: Radiación ionizante Químicos Drogas AntitumoralesSe lleva acabo en: Recombinación homologaLa meiosis en la faseS tardía y G2

Recombinación homologa (HR)

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PATOLOGIAS ASOCIADAS

Diferentes tipos de cáncer incluyendo el cáncer de mama

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Recombinación no homologa

Unión de extremos no homólogos - NHEJ (propenso a error)

llega la proteína y corta los extremos hasta dejarlos del mismo tamaño

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Fig 23-32 .- Biología Celular y Molecular 5ª ed., Lodish y col.

DNA-PK: Proteína quinasa dependiente de DNA

Proteína KU: ATPasa dependiente de DNA con actividad helicasa

Unión de extremos no-homólogos

KU desenrrolla los extremos del molde hasta que regiones muy cortas (2-6 pb) puedan aparearse

p. ej.: nucleasas; eliminan los extremos no apareados

Se eliminan pb

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ATM: proteína quinasa activada por rotura de cadena doble

Unión de extremos homólogos:

recombinación homóloga

Un filamento nucleoproteíco busca la secuencia homóloga de DNA doble sobre la cromátida hermana

RAD51: conduce el apareamiento de DNA homólogos e invasión de cadenas

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