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2.5.3.2 REPARACIÓN POR ESCISIÓN; REPARACIÓN DE APAREAMIENTOS INCORRECTOS; FOTORREACTIVACIÓN
(PROCARIONTES) REPARACIÓN DE HUECOS
El daño al DNA por agentes ambientales, físicos y químicos puede clasificarse en cuatro tipos:
Las regiones anormales del DNA, ya sea por errores de copiado y daño del DNA, se remplazan por medio de tres mecanismos: 1) reparación por desigualdad, 2) reparación por escisi6n de base y 3) reparación por escisión de nucleótido (cuadro 38-5)
Estos mecanismos se basan en la redundancia de la información inherente con la estructura de la doble hélice del DNA. La región defectuosa en una de las tiras puede ser reintegrada a su forma original ateniéndose a la información complementaria almacenada en la tira no afectada.
La reparación por escisión implica la eliminación de un segmento de DNA que contiene la parte dañada para luego rellenarse con una polimerasa de DNA.
Puede tratarse de una reparación por escisión de base en la cual; una glucosidasa específica elimina la base dañada hidrolizando un enlace N-glucosídico, lo que produce un sitio apurínico o apirimidínico que es cortado y posteriormente reparado.
Como prueba de ello en la despurinación del DNA, que ocurre espontáneamente debido a la termolabilidad del enlace N - glucosídico de las purinas, se produce en una proporción de 5000 a 10 000/célula/día a 37 °C. Enzimas especificas reconocen un sitio despurinado y remplazan directamente la purina apropiada, sin interrupción del esqueleto fosfodiéster.
Ambas bases, citosina y adenina, en el DNA se desaminan en forma espontánea para formar uracilo e hipoxantina, respectivamente. Puesto que ni uracilo ni la hipoxantina existen normalmente en el DNA, no es de sorprender que las N- glucosilasas específicas puedan reconocer estas bases anormales y remover a la base misma del DNA. Esta eliminación marca el sitio del defecto y permite a una endonucleasa apurínica o apirimidínica hacer una incisión en el esqueleto apropiado, cerca del defecto. A
continuación se repone la base apropiada por una DNA polimerasa beta de reparación y una Iigasa retorna al DNA a su estado original.
Mediante una serie similar de pasos que involucran el reconocimiento inicial del defecto, pueden eliminarse las bases alquiladas y los análogos de base del DNA para hacer que éste retorne a su contenido original de información.
Este mecanismo es adecuado para remplazo de una base única pero no es efectivo en remplazar regiones de DNA dañado.
La otra reparación por escisión es la de nucleótidos que consiste en la eliminación de un grupo de nucleótidos (incluido el nucleótido dañado) de una cadena de DNA. Puede ser de parche corto (de aproximadamente 12 nucleótidos) o de parche largo (hasta 2kb). La reparación por parche corto incluye un complejo endonucleasa de UvrABC que reconoce la región afectada al cortar en ambos extremos los nucleótidos dañados; posteriormente una helicasa II los remueve, una polimerasa de DNA los rellena y una ligasa de DNA los une.
Los ejemplos frecuentes de daño del DNA incluyen la luz ultravioleta (UV), la que induce la formación de dímeros de ciclobutano pirimidina-pirimidina y el tabaquismo que causa la formación de adultos de la benzo[a]pirenoguanina. La radiación ionizante, los quimioterapéuticos del cáncer y diversas sustancias químicas del ambiente causan modificaciones en la base, roturas de tiras, enlaces cruzados entre bases y las tiras opuestas o entre el DNA y proteína, y otros diversos efectos. Estos se reparan mediante la escisión de nucleótidos.
Este proceso en lo esencial se logra mediante la hidrólisis de dos enlaces fosfodiéster en la tira que contiene el defecto. La tarea se realiza por una nucleasa especial de escisión (exinucleasa) que en Escherichia coli consta de al menos tres subunidades y en el humano de 17 polipéptidos. Después de que la tira se retira se le repone, de nuevo por un pareada exacto de las bases, mediante otra polimerasa (delta/épsilon en humanos) y las terminales se unen a las tiras existentes de DNA mediante DNA ligasa.
La reparación por apareamientos incorrectos consiste en la eliminación del trozo de cadena nueva de DNA, acabada de sintetizar, que contiene el par de bases mal emparejadas.
-En las bacterias se reconoce la nueva cadena acabada de sintetizar porque todavía no ha sido metilada a diferencia de la cadena parental.
-En los eucariontes se desconoce cuál es el mecanismo de reconocimiento.
IMAGEN DE FOTORREACTIVACION
Los dímeros de pirmidina son el producto de una reacción inducida por luz ultravioleta y las fotoliasas utilizan energía de la luz absorbida para invertir la lesión. Las fotoliasas generalmente contienen dos cofactores que actúan de agente de absorción de luz o cromóforos. Uno de los cromóforos es siempre el FADH. En E.coli y en la levadura, el otro cromóforo es el folato. El mecanismo de reacción conlleva a la generación de radicales libres. Las DNA fotoliasas no se encuentran en los mamíferos placentarios.
Fuentes consultadas
MURRAY, ROBERT; GRANNER, DARYL; ET AL. Harper Bioquímica ilustrada. Edit. Manual Moderno. Ed. 14a. Cap. 38 Organización y Replicación del DNA. Pp. 479-
NELSON, DAVID; COX, MICHAEL. Lehninger Principios De Bioquímica. Ediciones OMEGA. 5a^ Edición. España 2009. Pp.994-
