Reparación do ADN
From Wikipedia, the free encyclopedia
A reparación do ADN (ou reparación do DNA) é o conxunto de procesos polos cales unha célula detecta e corrixe os danos que se produciron nas moléculas de ADN nas que está codificado o seu xenoma. Nas células humanas, tanto as actividades metabólicas normais coma a influencia de factores ambientais como a luz ultravioleta (UV) e outras radiacións poden causar danos no ADN, que teñen como resultado a produción de lesións, que se estima que pode chegar ata aproximadamente un millón de pequenas lesións moleculares por célula e día.[1] Moitas destas lesións causan danos estruturais á molécula de ADN e poden alterar ou eliminar a capacidade da célula de realizar a transcrición dun xene que foi afectado pola lesión. Outras lesións inducen mutacións potencialmente nocivas no xenoma celular, que poden afectar a supervivencia das súas células fillas despois da mitose ou orixinar doenzas. Como consecuencia, o proceso de reparación do ADN está activo constantemente para responder a estes danos na estrutura do ADN.
A célula ten diversos mecanismos para reparar os danos no ADN, que poden necesitar un molde para guiarse na reparación e resintetizar as partes danadas ou non necesitalo, e poden realizar a reparación con gran precisión ou de forma máis imprecisa (o ADN non queda igual ao orixinal), e mesmo poden perderse segmentos de ADN. Estes mecanismos son: (1) reversión directa, que utiliza encimas que non precisan dun molde; (2) reparación por escisión, que utiliza a outra febra do ADN como molde para reparar roturas de febra simple, e pode realizarse por reparación por escisión de bases, por escisión de nucleótidos ou por reparación de discordancias; (3) reparación de roturas de dobre febra, que pode realizarse por unión de extremos non homólogos, unión de extremos mediada por microhomoloxía ou por recombinación homóloga, e (4) síntese translesión, que funciona durante a replicación do ADN utilizando unhas ADN polimerases especiais.
A acumulación de danos, especificamente de roturas de dobre febra ou adutos do ADN que fan que quede atascada a forcada de replicación, están entre os sinais estimuladores que se sabe desencadean unha resposta global aos danos no ADN, dirixida á preservación das propias células, que activa moitas vías de reparación macromolecular, sorteo dos puntos lesionados, tolerancia, ou apoptose, cuxas características comúns son a indución de moitos xenes, detención do ciclo celular e inhibición da mitose.
Cando os procesos normais de reparación fallan, e cando non ocorre a apoptose celular (morte das células danadas), pode ocorrer un dano no ADN irreparable, como por exemplo roturas de dobre febra e enlaces cruzados no ADN, é dicir, enlaces cruzados entre as dúas febras (ou ICLs, polas súas siglas en inglés de Interstrand CrossLinks).[2][3] Isto pode finalmente orixinar tumores malignos ou cancros segundo a hipótese de Knudson.
A taxa de reparación do ADN depende de moitos factores, como o tipo celular, a idade da célula e o ambiente extracelular. Unha célula que acumulara unha gran cantidade de danos no ADN, ou que xa non poida reparar de forma eficaz ditos danos, pode entrar en tres posibles estadios, que son:[4]
- Un estadio irreversible de dormencia, chamado senescencia.
- O suicidio celular, tamén chamado apoptose ou morte celular programada.
- Divisións celulares non reguladas, que poden levar a formación dun tumor que sexa canceroso.
A capacidade de reparación do ADN dunha célula é vital para conservar a integridade do seu xenoma e, por tanto, para o normal funcionamento de todo o organismo. Moitos xenes que se viu inicialmente que influían na duración da vida, comprobouse despois que estaban implicados na reparación e protección do ADN.[5] Os danos no ADN propóñense como unha das causas principais do envellecemento. Diversos trastornos xenéticos hereditarios, como as proxerias, débense a alteracións dos xenes que interveñen na reparación do ADN.
Os estudos epixenéticos mostraron que as alteracións epixenéticas nos xenes de reparación do ADN teñen unha influencia esencial na carcinoxénese.
Os mecanismos de reparación do ADN tiveron que xurdir cando na Terra se orixinou unha atmosfera rica en oxíxeno no Precámbrico, que causaba danos oxidativos ao ADN. Os procesos básicos desta reparación están moi conservados en todos os dominios da vida: bacterias, arqueas, eucariotas, e mesmo tamén en virus bacteriófagos.
Outorgouse o Premio Nobel de Química de 2015 a Tomas Lindahl, Paul Modrich e Aziz Sancar polos seus traballos sobre os mecanismos moleculares dos procesos de reparación do ADN.[6][7]