Reparación Del ADN 2
Reparación Del ADN 2
Reparación Del ADN 2
Reparacin del ADN La integridad del ADN esta bajo agresin constante por las radiaciones, los mutgenos qumicos y los cambios espontneos. A pesar de este ataque de agentes nocivos, la tasa de mutacin permanece notablemente baja gracias a la eficiencia con la cual se repara el ADN. Se ha estimado que menos de una de cada mil lesiones del ADN se convierte en mutacin. El resto, se corrigen. Hay muchas vias complejas de reparacin del ADN, pero pueden enumerarse varios principios acerca de ella. En primer lugar, la mayora de los mecanismos de reparacin del ADN necesitan de la presencia de dos cadenas nucleotdicas porque reemplazan los nucletidos completos para lo cual se requiere de una cadena molde que especifique la secuencia de bases. La naturaleza complementaria de la doble cadena de ADN no solo provee estabilidad y eficiencia en la replicacin, sino que tambin permite que cualquiera de las dos cadenas aporte la informacin necesaria para corregir la otra. Un segundo aspecto general de la reparacin del ADN es la redundancia; es decir, que muchos tipos de daos al ADN pueden ser corregidos por ms de una va de reparacin. Esta redundancia certifica la gran importancia de la reparacin del ADN para la supervivencia de la clula: asegura que se corrijan casi todos los errores. Si uno escapa a un sistema de reparacin, es muy probable que sea corregido por otro sistema. Consideramos cuatro mecanismos generales de reparacin del ADN: reparacin de los errores de apareamiento, reparacin directa, reparacin por escisin de bases y reparacin por escisin de nucletidos. Reparacin de los errores de apareamiento La replicacin es extremadamente precisa: cada copia nueva de ADN posee un solo error cada mil millones de nucletidos. Sin embargo, en este proceso se incorporan bases mal apareadas al ADN nuevo con una frecuencia de alrededor de 10-4 a 10-5. Por tanto, se corrigen la mayora de los errores que aparecieron inicialmente de modo que jams se transforman en mutaciones permanentes. Alguna de estas correcciones durante la correccin durante la lectura. La ADN polimerasa tiene la capacidad de reconocer y corregir los nucletidos apareados en forma incorrecta. Cuando se agrega un nucletido apareado en forma incorrecta a una cadena de ADN recin sintetizada, la polimerasa se detiene. Luego utiliza su actividad 3 5 exonucleasa para retroceder y extraer el nucletido insertado en forma incorrecta antes de continuar con la polimerizacin 5 3. (Figura derecha 1) Muchos de los nucletidos agregados de forma incorrecta que escapan a la deteccin de la correccin durante la lectura se corrigen por reparacin de los errores de apareamiento. Las bases apareadas en forma incorrecta distorsionan la estructura tridimensional del ADN y las enzimas de la reparacin de los errores de apareamiento detectan estas distorsiones. Adems de detectar bases apareadas en forma incorrecta, este sistema de reparacin corrige bucles pequeos de ADN no apareados, como los producidos por deslizamiento de las cadenas durante la replicacin. Algunas peticiones de trinucletidos pueden formar estructuras secundarias sbrenla cadena no apareada, permitindoles escapar a la deteccin por el sistema de reparacin de los errores de apareamiento. Una vez reconocido el error incorporado, las enzimas de reparacin de los errores de apareamiento Acortan la seccin distorsionada de la cadena recin sintetizada y rellenan la brecha con nucletidos nuevos, utilizando la cadena de DNA original como molde. Para que esta estrategia funcione, la reparacin de los errores de apareamiento debe tener una manera de reconocer entre la cadena vieja y la cadena nueva del DNA, de modo que se elimine el error incorporado y no parte de la cadena original.
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Las protenas que llevan a cabo la reparacin de los errores de apareamiento en E. coli diferencian entre las cadenas vieja y nueva por la presencia de grupos metilos en secuencias especiales de la cadena vieja. Despus de la replicacin, los nucletidos de adenina en la secuencia GATC son metilados por una enzima llamada Dam metilasa. El proceso de metilacin est retrasado y entonces, inmediatamente despus de la replicacin, la cadena vieja est metilada y la cadena nueva, no (figura 2). En E. coli, se necesitan las protenas MutS, MutL y MutH para la reparacin d los errores de apareamiento. MutS se une a las bases mal apareadas y forma un complejo con MutL y MutH (Figura 3). Se cree que este complejo acerca una secuencia GATC no metilada muy prximo a las bases mal apareadas. MutH Figura 3.Modelo para las primeras corta la cadena no metilada en el etapas de la reparacin de sitio GATC y las exonucleasas apareamientos incorrectos degradan la cadena no metilada dirigidos por metilacin. desde la muesca hasta las bases mal apareadas. La DNA polimerasa y la DNA ligasa llenan la brecha de la cadena no metilada con nucletidos que se aparean correctamente. (Figura 4)
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Figura 7.
Reparacin por escisin de bases En la reparacin por escisin de bases, primero se escinden las bases modificadas y luego se reemplaza el nucletido completo. La escisin de bases modificadas se cataliza por un grupo de enzimas denominadas DNA glucosilasas, cada una de las cuales reconoce y extrae un tipo especfico de base modificada mediante la ruptura de la conexin que une esa base con el tomo de carbono 1' de la desoxirribosa. La uracil glucosilasa, por ejemplo, reconoce y quita el uracilo producido por la desaminacin de la citosina (figura 9). Otras glucosilasas reconocen a la hipoxantina, la 3-metiladenina, la 7-metilguanina y otras bases modificadas. Despus de que se ha extrado la base, una enzima llamada endonucleasa AP (apurnica o apirimidnica) corta el enlace fosfodister y otras enzimas eliminan a la desoxirribosa. Luego, la DNA polimerasa agrega nucletidos nuevos al grupo 3'-OH expuesto y reemplaza una seccin de nucletidos en la cadena daada. La DNA ligasa sella la muesca en el esqueleto fosfodister y de este modo se restaura la secuencia intacta original.
Figura 6.Un ejemplo de cmo provocan mutaciones las lesiones del DNA
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