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1. Introduccin
Los genomas de todos los organismos estn constantemente siendo
modificados
Por molculas reactivas que se producen endgenamente, principalmente
Mediante la respiracin mitocondrial, o por factores ambientales / exgenos
Fsicos, qumicos y biolgicos, que incluyen el ultravioleta
(UV), radiacin ionizante (IR), metales pesados, contaminantes del aire,
Frmacos quimioteraputicos y respuestas inflamatorias [1]. De hecho,
Se estima que se producen ~ 105 lesiones de ADN en un mamfero
Genoma cada da como resultado de la desintegracin espontnea,
Errores y metabolismo celular [2]. Entre la gama de lesiones
Formada, que consiste en bases modificadas (voluminosas y no voluminosas),
Sitios absicos, varias rupturas de hilos, reticulaciones intra e interstrand
Y aductos de protena-ADN (Fig. 1), ~ 104 son bases oxidadas y
ADN ruptura de una sola cadena (SSB) [1]. El dao persistente del ADN
puede
Inducir mutagnesis, tales como sustituciones de bases y pequeas inserciones
/ deleciones,
As como reordenamientos cromosmicos macroscpicos.
Esta inestabilidad del genoma es un paso esencial en el
Cncer y, probablemente, contribuye al envejecimiento ya las enfermedades
relacionadas con la edad. En
Adems, el dao al ADN puede promover la muerte celular, que
presumiblemente
Subyacentes a patologas que implican atrofia tisular, como
Neurodegeneracin. Por lo tanto, el mantenimiento constante del genoma es
esencial
Para la viabilidad y longevidad de un organismo sano. Clulas
Han desarrollado mltiples vas de reparacin del ADN para preservar
Integridad del genoma cuando surgen daos.
Los tejidos y rganos de los mamferos consisten en varios tipos de clulas,
Incluidos los que estn dividiendo y los que no se dividen.
En adultos, la mayora de las clulas, tales como miocitos, adipocitos, clulas
de la piel y
Neuronas, estn en el estado no divisor, ieterminally diferenciado.
La diferenciacin terminal es el proceso mediante el cual las clulas

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Curso de desarrollo se especializan, teniendo en especfico estructural,
Funcionales y bioqumicas. El cerebro
Est compuesto por clulas que no se dividen y que se
dividen. Especficamente,
Las neuronas diferenciadas estn en un estado post-mittico y no pueden
volver a entrar
El ciclo celular. Las clulas gliales (por ejemplo, astrocitos, oligodendrocitos,
Y microglia) estn en una forma proliferativa o no proliferativa
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1. DNA damage y respuestas de reparacin. DNArepair vas (arriba) y

ejemplos de
Correspondiente DNAdamage (inferior). Los mecanismos moleculares
detallados para la reparacin
Las respuestas se proporcionan en el texto. APTX, aprataxina; BER,
reparacin de la escisin base; DSBR, ADN doble
Reparacin de la rotura de la hebra; HR, recombinacin homloga; MGMT,
O6-methylguanineDNA
Metiltransferasa; MMR, reparacin de la falta de coincidencia; NER,
reparacin de la escisin de nucletidos; NHEJ
Unin no homloga final; PNKP, polinucletido quinasa 3
Fosfatasa; SSBR,
Reparacin de ruptura de una sola cadena de ADN; SSBs, rupturas de una sola
cadena de ADN; TC-NER, acoplado a la transcripcin
NER; TDP1, fosfodiesterasa de tirosil-ADN 1; G - Me, O _ {6} -
Metilguanina; TT,
Dmero de timina; I, inosina; U, uracilo; Vamos, 8-oxoguanina.

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Dependiendo de su estado de diferenciacin y posible reentrada

En el ciclo celular. Debido a que tanto las neuronas como las clulas gliales
son
Necesarios para establecer clusters funcionales y llevar a cabo las
Funciones cerebrales de orden superior, como el lenguaje, el pensamiento, el
aprendizaje
Y la memoria, es crticamente importante mantener las diferentes celdas
Tipos en un nmero y una configuracin apropiados. En aos recientes,
Han demostrado que la reparacin del ADN desempea un papel
Papel importante en la preservacin de la viabilidad de las clulas cerebrales y
del sistema nervioso
Funcin [2-7]. De hecho, varios trastornos neurodegenerativos
Vinculada a defectos en la reparacin del SSB del ADN (SSBR) o la rotura de
la doble hebra
Reparacin (DSBR) [2-4,6,8,9]. En esta revisin, ofrecemos una
Los principales mecanismos de reparacin del ADN y debatir sus funciones
en la
El funcionamiento correcto de las clulas de divisin y de no divisin
Poblaciones.
2. Vas de reparacin del ADN
2.1. O6 - metilguanina - ADN metiltransferasa (MGMT)
O6-metilguanina (O6-meG) es una sustancia mutagnica importante y
citotxica
La lesin de ADN, producida por diversos tipos endgenos y exgenos
Metilantes [10 - 14]. Durante la replicacin del ADN, la O6-meG efi-
Cientemente bloquea la elongacin in vitro [15 - 17], aunque este resultado
Generalmente no se cree que ocurra in vivo. Los estudios bioqumicos
En lugar revel que O6-meG puede ser puenteado por la sntesis de la
translesin
ADN polimerasas, tales como pol, pol y pol, a menudo emparejando
Con timina para conducir G-C a las mutaciones de transicin A-T
[18]. Durante
Transcripcin, O6-meG bloquea parcialmente RNA polimerasa II humana
(RNAPII) elongation.Insituations donde se obtuvo ARN completos
Por bypass, se incorporan citosina y uracilo frente a la lesin
A una proporcin de 3: 1, la produccin de una fraccin de molculas de ARN
mutante [19].
Dependiendo de la ubicacin de la sustitucin de la base, las transcripciones
resultantes
Podra alterar el contenido de la secuencia de aminocidos primaria de la

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Protena codificada y conducir a la funcin defectuosa de la protena en las
clulas
[20]. Aunque se considera principalmente una lesin mutagnica, O6-MeG
puede
Ser citotxico en ciertas circunstancias, como cuando se combina con
Timina, ya que este par de bases anormal puede ser detectado y procesado
En un ciclo ftil y finalmente letal a travs de la reestructuracin del parsito
(MMR)
Va que se describir ms adelante [21, 22].
Para evitar los resultados deletreos anteriores, la mayora de los organismos
Estn equipados con una protena de reparacin especfica denominada
MGMT. MGMT
Elimina directamente, por ejemplo, los aductos de alquilacin O _ {6} en una
etapa
Reaccin que transfiere el grupo alquilo de la posicin O6 de la guanina
A un residuo de cistena dentro de su sitio activo de bolsillo, por lo tanto
Restaurar la guanosina en su estado no daado y, a su vez, inactivar
La protena MGMT "suicida". El MGMT alquilado inactivado es
Posteriormente ubiquitinated [23] y degradado por el proteasoma
[24]. Como sera de esperar para una protena de reparacin, MGMT se
localiza
En el ncleo. Aqu, MGMT se observa a menudo en pequeos focos,
denominados
Manchas nucleares o estructuras de embuticin, que se
Sitios de transcripcin activa [25]. O6-meG producido por tratamiento de
Las clulas con bajas dosis de N-metilnitrosourea (MNU) desaparecieron
rpidamente
En estas manchas [25], llevando a la especulacin de que MGMT
Est estrechamente acoplado a la maquinaria de transcripcin.
La expresin y actividad de MGMT son bastante variables entre
Los diferentes tejidos y tipos de tumores [26]. Por ejemplo, el ser humano
La protena MGMT est altamente expresada en el hgado y el colon,
Expresado a niveles comparativamente bajos en el cerebro [26]. El ms bajo
MGMT actividad en el cerebro se infiere de la observacin de que
O6-meG, producido por administracin de N-etil-N-nitrosourea o
MNU, se elimina del ADN genmico del cerebro de rata ms lentamente que
Desde el hgado o el genoma del rin [27 - 29]. La expresin de MGMT
Parece estar dictada principalmente por el estado de metilacin del promotor
Y tambin por diferentes factores de transcripcin que pueden activar

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Expresin tras la exposicin a agentes alquilantes, rayos X o glucocorticoides
Tratamiento hormonal (revisin en [26]). Adems, el anlisis
De la actividad MGMT usando extractos celulares de lneas celulares
humanas y
Las clulas embrionarias de ratn sugieren que hay una reduccin
significativa
En MGMT antes o temprano en la fase S, seguido de una recuperacin
durante
La fase G2 / S [30, 31]. Sin embargo, el nivel de mRNA durante la clula
Ciclo se ha informado de no cambiar en fibroblastos humanos normales,
Indicando que tal vez no existe una estricta regulacin del ciclo celular
MGMT expresin [32].
Como se puede concluir de la discusin anterior, MGMT juega un papel
Papel protector contra los efectos nocivos de los agentes alquilantes del ADN
En clulas y tejidos de mamferos. En particular, mientras MGMT nula
Los ratones (Mgmt - / -) son viables, frtiles, exteriormente normales y tienen
una
Vida normal [33], estos animales muestran un mayor nivel de
La muerte celular en tejidos que proliferan rpidamente, como la mdula sea,
Intestino, timo y bazo, as como una prdida tremenda de leucocitos
Y plaquetas en el compartimento de clulas madre hematopoyticas,
Despus del tratamiento con una dosis alta del agente alquilante MNU
[33]. Cuando Mgmt - / - ratones fueron expuestos a MNU a una dosis baja,
Un gran nmero de linfomas tmicos as como adenomas pulmonares
, Probablemente debido al bypass replicativo errante de los
O6-meG aductos [34]. Si bien el papel del MGMT en la prevencin
De la carcinognesis inducida por O6-meG est bien establecida en
activamente
Replicando las clulas [34 - 37], uno podra predecir un papel importante para
Esta protena que no divide las clulas da como resultado que la
ADNalquilacin espontnea
Son comunes debido a las reacciones con el endgeno
Co-sustrato, S-adenosilmetionina.
La evidencia indica que los aductos O6-meG no reparados pueden promover
La muerte celular en las clulas no divisorias [38]. Por ejemplo, neuronal
El desarrollo y la funcin motora estn seriamente

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Mgmt - / - ratones despus del tratamiento con un agente alquilante, un
fenotipo
Que no se observa en los homlogos de tipo silvestre. Adems, los
Las neuronas cultivadas de ratones Mgmt - / - son ms sensibles que
Las neuronas de tipo salvaje a los agentes alquilantes metilazoximetanol
(MAM) y mostaza de nitrgeno (HN2), lo que sugiere un requisito para
O6-meG reparacin en la no divisin de clulas de supervivencia [39]. Parece
plausible
Que las lesiones acumuladas de O6-meG conducirn a una interrupcin
Transcripcin o seran reconocidos por el sistema MMR,
Resultando en la activacin de una respuesta de muerte celular, aunque el
Mecanismo para la matanza inducida por O6-meG en necesidades de clulas
no divisorias
Para ser resuelto.
2.2. La reparacin de la escisin de nucletidos (NER)
La va NER resuelve numerosas lesiones de ADN, particularmente
Modificaciones de base que distorsionan la estructura helicoidal normal de
Dplex de ADN [40]. Ejemplos de sustratos de NER incluyen: ciclobutano
Dmeros de pirimidina (CPD) y pirimidina- (6,4) - pirimidona
Fotoproductos (6-4PPs) generados por radiacin UV; Aductos base
Creados por agentes qumicos exgenos como cisplatino y
Benzopireno; Lesiones basales producidas por reacciones con
Productos de peroxidacin de lpidos, por ejemplo, los productos relacionados
con la malendialdehdo.
Aducto de pirimidopurinona (M1G); Y especies reactivas del oxgeno
(ROS) -induced base modificaciones como las ciclopurinas. Estas
Alteraciones del ADN "voluminosas" tpicamente impiden la progresin de
una
O la transcripcin de la polimerasa, resultando en el colapso
O la transcripcin estancada, pero en algunas circunstancias se pueden evitar
De una manera propensa a errores. La respuesta del NER involucra cuatro
Pasos: (i) reconocimiento del dao, (ii) incisin en ambos lados de
La lesin y la eliminacin del oligonucletido que contiene dao
Fragmento, (iii) sntesis de llenado de huecos para restaurar un ADN libre de
daos
Dplex, y (iv) ligacin para sellar la muesca restante. El clsico
NER enva aproximadamente treinta protenas que operan en un

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Coordinada. Adems de funcionar en el genoma global
Reparacin (GG-NER) [41], NER mantiene un camino especializado,
denominado
NER de transcripcin (TC-NER), que trata especficamente
Lesiones en la cadena transcrita de ADN que bloquean la RNA polimerasa
(RNAP) progresin [8]. Se piensa que estas dos vas de NER
Difieren slo en el paso del reconocimiento, pero utilizan la maquinaria
comn
Para ejecutar los pasos finales de la respuesta de reparacin (figura
2). Defectos en
NER estn genticamente vinculados a un grupo de autosoma recesivo
Enfermedades humanas (discutidas en mayor detalle a continuacin):
xerodermia
Pigmentoso (XP), sndrome de Cockayne (CS) y un agente fotosensible
Forma de tricotiodistrofia (TTD). Cada uno de estos trastornos se caracteriza
Por sensibilidad extrema a la radiacin UV, y en algunos casos,
Se observa disfuncin neurolgica [8, 42]. Resumimos la
Mecanismos moleculares de GG-NER y TC-NER, y discutir el papel
De las vas en las clulas que se dividen y que no se dividen,
Se relaciona con la patologa de los tres trastornos humanos.
2.2.1. Genoma mundial NER (GG-NER)
Como su nombre lo indica, GG-NER elimina el "bloqueo" que distorsiona la
hlice
Lesiones localizadas a lo largo del genoma, presumiblemente
Ciclo de la clula de manera independiente (revisado en [41]]. XPC-RAD23B
Inicia la respuesta de reparacin reconociendo una
Cambio estructural en el ADN, la unin de la hebra opuesta a la lesin
Y no el aducto qumico en s [43 - 45]. Una vez enlazado, XPCRAD23B
Media el reclutamiento del factor de transcripcin II
H (TFIIH) complejo, que contiene diez subunidades, incluyendo dos
HelicasesXPB (3
-5
) [46] yXPD (5
-3
) [47, 48]. A travs de la actividad
De las subunidades helicasa, TFIIH promueve la apertura del ADN

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Dplex alrededor de la lesin, creando una plataforma de "burbujas" para el
reclutamiento
De XPA y protena de replicacin A (RPA), y ensamblaje de
El complejo pre-incisin. XPA promueve la liberacin del TFIIH
, La quinasa que dependa de ciclina (CDK)

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Higo. 2. Vas de reparacin de la escisin de nucletidos. Dos subvas de NER
de mamferos: GG-NER y
TC-NER. (I) XPC-RAD23B reconoce el cambio estructural inducido por dao
del ADN como la iniciacin
Paso de GG-NER. TC-NER se inicia por el estancamiento de un RNAP de
alargamiento en una lesin de bloqueo en
La cadena transcrita dentro de un gen activo. Despus de estos pasos iniciales
de reconocimiento, GG-NER y
TC-NER vas implican muchos de los mismos componentes de la protena. Ii)
Tras el reconocimiento,
Se recluta el complejo TFIIH. A travs de la actividad de las subunidades
helicasa, XPB y XPD,
TFIIH promueve la apertura del ADN dplex alrededor de la lesin,
facilitando el reclutamiento de XPA
Y RPA. (Iii) El complejo XPF-ERCC1 se recluta en la lesin mediante una
interaccin directa con
XPA, mientras que XPG se compromete especficamente a travs de una
interaccin con TFIIH. Los dos
Endonucleasas, XPF-ERCC1 y XPG, son responsables de llevar a cabo la
incisin 5 y 3,
Respectivamente, al dao del ADN. (Iv) Despus de la incisin dual y la
eliminacin de los daos-
Que contiene un fragmento de oligonucletido, una ADN polimerasa realiza
sntesis de reparacin de llenado de huecos
En cooperacin con RFC y PCNA. (V) Finalmente, el nick est sellado por
cualquiera de XRCC1-LIG3 o un
FEN1-LIG1 complejo. CAK, la cinasa activadora de la quinasa dependiente
de ciclina (CDK); GG-NER, global
Genoma-NER; RFC, factor de replicacin C; RPA, protena de replicacin
A; TC-NER, transcripcin-
NER acoplado; TFIIH, factor de transcripcin II H. (
(CAK) subcomplex [49], y la asociacin de RPA con el singlestranded
Daado de ADN [50, 51]. La disociacin del CAK se piensa
Para facilitar el reclutamiento de la XPF-reparacin de excisin complementar
cruz
1 (ERCC1) complejo y XPG, as como la liberacin de
XPC-RAD23B. El complejo XPF-ERCC1 se recluta a la lesin
A travs de una interaccin directa con XPA [52, 53], mientras que XPG es
especficamente
T. Iyama, DM Wilson III / DNA Repair 12 (2013) 620-636 623
Acoplado mediante una interaccin con TFIIH y estabilizacin del complejo
de preincisin
[54]. Las dos endonucleasas, XPF-ERCC1 yXPG,
Son responsables de la ejecucin de la incisin 5 y 3
, Respectivamente,

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Al dao del ADN. Despus de la incisin dual y la
Fragmento de oligonucletido que contiene dao, polimerasas de ADN,
O llevar a cabo una sntesis de reparacin de relleno de espacio en
cooperacin con
El factor de replicacin C (RFC) y el antgeno nuclear celular proliferante
(PCNA) [55, 56]. Finalmente, el nick se sella en clulas divididas por una
La protena de complemento cruzado de reparacin de rayos X (XRCC1) -
DNAligasa III
(LIG3) o un complejo de la endonucleasa 1 de aleta (FEN1) -ADN ligasa I
(LIG1)
[55, 57], o en las clulas no divisorias por XRCC1-LIG3 [58].
2.2.2. La reparacin de la excisin nucleotdica acoplada a la transcripcin
(TC-NER)
Excepto por el paso inicial de reconocimiento de daos, TC-NER se
compromete
Muchos de los mismos componentes proteicos que GG-NER. Aunque no
como
Bien entendido mecnicamente, el modelo actual propone que
TC-NER se inicia por el estancamiento de un alargamiento RNAP en una
lesin en
La cadena transcrita dentro de un gen activo. Esto detuvo RNAP
Sirve como una seal crtica a travs de un mecanismo desconocido para
CS, CSA y CSB, que facilitan la eventual eliminacin de
El dao y reinicio de la transcripcin. Tras la contratacin del
TFIIH, la misma maquinaria proteica descrita para GGNER
Es presumiblemente llamado para la incisin, la escisin de la lesin que
contiene
Hebra, relleno de huecos y ligadura de mellas. Al igual que con GG-NER,
TC-NER parece funcionar independientemente del ciclo celular, pero
Ms adelante, puede tener un papel ms prominente en la no divisin
Clulas.
Como se mencion anteriormente, las protenas CS se han propuesto para
jugar
Papel fundamental en TC-NER. Esta conclusin se basa en considerables
Bioqumicos y biolgicos. Por ejemplo, la inmunoprecipitacin de cromatina
(ChIP) han revelado que CSB puede
Interactan con RNAPII unido a cromatina despus de formaldehdo in vivo
Reticulacin [59]. En este estudio, la irradiacin UV mejor la
Asociacin entre estas dos protenas, presumiblemente reflejo de una

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ADN respuesta inducida por el dao de la cooperacin [59]. Adems, la
coimmunoprecipitacin
Experimentos utilizando extractos de clulas enteras de
CS1AN SV40 transformado CSB clulas de pacientes, que haba sido
complementado
Con HA-His6-doble etiquetado CSB, encontr CSB para existir
En un complejo con RNAPII [60]. Estudios de filtracin en gel usando
extractos
De las clulas CS1AN o HeLa que expresan CSB tambin han sugerido que
CSB y RNAPII estn juntos en protenas de alto peso molecular
Complejos [60]. Adems, en un ensayo de transcripcin in vitro, CSB
Estimulacin del alargamiento transcripcional por RNAPII, promoviendo
La adicin de un nucletido a la transcripcin naciente, lo que
Funcional interaccin entre las dos protenas [60 - 62]. Finalmente,
Experimentos cinticos en clulas vivas utilizando una tcnica de
fotoblanqueo
Han demostrado que CSB interacta transitoriamente con la transcripcin
Maquinaria [63]. Se cree que la asociacin de CSB con un
RNAPII es responsable del reclutamiento de los diferentes NER
Factores necesarios para llevar a cabo TC-NER. Las lesiones endgenas de
ADN
Que invocan una respuesta de TC-NER, sin embargo, todava se estn
determinando,
Pero probablemente incluyen las ciclopurinas y otras bases oxidativas
voluminosas
Modificaciones sealadas anteriormente.
CSB es un miembro de la familia SWI2 / SNF2 de ADN dependiente
ATPases, y contiene el motivo helicasa RecA-like encontrado en ambos
ADN y ARN helicases [64, 65]. Mientras que el CSB recombinante purificado
No se ha demostrado que la protena posea actividad clsica de helicasa,
La protena se ha informado de mostrar la remodelacin de la cromatina
[66] y el recocido de hebras [67], aunque la precisin
Bioqumica de CSB en TC-NER sigue siendo poco clara. Vale la pena
destacar
Que aparentemente independiente de sus funciones en NER, CSB puede
Interactan con varios miembros de la reparacin de escisin base (BER)
(Vase ms adelante), incluyendo la protena de respuesta a la rotura de la
cadena
Poli (ADP - ribosa) polimerasa - 1 (PARP1) [68], endonucleasa VIII
1 (NEIL1) ADN glucosilasa [69], y el apurinic / apyrimidinic

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(AP) endonucleasa 1 (APE1) [70]. Adems, la evidencia emergente
Indica que CSB tiene un papel en el mantenimiento de ADN mitocondrial
La estabilidad y la funcin mitocondrial [71, 72]. En cuanto a CSA, esta
protena
Contiene cinco repeticiones WD-40 que funcionan como andamios para su
Protenas interacciones, se asocia fsicamente con DDB1, y formas
Un complejo con cullin 4A (CUL4A) que contiene E3 ubiquitina ligasa
[73 - 75]. En un mecanismo que no es bien comprendido, CSA translocates
Al complejo RNAPII-CSB detenido en el sitio de dao del ADN
De una manera dependiente de CSB [59, 76]. La ubiquitina que contiene CSA
Ligasa se ha implicado en la ubiquitinacin y posterior
Degradacin de CSB, as como en la terminacin del TC-NER
Proceso y restauracin de la transcripcin [77]. Todava se requiere trabajo
Para determinar los papeles biolgicos ms crticos y las caractersticas
bioqumicas
De las protenas CS.
2.2.3. Xeroderma pigmentosum (XP)
XP es un trastorno raro, autosmico recesivo caracterizado por el sol
Sensibilidad y un marcado incremento del riesgo de radiacin UV
La piel y los cnceres de membrana mucosa [78]. Adems, los pacientes XP
Presentan un mayor riesgo de cnceres internos espontneos,
Como tumores cerebrales, leucemias, carcinomas gstricos y cnceres de
pulmn,
Lo que implica la formacin de sustratos endgenos de ADN para el NER
Va [79]. Ocho diferentes grupos de complementacin gentica de
XP son conocidos, representando los componentes bsicos de NER (XPA a
XPG) y una forma variante que es defectuosa en una transesin especializada
DNA polimerasa (XPV). La prdida de estas protenas resultados
En acumulacin de daos de base voluminosa, tales como fotoproductos
inducidos por UV,
Y por tanto, (i) colapso o mutagnesis de horquilla de replicacin
En la divisin de las clulas y (ii) los problemas de transcripcin tanto en la
divisin
Y clulas no divisorias. Es probable que la predisposicin al cncer de
Los pacientes XP son resultado de eventos de bypass de lesiones mutagnicas
que

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Lugar en la poblacin de clulas en divisin.
Notablemente, aproximadamente una cuarta parte de los pacientes de XP
desarrollan problemas neurolgicos
Sntomas, incluyendo microcefalia, deterioro mental,
Ataxia cerebelosa, sordera sensorial y neuropata perifrica, todos
De los cuales parecen implicar atrofia cerebral global [42, 80]. Esta
neuropatologa
Se observa en aproximadamente el 25% de los pacientes XP con
Una mutacin en XPA, XPB, XPD, XPF o XPG, donde la mutacin gentica
Parece afectar adversamente la ruta de TC-NER especficamente
[78,81 - 83]. XPC, que tienen un defecto en GG-NER, pero no
TC-NER, muestran poco deterioro neurolgico, aunque el cerebro leve
Atrofia [84] y un tumor cerebral [85]. Residencia en
Los datos colectivos (vase la siguiente seccin sobre CS tambin), se ha
Especul que la va TC-NER es ms crtica para la preservacin
Clula no divisoria y la funcin neural en la cara de la normalidad
Dao endgeno del ADN. Finalmente, las mutaciones XPB, XPD y XPG
especficas
Se ha descrito que dan como resultado un fenotipo dual XP / CS que
Diferentes grados de alteraciones neurales, del desarrollo y de la piel
[42, 88 - 88].
2.2.4. El sndrome de Cockayne (CS)
La CS es una rara enfermedad autosmica recesiva que se asocia con
Mutaciones en cualquiera de dos, lo que tradicionalmente se han considerado,
TC-NER genes: CSA y CSB. Evaluacin clnica reciente
Ha clasificado a los pacientes con SC en dos categoras principales: juvenil,
Con gravedad variable (grave, moderada y grave).
Leve), y de inicio en el adulto, una forma relativamente leve de la enfermedad
[89]. CS juvenil se caracteriza por fotosensibilidad, microcefalia,
Retrasos en el desarrollo, enanismo, audicin neurosensorial
Prdida, contracturas, prdida de habilidad y ataxia de marcha, donde la
severidad
Grupos se correlacionan con el tamao fsico, los hitos alcanzados y la vida

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(Por ejemplo, 5, 16 y 30 aos, respectivamente). La clnica
Curso de CS tipifica el envejecimiento prematuro de muchas maneras, y por
lo tanto,
El trastorno se considera una progeria segmentaria. En particular, a diferencia
de
XP pacientes, las personas con CS no muestran un elevado cncer
Riesgo, lo que implica que los defectos moleculares de estas dos
distinto.
624 T. Iyama, DM Wilson III / DNA Repair 12 (2013) 620-636
Las clulas de pacientes CS muestran una incapacidad para recuperar la
sntesis de ARN
Radiacin ultravioleta, una caracterstica que es caracterstica de
Fall TC-NER y se utiliz como un diagnstico clnico para el trastorno. Eso
Es tambin importante destacar que las clulas mutantes de CS exhiben
normalidad
GG-NER actividad. Cabe destacar que los modelos de mouse para CS
muestran
Fenotipo en comparacin con los pacientes humanos. Por ejemplo, Csa - / -
Ratones muestran sensibilidad UV y una prdida dependiente de la edad de la
retina
Clulas fotorreceptoras, pero no muestran el desarrollo severo
Y anomalas neurolgicas del sndrome humano [90].
Csbm / mfibroblastos de ratn, que albergan una mutacin gentica (K337X)
Encontrado en un paciente CS, mostrar sensibilidad UV, transcripcin
alterada
Recuperacin despus de la irradiacin UV, una prdida completa de TC-
NER para
CPDs, y GG-NER normal. Sin embargo, los ratones Csbm / m no muestran
Sntomas graves, como la reduccin de la esperanza de vida,
Problemas o disfuncin neurolgica grave [91]. La falta de efectos fenotpicos
Semejanza con la enfermedad humana se ha propuesto
De la reduccin de la esperanza de vida global de los ratones, de modo que
Las patologas no tienen tiempo suficiente para desarrollarse. Por supuesto,
puede
Simplemente reflejan diferencias moleculares desconocidas entre los dos
mamferos.
Recientemente, se observ que los ratones Csa - / - y Csbm / m se acumulaban
Aumento del nmero de clulas microgliales activadas, que
Un indicador comn de una respuesta inflamatoria, en las reas
Alrededor de los oligodendrocitos con myelinated axones [92]. Esta

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Fenotipo se asemeja algo a rasgos claves del desorden humano,
En que los pacientes con CS presentan desmielinizacin, que es la
Prdida de la vaina de mielina que asla las terminaciones nerviosas y
conserva
funcin. En particular, no se observaron microglias activadas
En modelos de ratones de una deficiencia de GG-NER, es decir, en animales
Xpc - / -.
La combinacin de defectos en NER y TCR result en progresiva neuronal
Degeneracin, revelando una superposicin funcional y funcional
Complementariedad entre las dos vas de reparacin. Mientras que la
Razones mecanicistas para los fenotipos dispares del ratn
Modelos (y los pacientes humanos para el caso) siguen siendo
No resuelto, el cuadro general apoya la hiptesis de que la oxidacin
El estrs, posiblemente mediado a travs de una respuesta hiperinflamatoria,
Y el dao oxidativo asociado del ADN da lugar al CS
Neuropatologas. La identidad de las lesiones de ADN y la
Los mecanismos moleculares, sin embargo, esperan ms investigacin.
2.2.5. Tricotiodistrofia (TTD)
Los pacientes TTD muestran fenotipos similares a XP y CS, as como
Una amplia variedad de caractersticas clnicas adicionales, incluidas las
El cabello quebradizo, que a menudo se utiliza como un diagnstico para este
Particular NER trastorno (revisado en [93]]. Adems de la anormalidad del
cabello,
Otros fenotipos clnicos comunes incluyen defectos de crecimiento,
Ictiosis, defectos oculares, aumento de las infecciones y fotosensibilidad
[8,42,78,82,86,88,93]. Cabe destacar que ms del 80% de los pacientes TTD
muestran
Anomalas neurolgicas, a saber, microcefalia, retraso mental,
Sordera y ataxia [93]. Basado en la neuropatologa,
La TTD conduce principalmente a la dismeinacin, que se caracteriza

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Estructura defectuosa y funcin de las vainas de mielina, presumiblemente
Derivado de la alteracin de la biosntesis o la formacin de mielina
[42]. Al igual que el CS, TTD se asocia con TC-NER defectuoso, originando
A partir de mutaciones en XPB, XPD, TTDA [78], o TTDN1, que es un gen
De funcin desconocida [94]. TTDA codifica para una subunidad pequea de
la
TFIIH complejo [95], e interacta con p52 y XPD y mantiene
TFIIH estabilidad [95, 96]). En particular, los pacientes XP con mutaciones en
XPB
O XPD muestran un mayor riesgo de cncer de piel, mientras que los
pacientes TTD
Que albergan mutaciones en los mismos genes no se han reportado
Para mostrar la predisposicin al cncer. Esta observacin (i) sugiere que
Existe mutaciones de separacin de funcin que afectan
GG-NER o TC-NER y (ii) apoya el modelo que defectue en
GG-NER estn relacionados con el riesgo de cncer, mientras que los defectos
en TC-NER son
Asociadas ms a complicaciones neurolgicas.
2.2.6. La reparacin asociada a dominios de transcripcin (DAR)
Se ha informado que NER tiene una va especializada que
Funciones despus de la diferenciacin celular. En particular, en
NT2 neuronas humanas, GG-NER es fuertemente atenuado, con
Esencialmente la reparacin genmica general de los CPDs y una
Una reparacin ms lenta de 6-4PPs y aductos base voluminosos [97]. Sin
embargo, en
Las mismas clulas, los genes transcritos siguen siendo reparados
Tanto las cadenas transcritas como las no transcritas. Esto aparentemente
Selectiva y dirigida se denomin inicialmente como respuesta correctiva
La reparacin asociada a la diferenciacin, y la transcripcin ms tarde
renombrada
Reparacin asociada a dominios (DAR). SiRNA en experimentos
diferenciados
Las clulas THP1 de leucemia monoctica indican que XPC, pero no CSB
O XPG, est involucrado en esta va de reparacin especializada [98]. Sin
embargo,
Los mecanismos moleculares precisos de DAR y su biolgico
La relevancia sigue siendo mal definida. Para ms informacin sobre

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DAR, el lector se dirige a los siguientes artculos de revisin [97,99].
2.3. Reparacin de escisin base (BER)
Las modificaciones en la base del ADN son daos comunes causados por la
oxidacin,
Desaminacin o alquilacin. De hecho, hay> 100 tipos de
Modificaciones de la base oxidativa que pueden surgir en el ADN como
El resultado del ataque de ROS, que son generados principalmente por la
normalidad
La respiracin mitocondrial. Entre las lesiones de base, 8-oxo-dG
Es uno de los ms abundantes y bien caracterizados [100]. Tiene
Se ha estimado que alrededor de 180 guaninas se oxidan a 8-oxo-dG
Por genoma de mamfero por da [1], y las mediciones de estado estacionario
Utilizando HPLC o LC / MS-MS anlisis han detectado varios
Mil residuos de 8-oxo-dG en el ADN nuclear aislado de la normalidad
Tejido humano o clulas cultivadas [101, 102]. 8-Oxo-dG es un potente
Lesin premutagnica, ya que puede acoplarse con adenina (as como
Citosina) durante la replicacin del ADN y causa G: C a T: A transversion
Mutaciones [103, 104]. El ADN que contiene 8-oxo-dG puede tambin dar
Aumento de transcriptos de ARN mutante [105]. De hecho, el anlisis de la
luciferasa
Expresin de una 8-oxo-dG: C-que contiene la construccin de ADN mostr
Que mRNAs aberrantes generados durante la transcripcin puede conducir a
La produccin de protenas mutantes, lo que sugiere que la transcripcin
errnea
Puede dar lugar a cambios fenotpicos con el potencial
Para alterar el destino de las clulas de mamferos [106].
La desaminacin es otra reaccin espontnea potencialmente daina,
Produciendo uracilo, inosina y xantosina a partir de citidina,
Adenina y guanina, respectivamente. Las lesiones de base de uracilo y de
inosina,
Que pueden emparejarse con adenina y citidina, respectivamente, pueden
A C: G a T: A y A: T a G: C mutaciones de transicin. Se ha estimado
Por anlisis LC-MS / MS que los niveles de uracilo endgeno

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Y los residuos de inosina en el ADN nuclear son similares a los niveles de
8-oxo-dG en clulas humanas [107-110], lo que sugiere que desaminado
Bases representan una amenaza mutagnica que es comparable a la 8-oxodG.
Adems de causar resultados mutagnicos, la base
Las modificaciones tienen la capacidad de obstaculizar o bloquear el ADN o
la ARN polimerasa
Progresin y por lo tanto activar las respuestas de muerte celular.
Las lesiones de base que parecen ser generalmente bloqueos fuertes para
progresar
Las polimerasas incluyen timinoglicol y 5-hidroxi-uracilo.
Para protegerse contra las consecuencias nocivas de la base no voluminosa
Daos, as como sitios abasic y SSBs (vase ms abajo), el
BER ha evolucionado para mantener la integridad del genoma. Dado
La naturaleza frecuente de la oxidacin, desaminacin y espontnea
Hidrlisis, la BER opera esperablemente durante todas las etapas de la clula
Ciclo, y por lo tanto, cumple una funcin crtica tanto en la divisin como en
la no divisin
Clulas [6]. La va BER se relaciona con varias enzimas y
Protenas y comprende las siguientes etapas principales: (i) reconocimiento y
Escisin de una base inapropiada, (ii) incisin en el abasic resultante
Sitio, (iii) sustitucin del nucletido extirpado, (iv) procesamiento
Del (de los) extremo (s) terminal (es), y (v) sellado de la muesca final (Fig. 3))
[3, 6]. El BER convencional es
Iniciada por una glicosilasa de ADN especfica de lesin (mono o bi-
funcional), que reconoce y
Hidroliza el

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Higo. 3. Base de las vas de reparacin por escisin. En el BER, el dao base
es reconocido y eliminado por una glicosilasa de ADN especfica de
lesin. Monofuncional
Las ADN glicosilasa incluyen UNG
Y MPG, mientras que las glucosilasas de ADN bifuncionales son OGG1,
MUTYH, NTH1 y NEIL1. Las glucosilasas monofuncionales de ADN crean
un sitio AP
Eliminando el sustrato
base. Tales sitios de AP se inciden por APE1, creando una -OH producto _

captulo romper 5 -dRP y 3. Pol _ elimina el 5 -dRP resto a travs de un

_ _

intrnseca
Liasa. ADN bifuncional
glycosylases escindir un base daada, y tambin pueden incidir la columna
vertebral del ADN inmediatamente 3 al producto sitio AP y producir una
_

SSB con un 3 - _

PUA o 3 -P. APE1 elimina el

_

3 -PUA residuo, mientras que PNKP escinde el resto -P 3. TOP1cc puede

_ _

ser eliminado por TDP1, dejando atrs un 3 -P y 5 -OH terminal; Ambos

_ _

extremos de
Este SSB son convertidos por PNKP
a 3 -OH y 5 -P.APTX procesa 5 -amp grupos, como resultado de un evento
_ _ _

de ligacin de ADN fallado, a la normalidad 5 -P termina a las mellas o

_

roturas. Despus
creando el 3 -OH y 5 -P termini
_ _

a un SSB, SP o LP-BER lleva a cabo la sntesis de reparacin y la ligadura. En

SP-BER, Pol _ sustituye el nucletido que falta y el complejo XRCC1-LIG3_
sella el nick. En LP-BER, Pol
_ / _, RFC y PCNA incorporan 2-13 nucletidos y luego FEN1-LIG1
completa el proceso de reparacin. AMP, adenosina monofosfato; AP,
apurinic / apyrimidinic; APE1, AP
endonucleasa de 1; APTX, aprataxina; FEN1, endonucleasa flap 1; LIG1,
ADN ligasa I; LIG3, ADN ligasa III; MPG, glicosilasa N-metilpurina-ADN;
MUTYH, mutY homlogo; NEIL1,
endonucleasa VIII-como 1; NTH1, endonucleasa III-como 1; OGG1, 8-
oxoguanina ADN glicosilasa; PCNA, antgeno nuclear de proliferacin
celular; PG,
phosphoglycolate; PNKP,
polinucletido quinasa 3 -phosphatase; Pol _, _ polimerasa; SSBR, ADN de
_

una sola hebra de reparacin de la rotura; SSBs, ADN solo filamento se

rompe; TDP1,
fosfodiesterasa tirosil-ADN 1;
TOP1, topoisomerasa 1; Top1cc, complejo de escisin Top1; UNG,
glicosilasa uracilo-ADN; 3 -PUA, 3 -phospho -_, _- aldehdo insaturado.
_ _

enlace N-glicosdico de una base de sustrato, creando un sitio AP

intermedio. ADN monofuncional
glycosylases, tales como glicosilasa uracilo-ADN (UNG) y glicosilasa N-
metilpurina-ADN
(MPG), poseen actividad slo glicosilasa. ADN glycosylases bifuncionales,
tales como 8-oxoguanina
DNA glicosilasa (OGG1), mutY de homlogos (MUTYH), endonucleasa III-
como 1 (NTH1) y NEIL1,
exhibir tanto la actividad glicosilasa y una actividad liasa intrnseca 3
AP. Cada uno tiene su glicosilasa
propio sustrato selectividad [111], y en la mayora de los casos, existe en
mltiples isoformas que se dirigen
a ya sea el ncleo o la mitocondria [6112].
Los ADN glycosylases monofuncionales producen una hidroltica (natural),
no codificante AP sitio por
la eliminacin de la base de sustrato. Tales sitios de AP, que tambin se
pueden formar a alta frecuencia por
hidrlisis espontnea o dao inducido del enlace N-glucosdico, son entonces
una incisin por APE1.

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APE1 es una endonucleasa AP clase II que escinde la cadena principal de
ADN inmediatamente 5 a la abasic
lesin, creando un 5 -deoxyribose-5-fosfato (5 -dRP) y 3 hidroxilo (OH)
captulo romper
producto [113114]. ADN polimerasa (Pol) es la principal enzima responsable
de la eliminacin de la 5 -
resto DRP a travs de una actividad liasa intrnseca [115-117]. Despus de la
eliminacin base por una bifuncional
ADN glicosilasa, la protena puede incidir la columna vertebral del ADN
inmediatamente 3 al sitio AP
producto a travs de una - o, -Eliminacin de reaccin, produciendo un SSB
con un 3 -phospho-, insaturado
aldehdo (3 -PUA) o 3 -fosfato (3 -P) grupo. APE1 elimina el residuo 3 -PUA
generada
por -Eliminacin a travs de su actividad -phosphodiesterase 3, mientras que
la polinucletido quinasa 3 -
fosfatasa (PNKP) escinde el 3 -P resto [118119], el establecimiento de un
grupo de cebado 3 -OH para
la sntesis de reparacin y la ligadura.
Despus de generar la necesaria 3 -OH y 5 -P termini, BER procede
normalmente a travs de la corto
patch (SP o de un solo nucletido) va, que se acopla con Pol para reemplazar
el nucletido que falta
y el complejo XRCC1-LIG3 para sellar el restante nick [112]. Sin embargo,
en los casos donde
el 5 resto -terminal no es un sustrato para la actividad de la liasa de DRP de
Pol, o bajo
circunstancias en las concentraciones de ATP son bajos (que resulta en
reduccin de la eficiencia de ligacin) o
durante la fase S del ciclo celular (cuando las protenas replicationassociated
son ms altamente
abundante), BER puede proceder a travs de un largo parche (LP), por
desplazamiento de cadena proceso de sntesis
[120]. LPBER se lleva a cabo con mayor frecuencia por Pol / en cooperacin
con la carga de abrazadera
RFC factor y el PCNA factor de procesividad, y los resultados en la sntesis
de 2-13 nucletidos. A
altas concentraciones o a travs de la estimulacin por ciertas interacciones
protena-protena, Pol tiene la
capacidad de realizar la sntesis por desplazamiento de cadena, as como
[121]. En cualquier caso, la
resultante 5 -flap estructura generada durante la sntesis de LP se elimina por
la endonucleasa de flap
FEN1 [121,122], y desde LIG1 se asocia fsicamente con PCNA [123,124],
este ligasa
parece ser la principal enzima sellado nick para completar el proceso de LP
[123]. Nosotros
destacar que dada la participacin de varias protenas de replicacin asociado
en LP-BER,
tales como PCNA, FEN1 y LIG1, que son todos el regulado en clulas de la
bicicleta, el SP
va y Pol probable asumen un papel ms importante en las clulas que no se
dividen [125].
A pesar de la importancia documentado de esta va en el mantenimiento de la
integridad del genoma, hay
son slo unos pocos trastornos hereditarios asociados con un defecto gentico
en un componente BER clsico.
Estos trastornos implican predisposicin al cncer (la MUTYH ADN
glicosilasa y colorrectal
cncer [126]); defectos inmunolgicos (la uracilo ADN glicosilasa UNG e
hiper-IgM
sndrome de V [127]), y anormalidades neurolgicas (ver abajo). El hecho de
que homocigotos
knockout de los participantes, ncleo BER centrales (APE1, Pol, XRCC1,
LIG1 y LIG3) conduce a
letalidad embrionaria o post-natal subraya la naturaleza frecuente de endgeno
relevante
DNA 626 T. daos y sugiere que la eliminacin completa de la va es
incompatible
con vida. Como tales, varios investigadores estn llevando a cabo la hiptesis
de que ms sutil
reduccin de la capacidad de REC estn asociados con el riesgo de la
enfermedad, probablemente en un dependiente de la exposicin
de manera [111]. De hecho, no se han reportado asociaciones entre la
reduccin de la capacidad BER
y neuropatologas, tales como la enfermedad de Alzheimer [128-130]. Por otra
parte, hay cada vez ms
evidencia que los defectos en BER dan lugar a una mayor susceptibilidad a un
accidente cerebrovascular inducida
complicaciones, presumiblemente debido a estrs oxidativo aguda [131-133].
2.3.1. ADN de una sola hebra de reparacin de la rotura (SSBR) SSBs son
uno deEl la mayora de las lesiones del ADN comunes,
que surge a una tasa estimada de decenas de miles por clula por da
[1134]. SSBs se forman a travs de una
variedad de mecanismos, incluyendo como (i) productos directos de las
reacciones entre la desoxirribosa
azcar de ADN y endgeno ROS, a saber, el radical, (ii) enzimtica normal de
hidroxilo
los compuestos intermedios de la mayora de las vas de reparacin,
incluyendo BER, y (iii) los intermedios catalticas de
protenas, tales como la topoisomerasa 1 (TOP1), que forma un complejo
covalente temporal con

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ADN para resolver superenrollamiento que surge durante la replicacin y la
transcripcin. Dada la diferente
mecanismos para la formacin de SSB, SIIT no es sorprendente que la
composicin qumica de extremos SSB
puede ser muy diversa, que van desde 3 -P lesiones, -phosphoglycolate (PG)
y-protena / pptido a
5 -OH y monofosfato de adenosina (AMP) daados termini. SSB persistentes
pueden conducir a la
colapso de las horquillas de replicacin durante la duplicacin del cromosoma
y la formacin de una composicin
DSB, as como a los eventos de transcripcin bloqueados. Para evitar las
consecuencias perjudiciales de
daos SSB, incluyendo la inestabilidad genmica y la activacin de las
respuestas de muerte celular, las clulas son
equipado con enzimas especializadas, tales como APE1, PNKP,
fosfodiesterasa tirosil-ADN 1
(TDP1), aprataxina (APTX) y ADN ligasas, que el trabajo para generar el
correspondiente 3 y 5
termini y finalmente sellar la interrupcin captulo romper. Dada la frecuencia
con la que
sustratos relevantes se forman endgenamente, se supone que las protenas
anteriores son
presente en todo el ciclo celular y la importante tanto para las clulas en
divisin y que no se dividen.
En particular, los defectos en componentes de las vas especializadas SSBR
han sido directamente
asociado con el mantenimiento de la funcin cerebral adecuada. En particular,
como se discute a continuacin,
mutaciones en TDP1, APTX y PNKP estn genticamente vinculados a
trastornos neurolgicos especficos que
exhibir ninguna predisposicin al cncer aparente.
2.3.2. fosfodiesterasa tirosil-ADN 1 (TDP1) TOP1 es responsable de relajante
orden superior
estructuras de ADN durante la transcripcin y replicacin. Como parte del
mecanismo enzimtico,
TOP1 forma un complejo de escisin de la protena de ADN estable
(TOP1cc), en el que se convierte en TOP1
temporalmente unido covalentemente al 3-terminal de la cadena de ADN
generados catalticamente
descanso. Persistente o atrapado TOP1cc son perjudiciales para las funciones
celulares normales, ya que bloquean
ADN y ARN polimerasas. TDP1, que fue inicialmente identificado en la
levadura [135], es
responsable de la eliminacin TOP1cc estable por hidrlisis del enlace
fosfodister entre un 3
final de la SSB y el residuo tirosilo cataltica de TOP1. Esta actividad de
TDP1 deja tras de s un 3
terminal -P, que se convierte en un grupo 3 -OH por PNKP. PNKP tambin
fosforila la 5-OH
terminal generado por TOP1, facilitando as la brecha de llenado y la ligadura
por Pol y la XRCC1-
complejo LIG3, respectivamente. Los estudios tambin sugieren que puede
eliminar TDP1 3 -PG daos formados
por el ataque de radicales libres de ADN, de nuevo creando un -P 3 que
requiere un procesamiento por PNKP [136].
Alternativamente, APE1 o APTX pueden convertir 3 -PG residuos a 3 -OH
terminales, con el diferente
protenas probable que sirve enzimas como copia de seguridad para entre s,
mientras que exhibe actividad preferencial
en ciertas modalidades de ADN (por ejemplo, SSBs frente DSBs)
[137138]. inmunohistoqumica
anlisis de la expresin TDP1 en el cerebro humano indica thatthe protena es
altamente expresado en
neuronas, con niveles muy bajos en clulas gliales. ataxia espinocerebelosa
con axonal neuropata-1
(SCAN1) es un trastorno autosmico recesivo con un fenotipo
neurodegenerativo progresivo
que resulta de la mutacin de TDP1 [139]. Como se explic anteriormente, se
requiere TDP1 humano para la reparacin
de roturas de cadena cromosmica que surgen de reacciones TOP1 abortivas,
que pueden ser ms
prominente durante los perodos de estrs oxidativo y el aumento de dao
oxidativo del ADN [140].
En consonancia, SCAN1 humano clulas linfoblastoides [140,141] y las
neuronas post-mitticas de
TDP1 - / - ratones [142] se acumulan los complejos de la topoisomerasa de
ADN y perxido de hidrgeno
(H2O2) inducida SSBs. El hecho de que SCAN1 exhibe defectos neurolgicos
graves, sin embargo, no muestra
predisposicin al cncer, ha llevado a la hiptesis de que los procesos de
reparacin de la rotura hebra de ADN
funcin principalmente para mantener la viabilidad de ciertos tipos de clulas,
pero no juegan un papel importante en
preservacin de la integridad gentica, al menos en ausencia de desafos
exgenos. el tejido-
naturaleza selectiva de SCAN1, as como ataxia con apraxia motor ocular
(AOA1) y
microcefalia con aparicin temprana, convulsiones intratables y retraso en el
desarrollo (MCSZ)
(Discutido a continuacin), se ha argumentado que se derivan de: (i) clulas
que son metablicamente muy activo,
por ejemplo, las neuronas, es probable generar un mayor nmero de letales
roturas de la cadena de ADN oxidativo que
requerir mecanismos de reparacin totalmente activas para evitar la detencin
de la transcripcin y de sealizacin apopttica
y (ii) clulas en replicacin, a diferencia de las neuronas no cclicas
diferenciadas, utilizar compensatoria

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vas, por ejemplo, recombinacin homloga (HR), para resolver fielmente
cualquier hebra no reparados
romper las interrupciones.
2.3.3. Aprataxina (APTX) APTX es un miembro de la superfamilia de
histidina trada de nucletido
hidrolasas y transferasas, pero es nico de otros miembros de la familia en la
que opera el
ADN, no nucletido monofosfatos vinculados a un aminocido o de hidratos
de carbono [143].
Especficamente, APTX posee una actividad deadenylation ADN, la
conversin de 5 -amp grupos, que
El resultado de reacciones de unin sin xito, a la normalidad 5 -P termina a
las mellas o roturas. sin reparar
5 - restos de AMP en SSBs podra plantear un bloque significativo para la
transcripcin y replicacin, conduciendo
disfuncin celular. APTX interacta con el complejo de SSBR XRCC1-LIG3
travs fosforilada
residuos en XRCC1, y tambin aparece para interactuar con la XRCC4
fosforilada [144], lo que sugiere una
papel en DSBR (ver ms abajo) tambin. AOA1 es un trastorno autosmico
recesivo poco comn causada por
mutaciones en el gen APTX y se caracteriza por la aparicin temprana de la
ataxia lentamente progresiva,
apraxia motor ocular, neuropata perifrica y la
hipoalbuminemia. neuropatolgico
examen revela una severa prdida de clulas de Purkinje y la prdida neuronal
moderado en la parte anterior
bocina y dorsal ganglios de la raz [145146]. Por otra parte, como se seal
anteriormente, no muestra AOA1
predisposicin al cncer y el genoma inestabilidad [147]. APTX localiza tanto
en el nucleoplasma y
el nucleolo [147,148], y recientemente, se ha encontrado que residen en el
citoplasma de Purkinje
clulas [149] y las mitocondrias de neuroblastoma humano SH-SY5Y y
humano primaria
clulas del msculo esqueltico [150]. Varios informes sobre la sensibilidad
de las clulas deficientes a ATPX
agentes genotxicos son contradictorios. En particular, algunos estudios han
encontrado que AOA1
clulas de linfoblastoma o clulas HeLa APTX-desmontables son
hipersensibles a metilo
metanosulfonato (MMS) o H2O2 [147151]. Sin embargo, en estudios
separados, las clulas de AOA1
pacientes y ratones knockout aptX, as como neuroblastoma desmontables-
APTX SH-SY5Ycells,
fueron notfound ser profundamente sensible a MMS, H2O2 o menadiona con
relacin a comparable
los controles [150,152,153]. Como se ha descrito anteriormente para SCAN1,
una deficiencia en SSBR nuclear
puede estar detrs de la selectividad del tejido deEl trastorno. Sin embargo, a
la luz de la nueva evidencia de una
papel de APTX en la reparacin del ADN mitocondrial, una contribucin
significativa de la mitocondria
La disfuncin se debe considerar tambin.
2.3.4. Polinucletido quinasa 3 -phosphatase (PNKP) mltiples mutaciones en
el gen PNKP eran
recientemente identifi- cado por anlisis de ligamiento de todo el genoma que
estar atado a la enfermedad hereditaria, MCSZ
[154] .Clinicalfeatures ofthisdisorder includemicrocephaly, convulsiones de
inicio infantil,
retraso en el desarrollo y problemas de comportamiento variables,
especialmente la hiperactividad. Magntico
imgenes de resonancia (MRI) de los cerebros de los pacientes revel
microcefalia con el cerebro conservado
estructuras, sin aparente migracin neuronal u otras anomalas estructurales, y
no hay
evidencia de degeneracin. Esta observacin implica fuertemente disminuy
la neurognesis como el
razn principal de la manifestacin de este trastorno. Significativamente, no se
han
observaciones de cncer o la inmunodeficiencia asociados con MCSZ,
caractersticas que son tpicas
por una deficiencia en la reparacin del ADN. clulas linfoblastoides aisladas
de pacientes MCSZ son sensibles
a la radiacin y otros agentes que daan el ADN, tales como H2O2 y CPT,
indicativo de una directa
participacin de PNKP en el procesamiento de los daos del ADN
[154155]. Mientras que AOA1 y mostrar un SCAN1
degenerativa y progresiva fenotipo, MCSZ se piensa que es principalmente un
desarrollo
enfermedad. En particular, la microcefalia pronunciado del sndrome MCSZ
probable se deriva de una
inadecuada generacin de neuronas durante el desarrollo, aunque se mantiene
la posibilidad de que
la prdida celular se produce despus de un desarrollo normal. La hibridacin
in situ indica que humana
y PNKP mRNA de ratn se expresa en la divisin de precursores neuronales y
en diferenciada
neuronas, que apoyan tanto el papel de la protena en el desarrollo y
themaintenance de adultos
Clulas. Adems, siRNA desmontables experimentos en las clulas corticales
cerebrales de ratn E13.5 revela

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que hay una cantincrease signifi- en la apoptosis de precursores neuronales y
diferenciada
neuronas deficientes para PNKP, lo que sugiere que la neuropatologa de los
pacientes MCSZ surge
especficamente de cadena de ADN muerte celular ruptura inducida. Por lo
tanto, al igual que otros captulo romper la reparacin
enzimas, parece que la actividad de transformacin de ADN de PKNP juega
un papel crtico en la no
dividiendo poblaciones celulares.
2.4. desajuste de reparacin (MMR) La arquitectura de la va MMR est bien
conservada de
bacterias hasta los mamferos. Este sistema reconoce y desajustes reparaciones
de base-base y la Insercin
bucles de delecin (IDL) que surgen principalmente como errores o productos
intermedios de la replicacin del ADN o HR
[21, 22]. De hecho, MMR conduce a un aumento ~ 100 veces en ADN
fidelidad de replicacin mediante la prevencin
sustituciones de bases o inestabilidad secuencia de repeticin. La respuesta
MMR se considera en sentido amplio para
estar compuesto por dos componentes principales: MutS y MutL [156]. En
eucariotas, existen dos
equivalentes funcionales de E. coli MutS (las denominadas protenas MSH),
es decir, MutS o MutS. MutS,
que se compone de MSH2 y MSH6, es responsable de reconocer sola base-
base
desajustes y 1-2 IDLs base. El complejo MutS, que consiste en MSH2 y
MSH3, ofertas
principalmente con IDLs de dos o ms bases, con algn solapamiento en la
especificidad de sustrato entre la
dos MutS complejos. Tras el reconocimiento del sustrato por uno de los
complejos de MutS, la
homlogos MutL eucariotas (MLH1 y PMS1) son reclutados para ayudar a
organizar otras protenas,
como PCNA, en el lugar de los daos. existen los equivalentes MutL en
humanos en tres
formas heterodimricas: MutL (MLH1-PMS2), MutL (MLH1-MLH3), y
MutL (MLH1-PMS1).
MutL y MutL tienen actividad endonucleasa, con la enzima de sitio activo
presente en PMS2 y
MLH3. MutL es el principal homlogo MutL que participa en MMR. MutL
puede contribuir a la
reparacin de apareamientos errneos de bases-base y pequeas IDLs en
cierta medida in vitro, sin embargo, su in vivo
contribucin parece ser mnimo [157]. MutL no se ha demostrado a participar
en MMR en
vitro, y un papel de este complejo en la respuesta MMR in vivo parece poco
probable [158].
l recin cadena de ADN que contiene el nucletido mispaired sintetiza. Por
lo tanto, es crtico
para discriminar entre las hebras de ADN naciente y de la plantilla. En
procariotas, E. coli
endonucleasa, Muth, reconoce la cadena recin sintetizada por su estado no
metilado. En
clulas eucariotas, sin embargo, este no parece ser el mecanismo de la
discriminacin hebra.
En cambio, un estudio encontr que la maquinaria MMR se asocia con la
replicacin
aparato, lo que sugiere que esta interaccin facilita la discriminacin hebra
[159]. Ms
Recientemente, dos informes adicionales indican que, para que conduce
sntesis de la cadena, obligado PCNA
determina la orientacin de MutL incisin, al tiempo que mejora su actividad
endonucleasa [160].
Para el filamento de revestimiento, se propuso que los 5 extremos de los
fragmentos de Okazaki existentes sirven como
marcadores para la discriminacin hebra [161]. Despus de la hebra apropiado
ha sido seleccionado y
incisin se ha realizado, PCNA coordina con Exo1, que alberga una doble
intrnseca
hebra 5 -3 actividad exonucleasa, para extirpar el desajuste de la hebra
naciente, generando una
multinucleotide brecha. El segmento de ADN eliminado es entonces
resintetizado por polimerasa y
el mellado sellado por LIG1 [156162]. Quizs no es sorprendente a la luz de
la discusin anterior,
mutaciones de lnea germinal en los genes MMR, a saber, MLH1, MSH2,
MSH6 o PMS2, predisponer a
el cncer colorrectal hereditario sin poliposis (HNPCC) o sndrome de Lynch
[m [163-165]. En
Adems, el promotor de MLH1 metilacin aberrante, lo que conduce a la
inactivacin de genes, parece
la base de algunos cnceres colorrectales espordicos [166-168]. Una
caracterstica distintiva y de diagnstico comn
HNPCC o una MMR Defectis inestabilidad de microsatlites, tpicamente en
relacin con los cambios en la longitud de
repeticiones de dinucletidos, que presumiblemente se presenta debido a la
resolucin ineficiente de estructuras de bucle
que se forman durante la sntesis de ADN. Aunque el fenotipo general de
predisposicin al cncer de la
ratones MMR-deficiente es similar a los pacientes humanos (168, 169), los
Difiere de espectro neoplasia
entre las dos especies por razones que no se encuentren claro [169]. En
particular, los pacientes
y modelos animales deficientes en MMR no muestran signos de disfuncin
neurolgica. Est bien
reconoci que una gran responsabilidad de MMR se encuentra en las clulas
en divisin, en el que funciona a
suprimir la inestabilidad gentica derivada de errores en la replicacin y la
consiguiente carcinognesis.

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Las interacciones fsicas de los MutS y MutL complejos con la replicacin y
reparacin
factor de PCNA, slo dan soporte an ms la nocin de que MMR juega un
papel ms decisivo en la divisin
clulas relacin con las clulas que no se dividen. Sin embargo, hay algunos
informes que indican la expresin
[170171] y la actividad [172] de MMR en el cerebro. Sin embargo, si alguna
de las MMR
componentes funcionan de manera significativa en la preservacin de la
funcin cerebral sigue siendo poco clara. Es
Cabe destacar que las protenas MMR juegan un papel crucial en la
eliminacin de los nucletidos no slo mispaired
y las IDL, pero en el reconocimiento de ciertas formas de dao del ADN y
provocar una respuesta celular. En
en particular, las clulas cancerosas MMR-deficientes y embrionaria primaria
o inmortalizada ratn
fibroblastos (MEFs) tienen una capacidad reducida para llevar a cabo la
apoptosis inducida por qumicas
carcingenos, luz UV o estrs oxidativo [173-178]. Ittherefore parece
plausible que cierta
factores MMR pueden funcionar como parte de una sealizacin de dao
especfico o va apopttica en no
dividir las clulas, particularmente en respuesta a ciertas formas de dao
oxidativo del ADN, tales como 8-
oxo-dG [179].
2.5. Doble captulo romper la reparacin (DSBR) DSBs son uno deEl mayora
de las formas perjudiciales de ADN
daos, la activacin de respuestas de muerte celular si unrepaired y promover
la inestabilidad del genoma, tales
como translocaciones, si reparadas incorrectamente [180181]. DSBs pueden
surgir de forma endgena por la accin de
ROS que son producidos por el metabolismo celular normal, o durante ciertos
escenarios de fracasado
la replicacin del ADN o eventos de reparacin yuxtapuestas. DSBs tambin
se forman como intermedios naturales de
V (D) J recombinacin, un fenmeno programada que se produce durante la
diversificacin de anticuerpos,
y la meiosis, el proceso empleado por eucariotas para generar diversidad
gentica dentro de
gametos. Adems, se inducen DSBs

Pgina 25

Higo. 4. vas de recombinacin. DSBR se divide en dos grandes vas:

recursos humanos y NHEJ. HORA
opera en las clulas en divisin y en la fase S, mientras que NHEJ puede
funcionar tanto en divisin y
las clulas que no se dividen y con independencia de ciclo
celular. Recursos Humanos ha sido propuesta para ser iniciada por
el reconocimiento de la OSD por el complejo MRN (MRE11-RAD50-
NBS1). El complejo MRN
asociados con CtIP, que inicia 5 reseccin -3 extremo para crear el 3
voladizo ssDNA.
Adems reseccin se lleva a cabo por exonucleasas (posiblemente Exo1), y
el ssDNA resultante es
estabilizado por la unin de RPA. RAD52 es reclutado para RPA. El
complejo RAD51-BRCA2 entonces
sustituye a la RAD52-RPA complejo para formar RAD51 filamentos de
nucleoprotena, mientras que, en el frica subsahariana,
EPR y RAD52 llevar a cabo el proceso de recombinacin de una manera
independiente de RAD51.
RAD51-revestido ssDNA permite invasin de cadena de la regin de ADN
homloga intacta. En
DSBR clsico, el segundo extremo OSD puede ser capturado por la D-
bucle para formar un intermedio
con uniones dobles Holliday, que puede resultar en un no-cruce (escisin
en flechas azules)
o una de cruce (escisin en flechas azules en un lado y las flechas rojas en
el otro lado) los productos.
En SDSA, la hebra recin sintetizada se desplaza para permitir el
recocido hasta el otro extremo OSD,
resultando en un producto no cruzado. NHEJ es iniciado por el
reconocimiento de la OSD termina por la
Ku (/ Ku80 Ku70) complejo, seguido por reclutamiento de DNA-
PKcs. DNA-PKcs activa Artemis,
que genera voladizos terminales antes de la ligadura. Para completar el
proceso, DNA
la sntesis se lleva a cabo para llenar los vacos y al final se lleva a cabo
unin por XRCC4-LIG4 en
colaboracin con XLF. CtIP, de unin a protenas protena que
interacciona con C-terminal; DNA-PKcs, ADN
protena quinasa dependiente de subunidad cataltica; DSBR, ADN de
doble hebra de reparacin de la rotura; HORA,

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recombinacin homloga; NHEJ, recombinacin no homloga; SDSA,
dependiente de sntesis de
captulo recocido; SSA, el recocido de una sola hebra; XRCC4,
reparacin de rayos X de complementacin cruzada
protena 4.
por fuentes exgenas, tales como IR o anti-cncer quimioteraputico
Agentes. DSBR se divide en dos vas principales: HR y no homloga
extremo de unin (NHEJ) (Fig. 4). HR opera en divisoria
las clulas y en la fase S, ya que requiere una cromtida hermana homloga
para la ejecucin, mientras que NHEJ puede funcionar tanto en divisin y
las clulas que no se dividen y con independencia de ciclo celular. varios
humana
Se han reportado enfermedades que se derivan de las deficiencias en recursos
humanos o
NHEJ, y stas exhiben neurolgica, inmunolgica y de desarrollo
defectos, as como sensibilidad a la radiacin, envejecimiento prematuro
fenotipos y cncer predisposicin [182-187].
por fuentes exgenas, tales como IR o agentes quimioteraputicos contra el
cncer. DSBR se divide en
dos vas principales: HR y recombinacin no homloga (NHEJ) (Fig. 4). HR
opera en
las clulas y en la fase S dividir, ya que requiere una cromtida hermana
homloga para la ejecucin,
mientras que NHEJ puede funcionar en clulas tanto divisorias y no se dividen
y con independencia de la clula
ciclo. Varias enfermedades humanas se han reportado para derivar de
deficiencias en recursos humanos o NHEJ,
y stos presentan defectos neurolgicos, inmunolgicos y de desarrollo, as
como la radiacin
sensibilidad, fenotipos de envejecimiento prematuro y cncer de
predisposicin [182-187]. 2.5.1.
La recombinacin homloga (HR) HR resuelve DSBs durante los S y G2
fases del ciclo celular.
La va parece haber evolucionado principalmente para hacer frente a las DSB
oneended que se forman
al colapso tenedor de replicacin (observamos que slo DSBR de dos
extremos se muestra en la Fig. 4), la mayora
comnmente en una polimerasa de bloqueo de la lesin, durante la
duplicacin del ADN cromosmico en dividir
Clulas. El mecanismo de reparacin es fundamental para mantener la
fidelidad de replicacin y emplea un intacta
cromtida hermana como una plantilla para el intercambio de informacin y la
reparacin fieles. Recursos Humanos ha sido
propuesto para ser iniciado por el reconocimiento de la OSD por el complejo
MRN, que se compone de
los MRE11, RAD50, y Nijmegen sndrome de rotura 1 (NBS1) protenas
[188]. este complejo
acta como un sensor de rotura y recluta la protena quinasa, la ataxia
telangiectasia mutada (ATM), a
OSD sitios, lo que facilita las etapas posteriores del proceso de recombinacin
[189-191]. Mientras que la
mecanismos moleculares detallados de la va de recursos humanos siguen
siendo algo difcil de alcanzar, fue recientemente
inform que NBS1 ubiquitinacin por la ligasa SCF Skp2-E3 puede
promoteATM
reclutamiento / activacin en respuesta a DSBs inducidas por IR [192]. ATM -
defectuoso en el raro
enfermedad humana (AT) que se caracteriza por la degeneracin cerebelosa
progresiva, extremo celular
sensibilidad a la radiacin y una predisposicin al cncer - a continuacin,
transmite la seal de dao en el DNA
para objetivos de abajo, tales como protenas del ciclo celular de punto de
control, factores de remodelacin de la cromatina
y otros componentes de reparacin del ADN, que ayudan a detener a la
replicacin en curso y promueven
la ejecucin de la resolucin del OSD. Para llevar a cabo los pasos clave de
recursos humanos, los complejos asociados MRN
con la protena C-terminal de unin (CtBP) -interacting protena (CtIP), que se
llev a
iniciar 5 -3 reseccin extremo y generar la necesaria 3 voladizo ssDNA para el
intercambio de cadenas
[193]. Aunque el complejo MRN participa tanto en HR y NHEJ (ver ms
abajo), CtIP-
recorte final depende parece iniciar selectivamente HR, mientras que suprime
NHEJ
[194195]. Despus de esta etapa inicial, adems de la reseccin se lleva a cabo
por exonucleasas (posiblemente
EXO1 en cooperacin con el sndrome de Bloom (BLM) helicasa) [196197], y
el ssDNA resultante
se estabiliza mediante la unin de RPA, que a su vez activa ATR a travs de
una interaccin con el Atr-
protena de interaccin (ATRIP) para sealar la respuesta de punto de control
completo. Posteriormente, RAD52
promueve la sustitucin del EPR con Rad51 [198-200], ayudando en la
formacin deEl
necesarias Rad51 filamentos de nucleoprotena. Desde BRCA2 estimula el
ensamblaje de RAD51 en

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el EPR-ssDNA complejo, BRCA2 parece ser un mediador clave de recursos
humanos [201]. RAD51-revestido ssDNA
a continuacin, permite invasin de cadena de la regin de ADN homloga
intacta, que proporciona la gentica
instrucciones para la reparacin exacta [202-205]. Tras el intercambio y la
invasin, la cadena de ADN es
extendido por una polimerasa, pol ms probable es [206], para crear un D-
loop. Despus de la formacin D-loop,
hay dos modelos predominantes propuestos para HR en clulas de
mamfero. El primer modelo
implica la formacin de una unin Holliday, una estructura de ADN complejo
que necesita ser
resuelto por las nucleasas de ADN, tales como GEN1 [207] y SLX1 / SLX4
[208,209], y helicasas de ADN,
tales como el miembros de la familia RecQ sndrome de Werner (WRN) y
BLM, dos protenas que son
genticamente relacionado con trastornos envejecimiento y el cncer de
predisposicin prematuros raras [210,211]. los
segundo, modelo alternativo, designado la sntesis dependiente de la hebra de
recocido (SDSA)
va, completa DSBR a travs de productos noncrossover, sin la formacin de
uniones Holliday.
se revisan Estos dos mecanismos distintos de resolucin DSB despus de la
formacin de un D-loop
ms ampliamente en estos artculos [212,213]. Como la mayora de los
estudios se han centrado en el papel de los recursos humanos
en clulas en divisin, hay poca informacin disponible con respecto a las
funciones (si la hay) de HR-relacionado
protenas en las poblaciones de clulas no se dividen. Sin embargo, la
existencia de algunos factores de recursos humanos, tales como
MRE11, que es defectuoso en una forma variante rara de AT (es decir, el
llamado trastorno AT-como,
ATLD), se ha documentado en clulas post-mittico [214]. Las funciones de
replicacin independiente de
protenas relacionadas con los recursos humanos (suponiendo encontrado) en
clulas no en divisin necesitaran ser dilucidado. Finalmente,
vale la pena sealar que al igual que la BER, componentes del ncleo de
recursos humanos parecen ser esenciales para los animales
viabilidad [7215].
Una forma distinta de DSB recombinacin es sola lnea de recocido (SSA),
que ha sido ms
intensamente investigado en la levadura. Esta va resuelve dos de composicin
DSBs posicionado entre
regiones altamente repetitivas, tales como rDNA loci o elementos Alu, donde
dos de nucletidos homloga
tramos estn a ambos lados de la ruptura. Como resultado, este proceso no
implica la hermana
intercambio de cromtidas. SSA es facilitado por RPA y RAD52, RAD51 de
una manera independiente
[203,216-218]. En particular, el procedimiento se inicia por la unin de RPA
para la 3 final de
la de un solo stranded3 voladizo nucleasa derivada andinteractionofthe
ssDNA-RPAcomplex con
RAD52 [217218]. Expuesto secuencias complementarias aguas arriba y aguas
abajo de la OSD
a continuacin, estn alineados y recocida por el complejo ternario RAD52-
RPA-ssDNA, creando potencialmente
FLAP o de ADN corto brecha intermedios. desplazados 3 colas de solapa no
homlogos son ms probable
eliminado por la accin del complejo de nucleasa NER-asociado, ERCC1-
XPF, que es
equivalente al complejo de levadura RAD1-RAD10. Despus de ms de
nucleasa y / o polimerasa
procesamiento para crear extremos ligables, la ruptura es sellada por una ADN
ligasa. Al final, el SSA
proceso conduce a la eliminacin del material gentico entre las secuencias de
repeticin, y es
por lo tanto, propenso a errores. Dado que la SSA no requiere una cromtida
hermana complementaria, es
presumiblemente funcional en ambas clulas que se dividen y que no se
dividen, aunque un papel para la va
en las clulas que no se dividen no se ha investigado de manera explcita a
nuestro conocimiento. 2.5.
2.5.2. recombinacin no homloga (NHEJ) NHEJ es el sistema DSBR
importante en los eucariotas superiores
[219], en particular durante las fases del ciclo celular cuando una cromtida
hermana homloga es
ausente. NHEJ protenas tambin estn implicadas en la introduccin de
diversidad de anticuerpos a travs de V (D) J
recombinacin [220]. Algunos informes han descrito recientemente cmo
contribuye a la NHEJ
mantenimiento de la integridad de los telmeros, as [221-224]. NHEJ implica
tres pasos principales, que
en ltima instancia, culminar en la ligacin directa de dos ADN termina en
estrecha proximidad espacial: (i)
el reconocimiento de la de dos extremos DSB, (ii) procesamiento para
eliminar termini no ligable u otro
formas de dao del ADN en el descanso y para revelar tramos cortos de
microhomology, y (iii)
unin de dos extremos adecuados. En general, existe una competencia entre el
reconocimiento
complejos de HR y NHEJ para DSB termini, con seleccin va mayormente
siendo influenciados por
la fase del ciclo celular. Mientras NHEJ puede operar durante todas las fases
del ciclo celular, es muy
activo durante G1 [225226]. Debido a la etapa de procesamiento final, NHEJ
a menudo resulta en una de errores
propensos resultado, la prdida parcial de la informacin genmica en el sitio
de la OSD.

Pgina 28
Para iniciar NHEJ, el / Ku80 (Ku) heterodmero Ku70 se une directamente a
los dos OSD termina y
recluta a la subunidad cataltica de protena dependiente de ADN quinasa
(DNA-PKcs). este multiprotenico
complejo tanto estabiliza y alinea los extremos de ADN [227-229]. La
interaccin entre dos
DNA-PKcs posicionado en cada extremo OSD activa su actividad intrnseca
de la protena quinasa, que conduce
a DNA-PKcs autofosforilacin y la disociacin. Dependiendo de la
complejidad de la OSD
y la naturaleza de los extremos, diferentes factores de procesamiento son
entonces reclut. En un ejemplo,
DNA-PKcs activa la endonucleasa, Artemis, que recorta el 3 y 5
monocatenario
voladizos en los extremos de ADN para revelar tramos de nucletidos
complementarias [230]. Despus
generacin de voladizos terminales de Artemis, y antes de la ligadura, PNKP
es reclutado a travs de una
interaccin con el complejo de protenas (LIG4) IV XRCC4-ligasa para
eliminar cualquier existente 3 - P
grupos o aadir 5 -P residuos [231232]. En casos en los que las brechas corta
de nucletidos permanecen despus de
microhomology
mediada
recocido,
ADN
polimerasas
y
funcin para rellenar los pequeos segmentos gap [233,234]. Por ltimo, una
vez termini apropiados tienen
sido generado, XLF-Cernunnos (XLF) puede interactuar con el complejo
XRCC4-LIG4 para estimular
extremo de unin, el paso final del proceso de reparacin [235]. En un trabajo
reciente, ATM ha sido implicado
en NHEJ como un factor de sealizacin y puede jugar un papel crtico en la
reparacin de DSB dentro de las regiones de
heterocromatina [236].
Adems de la va NHEJ cannica descrito anteriormente, las clulas
mantienen una End- alternativa
unirse va que utiliza grandes tramos de microhomology y se involucra
diversos factores
que tambin funcionan en HR o SSBR, tales como el complejo MRN, PARP-
1, WRN, y LIG1 [237238].
El posible papel de XRCC1 y LIG3 en unin de extremos alternativa es
actualmente controvertido. En
en particular, en un estudio, la deficiencia de XRCC1 en cualquiera de tipo
salvaje o XRCC4-deficiente (cannica
NHEJ) activa las clulas B no alter ya sea recombinacin cambio de clase
(CSR) o IgH / c-myc
translocaciones, lo que sugiere que XRCC1 se notinvolved en la va de unin
de los extremos alternativo
[239]. Sin embargo, en un estudio separado, las clulas XRCC1 +/- B
heterocigotos mostraron una longitud disminuido
de microhomology en las uniones de conmutacin y tambin una reduccin en
IgH translocaciones / c-myc
durante la RSE, lo que implica que XRCC1 participa en NHEJ alternativa
[240]. Adems, XRCC1
se identific originalmente como parte de un complejo de unin de los
extremos alternativa bioqumica [241242].
Aunque son necesarios ms estudios para resolver estos resultados
aparentemente contradictorios, el
va alternativa NHEJ parece haber evolucionado como un mecanismo de
respaldo para NHEJ clsica,
y no parece ser activa a menos que las protenas de unin de los extremos de
ncleo, tales como los factores de Ku, son
deficiente [242-247]. Como unin de extremos alternativa es ms propenso a
errores que NHEJ, se cree que es
desempear un papel importante en la conduccin de la inestabilidad
genmica, a saber, translocaciones, y por lo tanto la
proceso tumorignico. En la actualidad, el grado en que alternativa unin de
extremos est influenciada por una
que no se dividen de estado, particularmente en comparacin con la va NHEJ
cannica, y por lo tanto
contribuye a DSBR en las clulas que no se dividen se desconoce
Los pacientes con una deficiencia de ciertos factores NHEJ, como Artemisa
[248], LIG4 [249] y XLF
[250], muestran una inmunodeficiencia combinada grave (SCID) fenotipo,
derivada de un defecto en
V (D) J recombinacin, as como la radiosensibilidad y microcefalia,
presumiblemente debido a defectuoso
DSBR. Del mismo modo, los modelos de ratones mutantes en Ku70, Ku80,
DNA-PKcs y Artemis muestran una dual
fenotipo radiosensibles / SCID (revisado en [251]), que curiosamente, no se
ve en ratones
carente de XLF [252]. Adems, la deficiencia en XRCC4 [253] o LIG4 [253-
257] en ratones conduce a
letalidad embrionaria, en parte, a causa de la neurognesis defectuoso y la
apoptosis excesiva de
Neuronas En particular, se encontr que la mayor parte de la muerte celular
apopttica en ratones que albergan una
mutacin homocigtica en hypomorphic LIG4 (LIG4 Y288C) se produce en
la zona intermedia,
que contiene no replicantes neuronas diferenciadas [258]. En un estudio
usando un modelo de ratn para
neurorretina, pequea inhibicin molcula de los resultados de ADN-PK en la
muerte de neuronas aisladas a partir de
embriones en el da 14,5, lo que sugiere un papel para NHEJ en la
neurognesis temprana de la retina [259]. En el caso
de ratones DNA-PKcs deficientes, sin embargo, exhiben no neuropatologa
obvio, lo que sugiere
neurognesis normal en el cerebro [260]. Por otra parte, las neuronas del
hipocampo cultivadas primarias
de DNA-PKcs deficientes en ratones muestran el crecimiento de neuritas
normal y la supervivencia, aunque las neuronas
son hipersensibles a los agentes inductores de estrs que daan el ADN y
oxidativos, que promueven

Pgina 29
apoptosis [261262]. Estos hallazgos sugieren que los factores NHEJ juegan
variables, aunque crtico,
papeles en el mantenimiento de la viabilidad de las clulas no proliferativas
como las neuronas. Recientemente, se inform
que los genes NHEJ se expresan en los adipocitos diferenciados
terminalmente [263], as como en
astrocitos terminalmente diferenciadas establecidas a partir de clulas madre
embrionarias murinas (ES) celulares derivadas de
clulas madre neurales (NSC) [214]. Los adipocitos, que fueron creados por la
diferenciacin de
clulas 3T3F442A preadipocitos murinos, mostraron un aumento de expresin
de DNA-PKcs y mejorado
capacidad DSBR, segn se infiere por la desaparicin de H2AX y DSBs (por
gel de campo pulsado
electroforesis) despus de IR o el tratamiento con el frmaco radio
caliqueamicina 1.
Curiosamente, mientras theHRrelated-geneMRE11 se stronglydownregulated
en fase terminal
astrocitos diferenciados en comparacin con NSC, los genes NHEJ, DNA-
PKcs, Ku70, Ku80, LIG4,
y la XRCC4, no mostr diferencias obvias en la expresin entre los dos tipos
de clulas
[214]. En astrocitos terminalmente diferenciadas, la inhibicin de ADN-PK
result en una reduccin limitada
en focos H2AX despus del tratamiento IR, apoyando an ms la idea thatthe
va NHEJ juega un
ms papel crtico en clulas que no se dividen.
3. Observaciones finales Hemos proporcionado un documento visin general
de los diferentes reparacin del ADN
mecanismos, y cmo aparecen ellos para funcionar en dividir y no las clulas
en divisin (resumen
en la Tabla 1). Dada la frecuencia de hidrlisis espontnea, alquilacin y
oxidacin de ADN,
la protena MGMT y de la va BER juegan expectante papeles importantes en
ambos tipos de clulas.
Sin embargo, es interesante observar que hasta la fecha, slo las mutaciones
genticas en las protenas que operan en SSBR
(Es decir, TDP1, APTX y PNKP), un sub-va de BER, se han vinculado
directamente a neurolgica
Trastornos. Esta observacin indica un papel crtico y no redundante para SSB
eficiente
procesamiento en clulas neuronales que no se dividen. Si las deficiencias ms
sutiles en el ncleo
componentes de BER asociado con la enfermedad cerebro necesita ser
aclarada ms a fondo.
Adems, la forma en lesiones O6-Meg sin reparar inducen la muerte celular
neuronal tiene que ser definido.
En el caso de NER, GG-reparacin parece ser ms crtico para la viabilidad y
la funcin de
reproduccin de las clulas, como la acumulacin de dao y de derivacin
replicativa es probable detrs de la
mutagnesis asociada con el desarrollo de cncer en pacientes con XP. Los
defectos en TC-NER aparecen
a la base de la prdida de clulas y la atrofia cerebral severo visto en al menos
un subconjunto de XP, CS y TTD
Pacientes. En este escenario, se supone que sin reparar el dao del ADN
endgeno en
transcripcionalmente activos regiones genmicas resultados en la detencin de
la transcripcin y la subsiguiente
la muerte celular apopttica. Es de destacar que para muchos de los trastornos
descritos en el presente documento,
incluidos los derivados de un defecto en cualquiera de GG-NER o TC-NER,
la lesin de ADN precisa
que impulsa las patologas clnicas no est claro. Dicho esto, parece probable
que alguna forma de
dao oxidativo del ADN, tal como ya sea una base simple o modificacin
azcar o una ms compleja
peroxidacin lipdica aducto, es el culpable.
La historia de MMR es menos claro. Si bien es evidente que MMR juega un
papel crtico en la supresin
gentica (microsatlites) la inestabilidad y la carcinognesis en clulas en
divisin, si funciona en
alguna capacidad en las clulas que no se dividen, tal vez como un complejo
de sealizacin damagespecific, requiere
investigacin exahustiva. En trminos de la recombinacin, los dos
principales vas de recursos humanos y NHEJ
parecen haber dividido sus responsabilidades en base a (i) la fase del ciclo
celular y (ii) el
naturaleza de la DSB de ADN. En particular, HR opera principalmente
durante la fase S y en Replicacin
derivado DSBs oneended para resolver fielmente el dao, mientras que el
NHEJ ms propenso a errores
las funciones del proceso principalmente durante G1 y en la carta franca,
yuxtaponen las DSB en los dos extremos. Las mutaciones en
los genes asociados con HR o NHEJ dan lugar a la gama de fenotipos clnicos,
incluyendo
radiosensibilidad, ataxia y otras anomalas cerebrales, inmunodeficiencia,
cncer
la predisposicin y las caractersticas de envejecimiento prematuro. El papel
de las protenas de recursos humanos (si existe) y la
contribuciones relativas de la alternativa y las vas de unin de los extremos
cannicos en que no se dividen
la viabilidad celular y la integridad funcional espera ms investigacin. Es
importante observar que
las clulas que no se dividen pueden existir en mltiples formas en un cuerpo
humano. En particular, como se ha mencionado
anteriormente, las clulas madre pueden ser inducidas a diferenciarse
terminalmente en especializada de clulas dividiendo no,

Pgina 30
tipos, tales como las neuronas. Adems, las clulas pueden someterse a una
detencin del crecimiento esencialmente irreversible
que se simula por una mirada de factores (por ejemplo, la prdida de los
telmeros), denominado senescencia, que en
effectinvolves la limitada capacidad de las clulas para proliferar. Itis
pensaban que representa la senescencia
una respuesta alternativa a la apoptosis y ha evolucionado para suprimir la
tumorignesis, y por lo tanto,
puede contribuir al envejecimiento. Adems, las clulas pueden existir en un
estado de quiescencia, lo que implica G0
arresto, pero a diferencia de la senescencia, es un proceso celular que puede
ser desactivado. Curiosamente, el cerebro
NSC adultos se cree que en gran parte a ser inactiva. Nos hemos centrado en
este documento principalmente en el papel de
la diferente reparacin del ADN procesa en clulas terminalmente
diferenciadas dentro del cerebro. Como tal,
cmo quiescencia o la senescencia, o el fenmeno de diferenciacin para el
caso, afecta
la expresin de genes de reparacin del ADN o funcin de la va necesita ser
mejor dilucidado.
Otra consideracin importante con respecto a los trastornos descritos dentro es
la especfica
participacin de los defectos de desarrollo frente a la degeneracin de la edad
adulta en la enfermedad
manifestacin. Especficamente, muchas de las enfermedades neurolgicas
hereditarias, como MCSZ, aparecer
que se derivan de un desarrollo defectuoso del sistema nervioso, mientras que
otros, como XP, parecen
conllevar una proteccin deficiente de un sistema nervioso completamente
maduro de los efectos nocivos de
dao del ADN endgeno. Distinguir los papeles de las diversas respuestas
dao del ADN en
o bien facilitar el desarrollo adecuado del sistema nervioso o la proteccin
contra la prdida de clula adulta
(Degeneracin progresiva) es una labor de investigacin importante para el
futuro.
Adems, la caracterizacin ms exhaustiva deEl papeles Ofthe diferente de
reparacin del ADN
mecanismos en los diversos tipos de clulas del cerebro, tales como neuronas,
astrocitos, oligodendrocitos,
microglia y las clulas de Schwann, es otro elemento clave en el futuro. Cmo
esta informacin puede
en ltima instancia, ser utilizado en el diseo de las intervenciones clnicas
estratgicas es un gran desafo por delante.
Tabla 1 La capacidad funcional de las diferentes vas de reparacin del
ADN en la divisin / no divisoria
clulas y su conexin con los trastornos de cncer / neurolgicos
heredados. la capacidad de reparacin: ++,
alto; +, Bajo; +/-, muy baja o ninguna actividad detectable. relacin de la
enfermedad: O, asociado; X,
no asociado.
Por ltimo, en la mayora de las clulas eucariotas, las mitocondrias son la
principal fuente de energa, la generacin de ATP
a travs del proceso de oxidacin
phosphorylation.Whilemitochondriamaintain su propio
genoma, protenas ms mitocondriales estn codificadas por el genoma
nuclear. Sin embargo,
el mantenimiento de la integridad del ADN mitocondrial es crtica para la
preservacin de la funcin mitocondrial. Como
tal, se est volviendo ms y ms evidente que varias protenas de reparacin
del ADN que operan
dentro del ncleo, tambin funcionan dentro de las mitocondrias, a menudo
siendo trasladadas a este
orgnulo como una isoforma de protena distinta. De hecho, varios de los
trastornos humanos descritos
anteriormente son ahora reconocidos como que tiene disfuncin mitocondrial
como parte de la enfermedad clnica.
Por ejemplo, el CS protenas [71,72,264,265], TDP1 [266], aprataxina [150] y
PNKP [267,268],
todos se han mostrado recientemente a residir en las mitocondrias y contribuir
a mantener
la funcin mitocondrial adecuada. La determinacin de la contribucin
relativa de su papel (s) en el
ncleo frente a la mitocondria en trminos de la etiologa de la enfermedad, en
particular la asociada

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neuropatologa, es una tarea fundamental en el futuro. Para una mayor
discusin de la mitocondria
la reparacin del ADN, se remite al lector a varios exmenes exhaustivos
[112,269,270].