Mecanismo de reparación

akademeiaUFM

7 Jan 201913:19

Summary

TLDREn esta cápsula, se exploran los mecanismos de reparación del ADN en las células humanas. Se abordan los diversos tipos de lesiones en el ADN, causadas por factores ambientales como radiación UV, agentes químicos y radicales libres. Se describen los principales mecanismos de reparación, como la reparación por escisión de bases (BER), reparación por escisión de nucleótidos (NER), reparación de apareamientos erróneos (MMR), reparación no homóloga de extremos (NHEJ) y recombinación homóloga (HR). Estos mecanismos son fundamentales para mantener la integridad genética y prevenir enfermedades como el cáncer, asegurando la correcta transmisión de la información genética.

Takeaways

😀 El genoma celular está expuesto a daños constantes por agentes ambientales como radiación ultravioleta, radiación ionizante y radicales libres de oxígeno.
😀 Las lesiones en el ADN pueden incluir rupturas de hebra simple, sitios a básicos, modificaciones químicas de bases, uniones inter e intra hebra, y rupturas de doble hebra.
😀 Los mecanismos de reparación del ADN incluyen: reparación por escisión de bases (BER), reparación por escisión de nucleótidos (NER), reparación de emparejamientos incorrectos (MMR), reparación no homóloga de extremos (NHEJ) y reparación por recombinación homóloga (HR).
😀 La reparación por escisión de bases (BER) se activa por daños en bases nitrogenadas y rupturas de hebra simple, y es crucial para eliminar las bases erróneas o dañadas.
😀 La reparación por escisión de nucleótidos (NER) es esencial para reparar daños causados por radiación UV, como los dímeros de timina, y tiene dos vías: reparación global del genoma y reparación dirigida a transcripción.
😀 La reparación de emparejamientos incorrectos (MMR) se activa inmediatamente después de la replicación y se encarga de corregir errores en el emparejamiento de bases y pequeñas inserciones durante la replicación del ADN.
😀 Los defectos en el sistema de reparación por MMR están relacionados con el cáncer de colon hereditario no formador de pólipos.
😀 La reparación no homóloga de extremos (NHEJ) es el mecanismo principal para reparar rupturas de doble hebra en células diferenciadas, aunque puede ser impreciso y generar mutaciones.
😀 La recombinación homóloga (HR) es un mecanismo preciso que se lleva a cabo en la fase S o G2 del ciclo celular y requiere de una cromátida hermana para reparar rupturas de doble hebra.
😀 La recombinación homóloga genera una estructura intermedia conocida como estructura de Holliday, similar al proceso de crossing-over en la recombinación meiótica.

Q & A

¿Qué agentes ambientales pueden causar daño en el ADN celular?
-Los principales agentes ambientales que pueden dañar el ADN son la luz ultravioleta, la radiación ionizante, los productos químicos tóxicos como los radicales libres de oxígeno, y los hidrocarburos policíclicos aromáticos.
¿Qué tipos de lesiones pueden sufrir las hebras de ADN?
-Las lesiones en las hebras de ADN incluyen rupturas de una sola hebra, la presencia de sitios a básicos, modificaciones químicas de las bases nitrogenadas como metilación o desaminación, y uniones covalentes entre bases nitrogenadas, como las que ocurren por exposición a la luz ultravioleta.
¿Qué es la reparación por escisión de bases (BER)?
-La reparación por escisión de bases (BER) es un mecanismo que actúa en lesiones de ruptura simple, sitios a básicos y alteraciones químicas de bases nitrogenadas, como la metilación o desaminación. Este proceso implica la eliminación de la base dañada por una glicosilasa, la creación de un corte en el ADN, y la posterior reparación del segmento dañado por polimerasas y ligasas.
¿Cómo funciona el mecanismo de reparación por escisión de nucleótidos (NER)?
-El NER detecta y repara lesiones causadas principalmente por radiación ultravioleta, como los dímeros de timina. Existen dos vías: una global que escanea todo el genoma y una específica que actúa sobre los genes transcritos. Ambas implican la eliminación de una porción de ADN dañada y su reemplazo por nuevos nucleótidos mediante polimerasas.
¿Qué es la reparación por apareamiento erróneo de bases (MMR)?
-La reparación por apareamiento erróneo de bases (MMR) se activa cuando hay errores de emparejamiento de bases o inserciones durante la replicación. El complejo MSH2-MSH6 detecta el error, y las exonucleasas eliminan la secuencia incorrecta, que luego es reemplazada por la polimerasa.
¿Cuál es la principal diferencia entre la reparación por recombinación homóloga y no homóloga?
-La recombinación no homóloga se utiliza principalmente para reparar rupturas de doble hebra mediante la unión de extremos no homólogos, lo que puede introducir mutaciones. En cambio, la recombinación homóloga es más precisa, utilizando una cromátida hermana como plantilla para restaurar la secuencia original.
¿Qué tipos de fallas están asociadas a defectos en los mecanismos de reparación del ADN?
-Los defectos en los mecanismos de reparación del ADN están asociados con diversas enfermedades, como el xeroderma pigmentoso, causado por fallos en el sistema NER, y el cáncer de colon hereditario no formador de pólipos, relacionado con fallos en el sistema MMR.
¿Qué proteínas están involucradas en el proceso de reparación por escisión de nucleótidos (NER)?
-En la reparación por escisión de nucleótidos, las proteínas involucradas incluyen XP-A, XP-C, XP-G, y el complejo de transcripción TFIIH, que ayudan a reconocer y reparar los daños en el ADN.
¿Por qué la recombinación homóloga solo ocurre en las fases S o G2 del ciclo celular?
-La recombinación homóloga requiere la presencia de una cromátida hermana intacta como plantilla para la reparación, lo que solo está disponible en las fases S y G2 del ciclo celular, cuando el ADN ha sido replicado.
¿Cómo se produce la reparación de rupturas de doble hebra en células diferenciadas?
-En células diferenciadas, las rupturas de doble hebra se reparan principalmente mediante la recombinación no homóloga, que reconecta los extremos rotos del ADN sin necesidad de una plantilla, aunque esto puede introducir mutaciones.