Reparação do ADN

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Uma imagem de vários cromossomos com alguns estando incompletos, pois estão danificados.

A manutenção da precisão do código genético do ADN é crítica, tanto para a sobrevivência tanto a longo-quanto a curto-prazo de células e espécies. Algumas vezes, as atividades celulares normais, como a duplicação de DNA e fazer novos gametas, introduzem alterações ou mutações em nosso ADN. Outras mudanças são causadas pela exposição a substâncias químicas do ADN, radiação, e outras condições ambientais adversas. Independentemente da fonte, as mutações genéticas têm o potencial de ambos os efeitos positivos e negativos sobre um indivíduo, bem como as suas espécies.

Uma mudança positiva resulta em uma versão ligeiramente diferente de um gene que pode, eventualmente, ser benéfica em face de uma nova doença ou mudanças das condições ambientais. Outras mutações são considerados prejudiciais, ou resultam em danos para uma célula ou um indivíduo. Por exemplo, os erros dentro de uma seqüência de DNA particular podem acabar tanto impedindo uma proteína vital de ser feita ou codificando uma proteína defeituosa. É muitas vezes esses tipos de erros que levam a vários estados de doença.

O potencial de dano ao DNA é contrabalançado por um sistema de vigilância e reparação vigoroso. Dentro deste sistema, existe uma série de enzimas capazes de reparar danos ao DNA. Algumas destas enzimas são específicas para um determinado tipo de dano, enquanto outras podem lidar com uma variedade de tipos de mutação. Estes sistemas também diferem na medida em que são capazes de restaurar a sequência normal, ou o tipo selvagem.[1]

Tipos de Sistemas de Reparação

  • A fotorreativação é o processo pelo qual o dano genético causado por radiação ultravioleta é revertido pela iluminação subsequente com luz visível ou próxima da ultravioleta.
  • O reparo por excisão de nucleotídeos é usado para corrigir lesões do DNA, tais como quebras de fita simples ou bases danificadas, e ocorre em estágios. O primeiro estágio envolve o reconhecimento da região danificada. No segundo estágio, duas reações enzimáticas servem para remover ou extirpar, a sequência danificada. O terceiro estágio envolve a síntese pela ADN polimerase dos nucleótidos excisados utilizando a segunda cadeia intacta de ADN como um modelo. Por último, a ligase de ADN junta-se ao segmento recentemente sintetizado para as extremidades existentes na cadeia de ADN originalmente danificada.
  • O reparo de recombinação, ou reparo pós-replicação, corrige danos no DNA por uma troca de fita do outro cromossomo filho. Por envolver a recombinação homóloga, é em grande parte livre de erros.
  • O reparo de excisão de bases permite a identificação e remoção das bases erradas, normalmente atribuíveis a desaminação-a remoção de um grupo amino (NH2)-de bases normais, bem como a partir de modificação química.
  • A reparação de incompatibilidade é um sistema multi-enzima que reconhece bases inadequadamente compensadas no ADN e substitui uma das duas bases por uma que "corresponde" a outra. O grande problema aqui é reconhecer quais as bases incompatíveis estão incorretas e, portanto, devem ser removidas e substituídas.
  • A reparação adaptativa/induzida descreve várias atividades de proteínas que reconhecem bases muito específicas modificadas. Elas em seguida transferem este grupo modificador a partir do ADN para si mesmas, e, ao fazê-lo, destroem a sua própria função. Estas proteínas são referidas como indutiveis porque elas tendem a regular a sua própria síntese. Por exemplo, a exposição a agentes modificadores induz, ou liga, mais síntese e portanto, adaptação.
  • A reparação SOS ou reparação induzível propensa a erros é um processo de reparação que ocorre em bactérias e é induzida, ou ligado, na presença de tensões potencialmente letais, tais como irradiação ultravioleta ou à inactivação de genes essenciais para a replicação. Algumas respostas a este tipo de estresse incluem a mutagênese—a produção de mutações—ou alongamento celular sem divisão celular. Neste tipo de processo de reparação, a replicação do ADN molde é extremamente imprecisa. Obviamente, um tal sistema de reparação deverá ser um recurso desesperado para a célula, permitindo a replicação após uma região onde a sequência de tipo selvagem tenha sido perdida.[2]

Ligações externas