Mecanismos de reparo do dna

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  • Publicado : 23 de novembro de 2011
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MECANISMOS DE REPARO
Eduardo Montagner Dias Apesar de mutações genéticas serem de extrema importância para a evolução de uma espécie, a sobrevivência do indivíduo depende da estabilidade do seu genoma. A estabilidade resulta não só de um acurado mecanismo de replicação, mas também de mecanismos que reparem os danos que ocorrem continuadamente no DNA. Entende-se por reparo a capacidade damaquinaria celular de corrigir os erros causados por mutações. Muitos danos sofridos pelo DNA podem ser reparados porque a informação genética é preservada em ambas as fitas da dupla-hélice, de tal forma que a informação perdida em uma fita pode ser recuperada a partir da fita complementar. Os mecanismos existentes e conhecidos de reparação do DNA lesado são provavelmente universais e uma célula pode tervários sistemas capazes de atuar ao mesmo tempo no DNA lesado. Como os sistemas de reparação são mais bem compreendidos e estudados na Escherichia coli, muitos mecanismos discutidos farão referência a esta bactéria. Reparo por fotorreativação enzimática Um dos mecanismos de reparo melhor estudados é a remoção dos dímeros de pirimidina, formados pela exposição do DNA à luz ultravioleta. Estedímero não se encaixa bem na estrutura de dupla-hélice e, assim, a replicação e a expressão gênica são bloqueadas até que a lesão seja removida. Esse tipo de lesão pode ser reparado de diferentes formas. A forma mais direta envolve enzimas que simplesmente revertem a modificação química que originou o dano. Dímeros de pirimidina são o alvo universal da enzima fotoliase, que se liga ao dímero e catalisauma segunda reação fotoquímica, desfazendo o anel formado pela luz UV e refazendo as bases pirimídicas individuais. Esse processo é chamado fotorreativação e envolve as seguintes etapas: inicialmente, a enzima reconhece e liga-se ao dímero (mesmo na ausência de luz visível); depois, a absorção de luz fornece energia para converter o dímero em monômero de pirimidina; por fim, a enzima dissocia-sedo DNA. A reação depende do gene que codifica a fotoliase e ocorre especificamente em procariotos. Reparo de bases alquiladas A base nitrogenada primariamente afetada pelos agentes alquilantes é a guanina. Na E. coli, esta lesão é removida pela enzima O6-metilguaninametiltransferase, que reconhece a alteração no DNA e remove o grupamento metila causador da mutação. A mesma enzima também poderemover grupamentos metila dos fosfatos que possivelmente interrompem a cadeia de DNA. Uma característica importante dessa reação é que cada grupamento metila removido consome uma enzima O6-metilguanina-metiltransferase, a qual não pode ser recuperada para nova utilização.

Reparo por excisão de bases Ocorre quando a remoção da base defeituosa é feita pela clivagem da ligação base nitrogenada –desoxirribose, seguida pelo preenchimento da região com a base correta por ação da DNA-polimerase. Um exemplo comum de reparo por excisão de base é o que acontece na correção da desaminação da citosina à uracila. O sistema de reparação reconhece a uracila como uma base estranha ao DNA. Primeiramente, a uracila-DNA-glicosilase hidrolisa a ligação entre a uracila e a molécula de desoxirribose. Nesseestágio, a cadeia de DNA está intacta, mas a base é perdida. A enzima AP endonuclease reconhece, então, essa fenda e cliva a cadeia em regiões adjacentes à base perdida. A DNA-polimerase insere novamente uma citosina, de acordo com a orientação fornecida pela fita complementar não-danificada, que contém uma guanina. Finalmente, a integridade da fita corrigida é restaurada pela DNA-ligase. Existemoutras glicosilases que reconhecem e removem hipoxantina, 3-metil-adenina e purinas com anel imidazol aberto por radiação ionizante ou pH elevado. Reparo por excisão de nucleotídeos (REN) Ocorre quando a remoção da base defeituosa é feita pela incisão endonucleolítica nos dois lados da lesão, com liberação dos nucleotídeos, seguida pelo preenchimento da região por ação da DNA-polimerase. Em todos...
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