Daño Uv y reparacion del ADN
Páginas: 5 (1121 palabras)
Publicado: 28 de abril de 2016
El Daño UV, Reparación por Escisión de Nucleótidos, y Foto Reactivación
Como se mencionó anteriormente, una razón importante al daño del ADN (DDR) es provocada por la exposición a la luz UV. De las tres categorías de la radiación UV solar, sólo el UV-A y UV-B son capaces de penetrar la atmósfera terrestre. Por lo tanto, estos dos tipos de radiación UV son los de mayor preocupación para losseres humanos, sobre todo con el continuo agotamiento de la capa de ozono hace que los niveles más altos de esta radiación lleguen a la superficie del planeta.
La radiación UV provoca dos tipos de lesiones del ADN: dímeros de ciclobutano pirimidina (CPDs, figura 1) y 6-4 fotoproductos (6-4 PPs, Figura 2). Ambas lesiones distorsionan la estructura del ADN, la introducción de curvas o torceduras yde este modo impide la transcripción y replicación. Zonas relativamente flexibles de la doble hélice de ADN son más susceptibles a los daños. De hecho, un "punto caliente" de los daños inducidos por UV se encuentra dentro de un oncogén mutado, el gen p53.
CPDs y 6-4 PPs se reparan a través de un proceso conocido como la reparación por escisión de nucleótidos (NER). En eucariotas, este complejoproceso se basa en los productos de aproximadamente 30 genes. Los defectos en algunos de estos genes han sido demostrados que causan la enfermedad humana XP, así como otras condiciones que comparten un riesgo de cáncer de piel que se eleva más de mil veces que lo normal. Más específicamente, NER eucariota se lleva a cabo por al menos 18 complejos de proteínas a través de cuatro pasos discretos(Figura 3): detección de daño; la escisión de la sección de ADN que incluye y rodea el error; relleno de la brecha resultante por la ADN polimerasa; y el sellado de la brecha entre el nuevo ADN sintetizado y el ADN más viejo (Figura 4). En las bacterias (que son procariotas), sin embargo, el proceso de NER se completa con sólo tres proteínas, denominadas UvrA, UvrB, y UvrC.
Las bacterias y otrosorganismos también poseen otro mecanismo para reparar el daño UV llamada foto reactivación. Este método se refiere a menudo como "reparación por luz", porque es dependiente de la presencia de la energía de la luz. (En comparación, la mayoría de NER y otros mecanismos de reparación se refieren con frecuencia como "reparación a oscuras", ya que no requieren luz como fuente de energía) Durante la fotoreactivación, una enzima llamada fotoliasa une lesiones del dimero pirimidina; además, una segunda molécula conocida como cromóforo convierte la energía luminosa en energía química necesaria para revertir directamente el área afectada de ADN a su forma sin daños. Las fotoliasa se encuentran en numerosos organismos, incluyendo hongos, plantas, invertebrados como moscas de la fruta, y vertebrados,incluyendo ranas. Ellos no parecen existir en seres humanos, sin embargo. (Sinha y Hader, 2002).
Figura 2: La radiación UV puede distorsionar el ADN, lo que impide la transcripción y replicación.
Una región de ADN se muestra antes (A) y después (B) su estructura está distorsionada por la radiación UV. La distorsión en el panel B se debe a una curva convexa, o torcedura, en una de las cadenas(C).
Figura 3: El mecanismo de reparación de nucleótidos escisión en eucariotas.
Cuando el daño provoca una distorsión en la estructura del ADN (1), un complejo enzimático (ovalado de color púrpura) reconoce la distorsión (2). Las dos hebras de ADN están separadas, y las proteínas de una sola hebra de unión (esferas de color naranja) estabilizan las hebras individuales (3). Una enzima (estructuraglobular color azul claro) se adhiere al filamento distorsionado en ambos lados de los daños (4). La parte dañada se retira (5), y el hueco se rellena con la ADN polimerasa (estructura azul en forma de manopla) y sellada por la ADN ligasa (estructura naranja en forma de guante) (6).
Figura 4: Representación esquemática de la ruta de reparación por escisión de nucleótidos.
Otros Mecanismos de...
Como se mencionó anteriormente, una razón importante al daño del ADN (DDR) es provocada por la exposición a la luz UV. De las tres categorías de la radiación UV solar, sólo el UV-A y UV-B son capaces de penetrar la atmósfera terrestre. Por lo tanto, estos dos tipos de radiación UV son los de mayor preocupación para losseres humanos, sobre todo con el continuo agotamiento de la capa de ozono hace que los niveles más altos de esta radiación lleguen a la superficie del planeta.
La radiación UV provoca dos tipos de lesiones del ADN: dímeros de ciclobutano pirimidina (CPDs, figura 1) y 6-4 fotoproductos (6-4 PPs, Figura 2). Ambas lesiones distorsionan la estructura del ADN, la introducción de curvas o torceduras yde este modo impide la transcripción y replicación. Zonas relativamente flexibles de la doble hélice de ADN son más susceptibles a los daños. De hecho, un "punto caliente" de los daños inducidos por UV se encuentra dentro de un oncogén mutado, el gen p53.
CPDs y 6-4 PPs se reparan a través de un proceso conocido como la reparación por escisión de nucleótidos (NER). En eucariotas, este complejoproceso se basa en los productos de aproximadamente 30 genes. Los defectos en algunos de estos genes han sido demostrados que causan la enfermedad humana XP, así como otras condiciones que comparten un riesgo de cáncer de piel que se eleva más de mil veces que lo normal. Más específicamente, NER eucariota se lleva a cabo por al menos 18 complejos de proteínas a través de cuatro pasos discretos(Figura 3): detección de daño; la escisión de la sección de ADN que incluye y rodea el error; relleno de la brecha resultante por la ADN polimerasa; y el sellado de la brecha entre el nuevo ADN sintetizado y el ADN más viejo (Figura 4). En las bacterias (que son procariotas), sin embargo, el proceso de NER se completa con sólo tres proteínas, denominadas UvrA, UvrB, y UvrC.
Las bacterias y otrosorganismos también poseen otro mecanismo para reparar el daño UV llamada foto reactivación. Este método se refiere a menudo como "reparación por luz", porque es dependiente de la presencia de la energía de la luz. (En comparación, la mayoría de NER y otros mecanismos de reparación se refieren con frecuencia como "reparación a oscuras", ya que no requieren luz como fuente de energía) Durante la fotoreactivación, una enzima llamada fotoliasa une lesiones del dimero pirimidina; además, una segunda molécula conocida como cromóforo convierte la energía luminosa en energía química necesaria para revertir directamente el área afectada de ADN a su forma sin daños. Las fotoliasa se encuentran en numerosos organismos, incluyendo hongos, plantas, invertebrados como moscas de la fruta, y vertebrados,incluyendo ranas. Ellos no parecen existir en seres humanos, sin embargo. (Sinha y Hader, 2002).
Figura 2: La radiación UV puede distorsionar el ADN, lo que impide la transcripción y replicación.
Una región de ADN se muestra antes (A) y después (B) su estructura está distorsionada por la radiación UV. La distorsión en el panel B se debe a una curva convexa, o torcedura, en una de las cadenas(C).
Figura 3: El mecanismo de reparación de nucleótidos escisión en eucariotas.
Cuando el daño provoca una distorsión en la estructura del ADN (1), un complejo enzimático (ovalado de color púrpura) reconoce la distorsión (2). Las dos hebras de ADN están separadas, y las proteínas de una sola hebra de unión (esferas de color naranja) estabilizan las hebras individuales (3). Una enzima (estructuraglobular color azul claro) se adhiere al filamento distorsionado en ambos lados de los daños (4). La parte dañada se retira (5), y el hueco se rellena con la ADN polimerasa (estructura azul en forma de manopla) y sellada por la ADN ligasa (estructura naranja en forma de guante) (6).
Figura 4: Representación esquemática de la ruta de reparación por escisión de nucleótidos.
Otros Mecanismos de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.