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Reparación de Daños en el ADN: BER, NER y MMR, Resúmenes de Bioquímica

Las vías de reparación del ADN conocidas como BER (Reparación Base Excision), NER (Nucleotide Excision Repair) y MMR (Mismatch Repair). Se detalla cómo funcionan, los tipos de daños que corrigen y las proteínas involucradas en cada proceso. Además, se menciona la importancia de estas vías para la viabilidad celular y la integridad genómica.

Qué aprenderás

  • ¿Qué papel desempeña la vía de reparación MMR en la reducción de mutaciones?
  • ¿Cómo funciona la vía de reparación BER?
  • ¿Qué tipos de daños corrige la vía de reparación NER?

Tipo: Resúmenes

2021/2022

Subido el 01/10/2022

dayli-apaza
dayli-apaza 🇦🇷

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BER (BASE EXCISION REPAIR) : Es una vía de reparación del ADN que
corrige daños oxidativos, derivados de la alquilación celular y despurinizaciones
espontáneas. Es utilizada por la célula para la protección contra daños y pérdidas de bases
generando sitios apurínicos o apirimidínicos, más conocidos como sitios AP , los cuales
pueden ser mutagénicos y citotóxicos si no son reparados correctamente, tornándose una
amenaza para la viabilidad celular e integridad genómica puesto que pueden bloquear la
replicación o la transcripción . A lo largo de la evolución la célula ha seleccionado
mecanismos para preservar y reducir el daño en el ADN, tal es el caso de la reparación
BER, donde la base alterada es retirada del ADN por enzimas llamadas glicosilasas, que
reconocen y remueven la escisión de bases con daños específi cos . En células de
mamíferos existen 11 diferentes tipos de glicosilasas que presentan características y
modos de acción diferentes , las cuales rompen el enlace glicosídico que une la base con el
azúcar, originando un sitio AP. Después de ser retirada la base por la acción de la
glicosilasa específi ca, el sitio AP es reconocido por una AP-endonucleasa de la clase II, una
enzima capaz de eliminar el resto del
nucleótido ya sea por eliminación βeta o
por hidrólisis produciendo un corte ;
posteriormente, una exonucleasa degrada
el corte y deja un espacio en la cadena que
es reparado por la ADN polimerasa y fi
nalmente sellado por la ligasa, que
restaura la integridad de la molécula.
En cada célula humana se generan
diariamente aproximadamente 10.000
sitios AP que son reparados por una
máquina proteica, el reparosoma,
formado por cuatro proteínas que actúan
así: la UDG (Uracil-DNA glicosilasa, que
elimina el uracilo), APE1 (AP-endonucleasa
humana, que corta la cadena azúcar-
fosfato y funciona como un factor de
reducción-oxidación (redox) y mantiene
los factores de transcripción en un estado
activo reducido , la polimerasa β (que
introduce el nucleótido que faltaba) y la
ligasa (que sella el corte) .
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¡Descarga Reparación de Daños en el ADN: BER, NER y MMR y más Resúmenes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!

BER (BASE EXCISION REPAIR) : Es una vía de reparación del ADN que

corrige daños oxidativos, derivados de la alquilación celular y despurinizaciones espontáneas. Es utilizada por la célula para la protección contra daños y pérdidas de bases generando sitios apurínicos o apirimidínicos, más conocidos como sitios AP , los cuales pueden ser mutagénicos y citotóxicos si no son reparados correctamente, tornándose una amenaza para la viabilidad celular e integridad genómica puesto que pueden bloquear la replicación o la transcripción. A lo largo de la evolución la célula ha seleccionado mecanismos para preservar y reducir el daño en el ADN, tal es el caso de la reparación BER, donde la base alterada es retirada del ADN por enzimas llamadas glicosilasas, que reconocen y remueven la escisión de bases con daños específi cos. En células de mamíferos existen 11 diferentes tipos de glicosilasas que presentan características y modos de acción diferentes , las cuales rompen el enlace glicosídico que une la base con el azúcar, originando un sitio AP. Después de ser retirada la base por la acción de la glicosilasa específi ca, el sitio AP es reconocido por una AP-endonucleasa de la clase II, una enzima capaz de eliminar el resto del nucleótido ya sea por eliminación βeta o por hidrólisis produciendo un corte ; posteriormente, una exonucleasa degrada el corte y deja un espacio en la cadena que es reparado por la ADN polimerasa y fi nalmente sellado por la ligasa, que restaura la integridad de la molécula. En cada célula humana se generan diariamente aproximadamente 10. sitios AP que son reparados por una máquina proteica, el reparosoma, formado por cuatro proteínas que actúan así: la UDG (Uracil-DNA glicosilasa, que elimina el uracilo), APE1 (AP-endonucleasa humana, que corta la cadena azúcar- fosfato y funciona como un factor de reducción-oxidación (redox) y mantiene los factores de transcripción en un estado activo reducido , la polimerasa β (que introduce el nucleótido que faltaba) y la ligasa (que sella el corte).

NER (Nucleotide Excision Repair) : Es un mecanismo versátil

que ha sido ampliamente estudiado en los seres humanos. Repara daños en el ADN causados por la radiación UV, agentes mutagénicos, quimioterapia, entre otros. En este mecanismo de reparación participan diferentes proteínas, 4 en procariotas (UvrA, UvrB, UvrC y UvrD) y más de 30 en mamíferos. El complejo de polipéptidos (UvrABC) actúa como endunucleasa, localizando la lesión y removiendo los nucleótidos con daño. El proceso inicia con la proteína UvrA que es la primera en unirse y reconocer el daño en el ADN el cual no es especifico, debido a que identifica una distorsión en la molécula de ADN y no la secuencia errónea de nucleótidos, lo que permite corregir una amplia variedad de daños. Por lo tanto, la lesión es reconocida por un complejo de heterodímeros compuesto por dos moléculas UvrB con un dímero de UvrA2 (complejo UvrA2+UvrB2) que causa la desnaturalización local de la lesión. Posteriormente, UvrB se adhiere al sitio de la lesión y se disocia de UvrA2. UvrC se une a la cadena con daño, promoviendo dos escisiones en la misma. Finalmente, UvrD (helicasa II) remueve el segmento de oligonucleótidos lesionados y la ADN polimerasa I sintetiza los correctos que son unidos por la ligasa. El mecanismo NER en eucariotas presenta las siguientes etapas: realiza un reconocimiento del daño en el ADN, donde actúan al menos 4 complejos diferentes (XPC, DDB, XPA y RPA) que cumplen con esta función. Posteriormente, reclutan complejos de reparación a través de la acción de las helicasas (XPB y XPD), induciendo una incisión en la hebra con daño por acción de las nucleasas (XPG y ERCC1-XPF), en un fragmento de 24 a 32 nucleótidos. Posteriormente, la síntesis y ligación son realizadas por la ADN polimerasa I y la ligasa. En

MMR- (Mitsmach Repair) El mecanismo de reparación de errores de

apareamiento (MMR), es responsable de remover las bases desapareadas,

causadas por daños espontáneos, desaminación de bases, oxidación, metilación y

daños en los procesos de replicación o recombinación. La importancia del MMR

radica en mantener la estabilidad genómica y reducir las mutaciones durante la

replicación, puesto que individuos con mutaciones relacionadas al MMR,

presentan una alta predisposición de tumores, síndromes y cáncer.

El MMR en eucariotas y en la mayoría de las bacterias dirige la reparación de la

hebra con error, mediante el reconocimiento de las discontinuidades de cadena.

En E. coli este sistema ha sido completamente reconstruido in vitro, involucrando

tres proteínas especifi cas (MutS, MutL, y MutH) que aumentan la precisión de la

replicación del ADN de 20-400 veces. El MMR presenta complejas reacciones que

comprometen múltiples proteínas, el reconocimiento de la lesión es realizado por

un complejo llamado MutSα, compuesto por la unión de dos pr oteínas homólogas

que forman un dímero (MSH2-MSH6), el cual se une al sitio del apareamiento

erróneo. Posteriormente, el complejo MutL (MLH1-PMS2) en presencia de ATP,

reconoce la secuencia de ADN hemimetilado generando un rompimiento de la

cadena debido a su actividad de endonucleasa. El segmento lesionado es removido

por la helicasa UvrD y degradado por una exonucleasa, finalmente la síntesis y

ligación es realizada por ADN polimerasa III y la ADN ligasa.

Sistema SOS: Este sistema responde a la acumulación de ADN de cadena

sencilla cuando el proceso de replicación se bloquea. Está integrado por más de 40

genes, que son activados por la proteína RecA ( recombination protein A ) en

procariotes. En ausencia de daño, los genes SOS ( save our soul ) se encuentran

unidos a su represor LexA. El ADN de cadena sencilla es una señal de activación

para la proteína RecA que se une al ADN de cadena sencilla (ADNss) e interactúa

con el represor LexA, lo que facilita su autoproteólisis; esto induce la transcripción

de los genes que contienen la caja SOS. Con ello, aumentan los niveles de las

proteínas lexA, recA, UvrA, UvrB y UvrD. Por tanto, el primer mecanismo de

reparación que se activa en respuesta a SOS es la reparación por escisión de

nucleótidos (NER), que tratará de corregir el daño sin un encendido total de la vía

SOS. Si el sistema NER no es suficiente para la reparación del ADN, las

concentraciones de LexA disminuyen y se expresan genes como sulA,

umuD y umuC ( UV-induced mutagenesis ). La proteína SulA se une a FtsZ (molécula

indispensable para el inicio del ciclo celular) y detiene la división celular. Con ello,

se induce al sistema de reparación Umu-DC dependiente de mutagénicos.