Principales mecanismos de reparación de errores en la molécula de ADN

1. MECANISMOS
de
REPARACIÓN
del
DNA
Universidad Veracruzana
Facultad de medicina Región Veracruz
Licenciatura en Médico Cirujano
Miriam Peña de la O
Bioquímica Básica 104
Dr. Vanihamin Domínguez Melendez
Septiembre, 2022

2. ¿Qué son los mecanismos
de reparación del DNA?

3. Actúan cuando hay deficiencias
o errores durante la replicación
Detectan daños (crecimiento y
división celular)
Funciones: reconocimiento,
corrección o eliminación
Garantizan la estabilidad
genética
*Cada célula experimenta hasta 10^5 lesiones en un día

4. Consecuencias de los daños
en el DNA
Alteraciones permanentes en la
estructura
Cambios en la expresión de
genes
Muerte celular
Turmores
Mutaciones

5. ¿Quién o qué los causa?
Procesos metabólicos
endógenos (RLO y RLN)
Agentes genotóxicos exógenos
(radiación)

6. PRINCIPALES
MECANÍSMOS DE
REPARACIÓN

7. Mecanismo
por
reversión de
la lesión:
REPARACIÓN
DIRECTA
Mecanismo
por sistemas
de
REPARACIÓN
INDIRECTA
Mecanismo
de
REPARACIÓN
de QUIEBRES
en DOBLE
CADENA
(DSB)
Mecanismo
por
REPARACIÓN
INDUCIDA

8. Mecanismo por reversión de la lesión:
REPARACIÓN DIRECTA
Acción de una única enzima
Repara la lesión sin sustituir la base dañada
Existen tres mecanismos de reparación directa: fotorreactivación,
alquiltransferencia y desmetilación oxidativa

9. a) FOTORREACTIVACIÓN
Fotoproductos que originan dímeros de
pirimidinas ciclobutano, pirimidina y
pirimidonina
Efectos deletéreos
Inhibición de replicación y
transcripción
Aumento de mutaciones
Detención del ciclo celular
Muerte celular
Fotorreactivación, catalizado por una
fotoliasa
Energía revierte el dímero (quiebra el
enlace covalente entre las
pirimidinas).
La radiación UV ocasiona alteraciones en las
bases de ADN

10. b) ALQUILTRANSFERENCIA
Alteración: metilación
de restos de guanina
para formar O^6-
metilguanina
Alquiltransferaras
(enzimas suicidas):
desplazan el grupo
metilo desde la guanina
al centro activo de la
cisterna.
Remoción de aductos
alquilo en las bases del
ADN

11. c) DESMETILACIÓN
OXIDATIVA
Citotóxicas con acción mutagénica
causada por compuestos nocivos
(inflamación, alteración de la
microbiota intestinal, etc.)
La proteína AlkB: desmetila
oxidativamente las bases dañadas,
revirtiendólas en A o C, liberando el
grupo metilo en formaldehído.
Remueve daños por metilaciones en el
ADN

12. Mecanismo por sistemas de:
Mecanismo por sistemas de:
REPARACIÓN INDIRECTA
REPARACIÓN INDIRECTA
Intervienen en la replicación, transcripción o sobre las hebras de ADN
fragmentadas
Se eliminan los errores tomando como molde a la cadena complementaria para
la síntesis de la reparación
Corte, empalme, inserción y ligación de la cadena
Existen tres mecanismos en la reparación indirecta: BER, NER y MMR

13. a) REPARACIÓN POR ESCISIÓN DE BASES (BER)
Genera sitios apurínicos o apirimidínicos (AP)
Mutagénicos y citotóxicos si no se reparan
Bloquean la replicación o transcripción
La base alterada es retirada del ADN por glicosilasas
Sitio AP
AP-endonucleasa (elimina el resto del nucleótido por Beta o
hidrólisis)
Exonucleasa degrada el corte y deja espacio en la cadena
ADN polimerasa repara
Ligasa sella
Corrige daños oxidativos (derivados de la alquilación celular y
despurinizaciones), protege contra daños y pérdidas de bases
1.
2.
3.
4.
5.
6.

14. B) REPARACIÓN POR ESCISIÓN DE NUCLEÓTIDOS (NER)
Participan diferentes proteínas (4 en
procariotas y +30 en mamíferos)
Reconocimiento del daño
Reclutan complejos de reparación a
través de las helicasas
incisión en la hebra con daño por las
nucleasas
Síntesis y ligación por ADN polimerasa I
y ligasa
Repara daños en el ADN causados por
radiación UV, agentes mutagénicos,
quimioterapia, etc.
1.
2.
3.
4.

15. C) REPARACIÓN POR APAREAMIENTO ERRÓNEO (MMR)
Causadas por: daños espontáneos, desaminación de
bases, oxidación, metilación y daños en replicación o
recombinación
Alta predisposición a tumores, síndromes y cáncer
Reconocimiento de la lesión por el compejo MutSa
S une al sitio de apareamiento erróneo
Complejo MutL rompe la cadena
Helicasa remueve el segmento lesionado
Degradación por exonucleasa
Síntesis y ligación por ADN polimerasa III y ADN ligasa
Remueve las bases desapareadas
1.
2.
3.
4.
5.
6.

16. Mecanismo de
REPARACIÓN de QUIEBRES en
DOBLE CADENA (DSB)
Cortes en cadena doble: causas endógenas y exógenas
Consecuencias: inestabilidad genómica por traslocaciones y pérdida de
material genético
Existen dos vías para la reparación indirecta: recombinación homóloga y
recombinación de extremos no homólogos

17. a) REPARACIÓN POR
RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA (HR)
DSB reconocidos por el
complejo MRN
Degrada el ADN y produce
cadenas sencillas
Proteína RAD52 protege al ADN
de las exonucleasas
RAD51 sintetiza filamento
nucleoproteíco
Formación de estructura de
cadenas entrecruzadas
(intercambio de Holliday)
Detecta y repara daños generados
por agentes químicos, físicos y
radicales libres.
1.
2.
3.
4.
5.

18. b) REPARACIÓN POR EXTREMOS NO HOMÓLOGOS
(NHEJ)
Sitio de corte
reconocido por las
proteínas KU70 y KU80
(mantienen unidas la
cadenas)
Ligasa IV repara la
ruptura junto al complejo
XRCC4
Se une al extremo del
ADN lesionado, uniendo
las cadenas
1.
2.
3.

19. Mecanismo por REPARACIÓN INDUCIDA
Activación de los sistemas de puntos de control del ciclo celular
Reparación del ADN
Cambios de espresión génica
Reconstrucción de la cromatina
Apoptosis
SOS: respuesta de emergencia celular. Inducir a la expresión de más de 60
genes implicados en la reparación del ADN

20. ¡GRACIAS POR SU
ATENCIÓN!
Tafurt Y, Marin MA. Principales mecanismos de reparación de daños en la molécula de ADN.
Revista Biosalud 2014; 13(2): 95-110.