Embora a fidelidade do DNA esteja altamente protegida, este pode ser danificado por vários fatores ambientais, espécies reativas de oxigénio e por erros na replicação. A reparação do DNA é um processo contínuo em que a célula corrige os danos. A célula possui múltiplos mecanismos que pode usar para reparar o DNA. Durante a replicação, a célula tem maquinaria de revisão dentro da própria DNA polimerase. Para danos de DNA de cadeia única, a célula pode usar técnicas de reparação por excisão e fotorreparação. Para as quebras de DNA de cadeia dupla, a célula pode usar recombinação homóloga ou união não-homóloga das extremidades. Quando os processos normais de reparação do DNA falham devido à idade, disfunção ou devido a um sistema sobrecarregado, os danos não reparados no DNA podem levar à apoptose, senescência celular ou tumores malignos.
Última atualização: Oct 19, 2022
Os danos no DNA podem ser causados por:
A revisão ocorre durante a replicação de ADN. A DNA polimerase (o complexo enzimático que replica o DNA):
Atividade de revisão da DNA polimerase
Image by Lecturio.A radiação UV provoca a formação de dímeros de pirimidina (T ou C) através de ligações covalentes entre bases adjacentes, criando uma alteração conformacional (“bulge”) no DNA. Estes defeitos podem ser reparados através de um processo chamado fotorreparação, ou fotorreativação.
Passos da fotorreparação
Image by Lecturio.A célula tem 3 mecanismos primários para reparar os danos feitos a uma cadeia simples de DNA:
Todos os 3 mecanismos seguem o mesmo processo geral:
Mecanismo geral de reparação de DNA de cadeia simples
Image by Lecturio.Na REB, uma única base danificada é excisada e substituída.
Em geral, é mais difícil reparar danos em DNA de cadeia dupla porque não há nenhuma cadeia modelo em que se basear. Os 2 mecanismos primários para fixar quebras de DNA de cadeia dupla são a recombinação homóloga e a união de extremidades não homóloga.
Na recombinação homóloga (RH), é usado como um modelo o quase idêntico cromatídeo irmão ou o cromossoma homólogo
Modelos de recombinação homóloga:
As quebras de cadeia dupla podem ser reparadas utilizando a maquinaria de recombinação homóloga de diversas formas. As extremidades de DNA são primeiro processadas em caudas de DNA 3′ de cadeia única. Estas caudas invadem um modelo homólogo (vermelho), servindo de primer para uma nova síntese de DNA (linha tracejada). Estão representados 3 resultados possíveis desta invasão.
A: No reparo canónico de quebras de cadeia dupla (DSBR pela sigla em inglês), tanto a cadeia invasora inicial como a extremidade capturada juntam-se ao modelo homólogo e servem como primer para nova síntese de DNA, resultando numa dupla junção de Holliday que pode ser resolvida por nucleases num produto cruzado ou não cruzado (na figura está representado o produto não cruzado).
B: Alternativamente, após a cauda de DNA cadeia simples invadir o modelo homólogo, é preparada uma rodada de síntese de DNA a partir da extremidade 3′ (linha tracejada vermelha). O anelamento dependente da síntese da cadeia (SDSA) ocorre quando a cadeia invasora, juntamente com o segmento recém-sintetizado, é desenrolada por uma hélice e recozida com a outra extremidade retirada.
C: Na replicação induzida por falha (BIR), 1 extremidade da quebra de cadeia dupla é perdida e extremidade restante invade a síntese de DNA do modelo homólogo, servindo de primer para a síntese até ao final do cromossoma.
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