7.2: Reparo de excisão de base

Um dos danos comuns ao DNA é a alteração química de bases únicas por alquilação, oxidação ou desaminação. As bases alteradas causam emparelhamento incorreto e quebra do fio durante a replicação. Este tipo de dano causa alterações mínimas na estrutura de dupla hélice do DNA e pode ser reparado pelas vias de reparo por excisão de base (BER). O BER corrige sequências de DNA danificadas removendo a base danificada e restaurando a sequência de bases original usando a fita complementar como modelo.

A primeira etapa do BER é o reconhecimento do dano ao DNA, que é feito pelas DNA glicosilases. Dependendo do tipo de base, uma glicosilase específica corta a ligação N-glicosídica entre a base nucleotídica e a ribose, deixando a estrutura fosfato do DNA intacta, mas criando um sítio apurínico ou apirimidinínico (AP). As glicosilases bifuncionais fazem uma incisão na cadeia fosfodiéster, resultando na formação de um fosfato 5’ ou 3’. As glicosilases monofuncionais não exibem essa propriedade e dependem de uma endonuclease AP para clivar a ligação açúcar-fosfato, 5’ em relação ao sítio abásico, produzindo um 3’OH e um desoxirribofosfato 5’. Com base no emparelhamento WC correspondente, a DNA polimerase insere a base correta e usa sua atividade AP-liase associada para remover o fosfato de desoxirribose. O corte na espinha dorsal é selado pela DNA ligase. Tanto a DNA ligase III quanto a DNA polimerase usam a proteína XRCC1 como estrutura para ligar o local de reparo.

Mutações nas proteínas das vias BER podem levar a vários tipos de câncer. Por exemplo, uma mutação na glicosilase humana OGG1 está associada a um risco aumentado de cancro do pulmão e do pâncreas.

A maneira mais comum de reparar o DNA danificado é cortar a parte danificada, replicar a vertente complementar não danificada, e ligar ou resselar o corte. Este esquema geral do corte, da cópia, e cola segue em todos os tipos de mecanismo da excisão. O reparo da excisão da base, ou BER, corrige os danos pequenos da base causados pelo desaminação, oxidação, ou alquilação que ocorrem espontaneamente ou são causadas por toxinas ambientais.

Em BER, um grupo de cerca de 11 enzimas diferentes chamado DNA glicosilases que reconhecem diferentes bases alteradas e catalisam a sua remoção. As bases modificadas fazem pares fracos de bases que são detetados pelas glicosilases. Ao encontrar um par tão de bases tão fracas, as cunhas de DNA glicosilases separam os pares de base vizinhos e desfilam a base modificada.

Esta mudança permite que a enzima interaja com todas as facetas da base para identificá-la com precisão. Após o reconhecimento, o DNA glicosilase cliva a ligação entre as bases de DNA modificado e a desoxirribose, liberando a base livre e deixando uma fenda no DNA. Esta lacuna é reconhecida por uma enzima chamada AP endonuclease, ou APE, que, juntamente com outra enzima chamada fosfodiesterase, corta a espinha dorsal do fosfodiéster 00:01:30.930 00:01 34.300 dentro da cadeia de nucleotídeos.

A base em falta na hélice do DNA é preenchida pela DNA polimerase beta, que copia a base correta da vertente complementar nessa posição. Em seguida, uma enzima chamada DNA ligase sela o nick restante para entregar molécula de DNA reparada intacta. do DNA.

O primeiro, o reparo da excisão da base, focaliza em fixar o dano endógeno do DNA, tal como o dano hidrolítico que resulta em desaminação ou em despurinação. O reparo da excisão do nucleotídeo pode reparar danos causados pela luz ultravioleta ou por determinado químico carcinogénico. E, por fim, a reparação por falta de correspondência corrige a incorporação da base defeituosa pela DNA polimerase durante a replicação, que leva ao emparelhamento incorreto da base.