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7.2:

Reparo por Excisão de Base

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Molecular Biology
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JoVE Core Molecular Biology
Base Excision Repair

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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.

7.2:

Reparo por Excisão de Base

Um dos danos comuns ao DNA é a alteração química de uma única base por alquilação, oxidação, ou desaminação. As bases alteradas causam emparelhamento incorreto e quebra da cadeia durante a replicação. Este tipo de dano causa uma alteração mínima na estrutura de dupla hélice do DNA e pode ser reparado pelas vias de reparação por excisão de bases (BER). As BER corrigem sequências de DNA danificadas removendo a base danificada e restaurando a sequência de bases original usando a cadeia complementar como molde.

O primeiro passo das BER é o reconhecimento de danos no DNA, que é feito por glicosilases de DNA. Dependendo do tipo de base, uma glicosilase específica corta a ligação N-glicosídica entre a base do nucleótido e a ribose, deixando intacto o esqueleto de fosfato do DNA, mas criando um local apurínico ou apirimidínico (AP). Glicosilases bifuncionais fazem uma incisão na cadeia de fosfodiéster, resultando na formação de um fosfato 5’ ou 3’. Glicosilases monofuncionais não exibem esta propriedade e têm que depender de uma Endonuclease de AP para cortar a ligação açúcar-fosfato, 5’ para o local abásico, produzindo um 3’OH e um deoxiribofosfato 5’. Com base no emparelhamento W-C correspondente, a DNA polimerase insere a base correta e usa a sua atividade associada de AP-liase para remover o fosfato da desoxirribose. O corte no esqueleto é selado pela DNA ligase. Tanto a DNA ligase III como a DNA polimerase utilizam a proteína XRCC1 como um apoio para ligar o local de reparação.

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

Suggested Reading

  1. Krokan, Hans E., and Magnar Bjørås. "Base excision repair." Cold Spring Harbor perspectives in biology 5, no. 4 (2013): a012583.
  2. Lindahl, Tomas, Peter Karran, and Richard D. Wood. "DNA excision repair pathways." Current opinion in genetics & development 7, no. 2 (1997): 158-169.