Mutação e Reparo - Parte 3

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• Usado para reparar danos
encontrados durante a replicação do
DNA, na qual há dímeros de timina ou
outras lesões que não podem ser
copiadas pelas DNA polimerases 
 A recombinação homóloga é
normalmente iniciada quando uma
quebra de fita dupla. 
 Depende de uma fita do DNA
íntegra. Ou seja, para que ocorra o
reparo tem que existir a alteração de
uma fita, mas a outra fita tem que estar
totalmente íntegra, senão o reparo não
acontece de maneira eficaz.
 Característica principal é a troca de
informação genética entre um par de
moléculas de DNA homólogas, ou seja,
entre fitas homólogas, onde uma vai
servir como molde para reparar a outra.
Reparo por Recombinação Recombinação Homóloga
► Correção de dímeros de pirimidina
 1. A replicação é bloqueada pela
presença de dímeros de pirimidina; 
 2. Região imediatamente posterior
ao sítio lesado, a replicação pode ser
reiniciada, mediante síntese de um
fragmento de Okazaki, e prosseguir ao
longo da fita-molde lesada. 
 3. É formada uma fita-filha que
apresenta uma falha na região oposta ao
sítio lesado da fita parental. 
 4. A fita parental íntegra pode ser
usada para preenchimento da falha
oposta ao sitio lesado, por recombinação
entre as sequencias homólogas. 
 5. A falha na fita previamente
íntegra vai ser preenchida pela DNA
polimerase. 
 6. O dímero de tamina pode ser
corrigidos por reparo por excisão de
nucleotídeo.
 Caso esse teste resulte em um
pareamento extenso, um ponto de
ramificação é criado onde as duas fitas
de DNA – uma de cada duplex – se
cruzam. Invadindo uma fita de DNA
integra.
 A fita invasora é sintetizada por
uma DNA-poimerase de reparo, usando
a fita complementar (homóloga) como
molde. 
 O ponto de ramificação então
“migra” à medida que os pares de bases
que unem as dúplices são rompidos, e
há a formação de novos pares de bases.
► Quebra dupla
 Logo após a replicação de um
segmento de DNA; no momento, as
hélices duplicadas estão ainda bastante
próximas entre si. Acontece logo após a
fase S da replicação.
 Uma nuclease produz extremidades
de fita simples no ponto de quebra, pela
degradação de uma das fitas de DNA
complementar, para que seja criado um
molde pra juntar os pontos.
 Com o auxílio de enzimas
especializadas, uma dessas fitas simples
então “invade” a dupla-hélice homóloga
estabelecendo pares de bases com sua
fita complementar. 
Como a fita simples invasora pode
“avaliar” um duplex de DNA para
homologia tão rapidamente? Uma vez
que a homologia é encontrada, como a
troca ocorre? Como a estabilidade
inerente da dupla-hélice molde é
superada? 
 A troca de fitas é realizada pela
proteína RecA/ Rad51; 
 A Rad51 consegue reconhecer uma
ponta de fita simples de DNA.
Inicialmente se liga de forma
cooperativa à fita simples invasora,
formando um filamento proteína-DNA
que força o DNA em uma conformação
não comum; 
Ela promove a formação de um
heteroduplex, ou seja, a união de duas
fitas diferentes de DNA (fita cinza
interagindo com a vermelha).
 Grupos de três nucleotídeos
consecutivos são mantidos unidos de
forma como na dupla-hélice
convencional, porém entre triplos
adjacentes, a cadeia principal de DNA é
destorcida e estendida. 
 A seguir, esse filamento incomum
de proteína-DNA liga-se ao duplex de
DNA e estende a dupla-hélice, que se
desestabiliza, facilitando a separação das 
fitas. A fita-simples invasora avalia a
sequência do duplex pelo pareamento de
bases convencional. 
 Apenas nas fases S e G2 do ciclo
celular, obrigatóriamente.
 A maior parte dos organismos
emprega tanto a ligação de extremidades
não homólogas como a recombinação
homóloga para reparar quebras de fita
dupla no DNA. 
 A ligação não homóloga predomina
em humanos; a recombinação homóloga
somente é usada durante e logo após a
replicação de DNA (nas fases S e G2),
quando as cromátides-irmãs estão
disponíveis para servirem como moldes.
 Proteínas Ku 
 As extremidades da quebra são
simplesmente justapostas e religadas,
geralmente com a perda de nucleotídeos
no sítio da ligação. 
Quando ocorre uma quebra dupla, uma
séria de proteínas reconhece essa
quebra, as proteínas Ku por exemplo,
que reconhecem as extremidades onde
houve o dano e ativam uma série de
proteínas adicionais que vão ligar as duas
extremidades.
É um método extremamente grosseiro e
preguiçoso pois não repõe o pedaço do
DNA que quebrou, simplesmente se
perde.
Ligação de
extremidades não homólogas
(nhej)