2 - Reparo

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Reparo
Todos os organismos desenvolveram sistemas eficientes no reparo do DNA
Vários mecanismos são conhecidos e outros ainda não foram descobertos•
Hoje conhecemos cerca de 100 proteínas que estão envolvidas nos sistemas de reparo do DNA•
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A atual compreensão sobre reparo dá a certeza que essa é a única molécula que os organismos reparam ao invés de 
substituir
A falha desses sistemas de reparo é a causa de uma variedade de doenças humanas herdadas•
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Mecanismos Biológicos de Reparo
ReversãoÊdiretaÊdeÊDNAÊdanificado
Reparo no qual bases são mudadas de volta a sua estrutura original
Regeneração da base normal○
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Ex:Êdímero de pirimidina ciclobutano com dano reparado pela proteína CPD fotoliase + luz visível
Esse mecanismo é chamado de fotorreativação
A enzima requer luz para funcionar num comprimento de >300 nm
○
CPD fotoliase funciona apenas uma vez
Realiza a sua função e logo em seguida se inativa 
Gene deve ser transcrito e traduzido de forma contínua 
○
Proteína presente em plantas e bactérias geralmente ○
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Ex:ÊO-6 etilguanina com dano reparado pelas alquiltransferases que removem os grupos alquila da molécula
Essa enzima transfere o grupo alquil para uma cisteína no sítio ativo da enzima○
A transferência inativa a enzima
Esse sistema pode ser saturado se o nível de alquilação for suficientemente alto 
○
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ReparoÊporÊexcisãoÊdeÊbaseÊ(BER)
Reparo do DNA que primeiramente remove a base modificada e depois substitui todo o nucleotídeo
Complementar ao filamento oposto ○
•
Sistema de reparo dependente de homologia
Dependem da complementariedade do filamento molde que está sendo reparado○
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Os danos ao DNA não são volumosos
São reconhecidos por um tipo de DNA glicosilase que cliva as ligações base-açúcar
Liberação da base incorreta
○
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O reparo constitui na remoção do sítio que não tem mais a base (sítio apurínico ou apirimidínico; sítio AP) e na 
inserção de um nucleotídeo correto
Nucleotídeo correto é orientado pelo nucleotídeo complementar localizado no finalmento não 
danificado

○
ReparoÊporÊexcisãoÊdeÊnucleotídeoÊ(NER)
Reparo do DNA que remove lesões volumosas e outros tipos de danos
Tudo que não pode ser reparado pelo BER○
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NER é acionado quando os danos volumosos causados por CPD não são reparados
Pode causar bloqueio na replicação e na transcrição do DNA○
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Etapas:
Reconhecimento de bases danificadas○
Montagem de um complexo multiproteico○
Remoção de cerca de 30 nucleotídeos anteriores e posteriores à lesão○
Síntese baseada em homologia do fragmento retirado○
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Mecanismos que diferem da etapa 1 da NER
Reparo genômico global (GGR)
Corrige lesões em qualquer parte do genoma
É ativado por forquilhas de replicação parada
TFIIH complexo multiproteico com 10 subunidades
XPB e XPD são helicases que desenrolam o DNA□
Toda estrutura é estabilizada por RPA 
Proteína de ligação ao DNA unifilamentar
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XP: mutações nas helicases da família XP
Ex: câncer de pele e distúrbios neurológicos
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
○
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Reparo acoplado à transcrição (TC-NER)
Repara regiões transcritas de DNA
CSA e CSB são proteínas que juntamente com a RNApol reconhecem complexos de transcrição parados
As outras proteínas e mecanismos são comuns aos dois processos□

Cockayne: mutações em CSA ou CSB
Ex:Êapoptose, envelhecimento precoce, nanismo, surdez e retardo□
Os pacientes são sensíveis a UV devido à mutações em proteínas chave de reparo de excisão de 
nucleotídeos que reconhecem ou reparam bases danificadas
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
○
O reparo NER é uma via versátil que reconhece e corrige as lesões do DNA devidas à danos UV
Ao fazer isso, alivia as forquilhas de replicação e complexos de transcrição travados○
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ReparoÊpósÊreplicação
Reparo de malpareamento
Processo que corrige nucleotídeos mal pareados do DNA após completar a replicação○
As enzimas cortam nucleotídeos incorretamente pareados do filamento recém sintetizado
Usam o filamento de nucleotídeos original como molde para substituição
○
Passos do mau pareamento:
Reconhecer bases mal pareadas
Determinar qual base está errada
Remover base incorreta e fazer síntese de reparo
○
O sistem corrige erros na replicação que não são corrigidos pela função revisora da DNApol
O reparo é restrito ao filamento recém sintetizado que é reconhecido pela maquinaria de reparo
Não possui um marcador de metilação□

○
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ReparoÊpropensoÊaÊerro
Síntese de DNA translesão
Mecanismo que permite que nucleotídeos errados sejam incorporados ao DNA para que sejam corrigidos 
posteriormente por outros mecanismos de reparo
○
Sistema atua como um último recurso para salvar a célula da morte quando há bloqueio de replicação
É conhecido como sistema SOS
○
O sistema é constituído por cerca de 25 proteínas, a qual duas se destacam
RecA: proteína chave responsável por desencadear todo o processo SOS
Sinaliza a lesão e induz a expressão de demais genes que participam do processo SOS□

DNApolÊV: responsável pelo dano que salva a célula da morte
Conhecida por polimerase translesão ou bypass que possuem características únicas que as tornam 
ideal para o processo
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São grandes sítios ativos maiores que as DNApol convencionais□
Não possui atividade revisora 3' - 5'□
Sintetiza apenas um pequeno trecho de DNA□
Prontamente degradada após o processo
Evita maiores danos ao DNA
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○
As polimerases de bypass são recrutadas para a forquilha de replicação (pararam devido ao dano do filamento molde 
de DNA)
Podem introduzir erros no curso da síntese que podem persistir e levar a uma mutação que pode ser 
corrigida por outros mecanismos
Ex:ÊReparo de mau pareamento□

○
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ReparoÊdeÊquebrasÊbifilamentares
União de segmentos adjacentes e não homólogos•
Estratégias: 
Junção de pontas não homólogas (NHEJ)
Reconhecimento do dano KU70 e KU80 se ligam às pontas quebradas e as protegem de maiores danos
Atrai outras proteína para aparar as pontas 5' e 3' expostas
Ligação via XRCC4 (ligase IV)
É uma via propensa a erro que repara quebras bifilamentares em eucariontes ligando as pontas livres de 
volta
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Reparo por recombinação homóloga 
Reparo de DNA com quebras bifilamentares durante a divisão celular
Usa cromátides irmãs disponíveis para garantir o reparo correto
A helicoidização de filamento depende de síntese 
Mecanismo livre de erro que repara quebras bifilamentares nas células em divisão nas quais uma 
cromátide irmã está disponível para servir como molde para síntese de reparo
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