Mecanismos de reparo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
INSTITUTO DE BIOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ECOLOGIA, ZOOLOGIA E GENÉTICA
Profa. BEATRIZ ROCHA
2Fonte: Google imagens
As células vivas 
desenvolveram uma série de 
sistemas enzimáticos que 
reparam danos no DNA de 
várias formas.
3Fonte: Google imagens
Embora a mutação seja uma das principais
fontes para a evolução, a estabilidade do
material genético também é fundamental para a
continuação da vida;
Os organismos desenvolveram uma série de
mecanismos capazes de remover lesões e,
assim, manter uma maior estabilidade do
material genético, caso contrário;
MORTE CELULARMUTAÇÃO
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Proteínas reparadoras (sistemas
enzimáticos) de erros do DNA reduzem a taxa
de erros ou mutações a um mínimo;
A substituição, a adição ou a eliminação de
uma única base pode levar:
 a síntese de proteínas diferentes,
 a um aumento na quantidade
produzida de uma proteína ou,
 ao silenciamento do gene.
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Nucleotídeo de DNA
O
-
P
O
O
O CH2 O
H
H
OH
H
H
H
Base nitrogenada
Pentose
Fosfato
Carbono 1
Carbono 5
(desoxiribose)
A, T, C, G
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N
N
NH2
O
citosina timina
N
N CH3
O
O
N
N
Pirimidina
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N
N N
N
NH2
adenina
HN
N N
N
H2N
 O
guanina
N
N N
N
Purina
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A molécula de DNA contém 1 cópia
“backup”da informação genética, tanto
que se uma fita é danificada, a fita não
danificada pode ser usada como modelo
para reparo.
Ligação 
fosfato-açúcar
Base 
nitrogenada
Pontes de 
hidrogênio
9Fonte: Google imagens
VIAS DE REPARO
a) Prevenção de erros
b) Reversão direta da lesão no DNA
b.1) Fotoreativação
b.2) Reparo de bases alquiladas
c) Reparo por excisão
c.1) Geral de Excisão (nucleotídeos)
c.2)Vias específicas (excisão de bases)
d) Reparo pós-replicação
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Vias de Reparo
a) Prevenção de erros: alguns sistemas
enzimáticos neutralizam compostos
potencialmente prejudiciais antes
que eles reajam com o DNA.
Radical superóxido
Peróxido de hidrogênio
Radical hidroxila
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O·2 H2O2 H2O + ½ O2
CatalaseSOD
GENE GENE
A enzima superóxido dismutase (SOD)
catalisa a conversão dos radicais superóxido
em peróxido de hidrogênio e a enzima
catalase (CAT) converte o peróxido de
hidrogênio em água.
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b) Reversão direta do dano: é o
método mais direto de reparar uma
lesão, ou seja, regenerar a base
normal.
b.1) A enzima fotoliase, encontrada
em bactérias e eucariontes inferiores,
faz a reversão do fotodímero causado
por luz UV Fotoreativação
Vias de Reparo
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Vídeo
14Fonte: Google imagens
b.2) BASES ALQUILADAS - Aciltransferases
Remoção de grupamentos
alcil da posição
O-6 da guanina
E. coli
metil transferase
(proteína aceptora)
Transferência para 
cisteína
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c.1)Reparo geral por excisão: envolve a
quebra de uma ligação fosfodiéster em
ambos os lados da lesão, no mesmo
filamento, resultando na excisão de um
oligonucleotídeo.
Via de Reparo 
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UM SISTEMA GERAL DE
REPARO POR EXCISÃO É
USADO PARA REMOVER
QUALQUER TIPO DE BASE
DANIFICADA QUE CAUSE UMA
DISTORÇÃO RECONHECÍVEL
NA DUPLA HÉLICE.
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REPARO POR EXCISÃO 
DE NUCLEOTÍDEOS
Identificação da lesão,
separação das fitas e
corte da cadeia do DNA
Remoção do trecho com
o dano, preenchimento
com novos nucleotídeos
e ligação do novo
pedaço à fita.
DNA 
restaurado
Ex.: dímeros de timina em eucariontes 
18Fonte: Google imagens
QUANDO AS LESÕES SÃO MUITO SUTIS
PARA CAUSAR TAL DISTORÇÃO ATUAM
SISTEMAS ESPECÍFICOS DE EXCISÃO.
- DNA glicosilases
- AP endonucleases
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c.2) Via Específica de Reparo
 c.2.1) DNA glicosilases clivam
ligações base-açúcar (glicosídicas),
liberando a base alterada e gerando
um sítio apurínico ou apirimidínico
(sítios AP), que é então reparado por
uma via de reparo específica.
Vias de Reparo
DNA glicosilases
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Ligações fosfodiéster e glicosídica - nucleotídeo
- açúcar
entre açúcar e fosfato
entre base e açúcar
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22Fonte: Google imagens
SÍTIO AP
Base 
é 
danificada
DNA glicosilase 
remove a base
23Fonte: Google imagens
c.2) Via Específica de Reparo
c.2.2) As endonucleases AP atacam
sítios deixados após a perda
espontânea de uma purina ou de uma
pirimidina. São vitais para as células.
Vias de Reparo
AP endonucleases
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SÍTIO AP
Reconhecem e cortam
a ligação fosfodiéster;
O trecho de DNA é
removido por uma
exonuclease;
O espaço resultante é
preenchido pela DNA
polimerase;
DNA ligase une o novo
trecho ao filamento. 25
Observação!!!
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As nucleases são enzimas conhecidas por degradas
ligações fosfodiester (PO4-) entre nucleotideos.
Estas, dependendo de onde façam o corte, podem ser
divididas em endonucleases (corte interno, ex.: enzimas de
restrição) e exonucleases (corte externo, ex.: DNAses,
RNAses).
d) Reparo pós-replicação: são
enzimas capazes de reconhecer
erros mesmo após a replicação do
DNA ter ocorrido.
- Reparo de malpareamento
Vias de Reparo
Exemplo: enzima adenina metilase
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Reparo de malpareamento:
1. Reconhecer pares de bases
malpareados;
2. Determinar qual base no par errado
é a incorreta;
3. Excisar a base incorreta e fazer
síntese de reparo.
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29Fonte: Google imagens
1) A ANVISA (Agência Nacional de Vigilância
Sanitária) normalizou, recentemente, a utilização de
câmaras de bronzeamento artificial, visando diminuir
os riscos dessa prática, tais como lesões na retina,
queimaduras, envelhecimento precoce e câncer de
pele. Uma mulher que se submeteu a dez sessões
intercaladas de bronzeamento, com duração de 15 a
30 minutos cada uma, apresentou, quatro meses
depois, indícios de câncer de pele, uma vez que as
radiações UV danificaram seu DNA, formando
dímeros de timina.
Descreva sucintamente sobre o mecanismo de reparo
que predominante atua para reverter este tipo de
lesão provocada pela UV em humanos.
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RESUMINDO...
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