MECANISMOS DE REPAROS DO DNA

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LESÕES DO DNA E MECANISMOS DE REPARO 
 
 Lesões mutagênicas → causam alterações na sequência do DNA (mutações) que se 
acumulam ao longo do tempo e ocasionalmente levam a formação de tumores. 
 Lesões citotóxicas → normalmente bloqueiam os processos de replicação e transcrição do 
DNA, provocando a inibição do estado proliferativo ou mesmo a apoptose 
- Ex = quebras duplas do DNA, as lesões induzidas por luz UV, algumas bases oxidadas e a 
ligações cruzadas entre as fitas de DNA 
 
o Oxidação: O excesso de ROS (espécies reativas de oxigênio) é danoso para a célula; o 
excesso pode ser devido resposta a fatores de crescimento e citocinas, exposição a ROS 
exógenos (raios UV) ou produção intracelular aumentada. Processo patológicos também 
podem fazer ROS devido a resposta inflamatória. 
o Hidrólise → Desaminação hidrolítica: perda de um grupo amino (-NH2) que pode ter sido 
originada por uma hidrólise). O mais frequente é desaminação de citosina: quando perde 
o grupo amino, se transforma em uracila → troca de um par CG por um TA. 
o Metilação: acréscimo de um grupo metil 
o Perda de bases: nucleotídeos podem sofrer quebra espontânea e essa quebra gera um 
espaço vazio que pode incorporar qualquer um dos nucleotídeos. 
o Formação de dímero de timina: a luz UV pode causar formação de ligações covalentes 
entre resíduos de pirimidina vizinhos. Mais comum = T-T. Outros = C-C, C-T. 
- Esses dímeros impedem ação das polimerases do DNA, impedindo a síntese. 
 
❖ MECANISMOS DE REPARO DO DNA 
 
 Depende do tipo de lesão, tipo celular e etapa do ciclo em que se encontra 
 Sem o reparo do DNA, as lesões espontâneas rapidamente modificariam as sequências de 
DNA, podendo passar tais danos às células-filhas e agravar ainda mais o problema. 
 A estrutura de dupla-hélice do DNA é adequada para o reparo → possui duas cópias 
separadas de toda a informação genética – uma em cada fita. 
 
• REPARO DURANTE A REPLICAÇÃO 
 DNA polimerase percorre o DNA procurando danos → se encontrar ativa a exonuclease de 
correção → cliva nucleotídeo errado e regenera extremidade 
 
• REPARO POR MALPAREAMENTO (MISMATCH) 
 Acontece logo após o novo DNA ter sido feito, e sua função é 
remover e substituir as bases mal pareadas (aquelas que não 
foram corrigidas durante a revisão). 
 O reparo do malpareamento também pode detectar e corrigir 
pequenas inserções e deleções que ocorrem quando as 
polimerases "deslizam" perdendo seu local de inserção. 
 Primeiro, um complexo de proteínas reconhece e liga-se à base 
malpareada. Um segundo complexo corta o DNA próximo ao 
malpareamento e mais enzimas cortam o nucleotídeo incorreto 
e um pedaço do DNA que o envolve. Uma DNA polimerase 
substitui a parte que falta com os nucleotídeos corretos, e uma 
enzima chama da DNA ligase fecha a lacuna. 
 Nos eucariontes a fita original pode ser identificada pelo 
reconhecimento de entalhes encontradas apenas em DNA 
recém sintetizado. 
• REPARO POR EXCISÃO DE BASES (BER) 
 Principal via de reparo (glicolisação) 
 Envolve várias enzimas (DNA-glicosilases), cada uma 
capaz de reconhecer um tipo especifico de base 
alterada no DNA e de catalisar sua remoção hidrolítica. 
 Existem pelo menos seis tipos dessas enzimas, incluindo as 
que removem ‘’C’’ desaminados, ‘’A’’ desaminados. 
 
 Detecção da base alterada: a projeção do nucleotídeo 
alterado para fora da hélice, em um processo mediado 
por enzimas, permite que a DNA-glicosilase procure uma 
lesão em todas as fazes da base. 
- Reconhecida a lesão → remove a base do açúcar 
- Lacuna deixada pela DNA-glicosilase é reconhecida 
pela ENDONUCLEASE AP (apirimídica) → cliva a cadeia 
fosfodiester → lacuna resultante é corrigida 
 
• REPARO POR EXCISÃO DE NUCLEOTÍDEOS (NER) 
 Pode corrigir uma lesão causada por praticamente 
qualquer alteração volumosa na estrutura da dupla-
hélice do DNA. Essas alterações incluem: aquelas 
produzidas pela ligação covalente de bases do 
DNA aos hidrocarbonetos (benzopireno, 
encontrado na fumaça do tabaco, alcatrão e 
exaustão do diesel) e os vários dímeros de 
pirimidina causados pela luz do sol. 
 Um enorme complexo multienzimático verifica o 
DNA à procura de distorções na dupla-hélice, 
em vez de uma alteração específica de bases. 
 
 É composto por 2 subvias que diferem no modo 
pelo qual a lesão é reconhecida: 
- REPARO DE GENOMA GLOBAL (GGR) = O 
reconhecimento da lesão e recrutamento das 
proteínas envolvidas no reparo é feito pelos 
complexos proteicos XPC-HR23B e DDB-XPE; 
- REPARO ACLOPADO À TRANSCRIÇÃO (TCR) → a 
parada da RNA polimerase II durante a transcrição, 
devido ao encontro com a lesão, é o sinal de 
reconhecimento do dano ao DNA e, nesse estágio, 
dois fatores específicos do TCR (CSA e CSB) são 
requeridos para o deslocamento da polimerase 
bloqueada 
 Encontrada a lesão → Formação de um 
complexo de relaxamento do DNA ao redor da lesão (2 DNA-helicases XPB e XPD) → 
Estabiliza a região do DNA simples fita formado e das proteínas do reparo no sítio de lesão 
→ cadeia fosfodiester da fita anormal é clivada nos 2 lados da distorção → DNA-helicase 
remove o oligonucleotídeo de fita simples contendo a lesão → intervalo produzido na 
hélice do DNA é corrigido pela DNA-polimerase e pela DNA-ligase; 
• REPARO DE QUEBRA DE FITA DUPLA 
 
A. RECOMBINAÇÃO HOMOLOGA (HR) 
 Acontece somente em células na fase S ou G2, já que 
apenas nessas células é possível usar a sequência da 
cromátide-irmã para reparo. 
 Mecanismo mais VERSÁTIL 
 Quase não ocorrem erros, diferente da ligação de 
extremidades não homólogas 
 O DNA com quebra deve ser aproximado de um DNA 
homólogo sem quebras, que servirá como molde. 
 Geralmente ocorre logo após a replicação, onde as 2 
moléculas-filhas de DNA estão bem próximas. 
1. Extremidades do DNA danificado são removidas por 
nucleases, produzindo uma fita simples 
2. TROCA DE FITAS → Uma das extremidades 3’ da molécula 
de DNA quebrada abre caminho até o duplex-molde e 
busca a sequência homóloga por pareamento. 
3. Uma vez estabelecido o pareamento de bases, uma DNA-
polimerase com alta precisão alonga a fita invasora usando 
a informação fornecida pela molécula-molde não 
danificada, corrigindo o DNA danificado. 
4. As últimas etapas – deslocamento da fita, síntese adicional 
do reparo e ligação – regeneram as duas hélices duplas de 
DNA originais e completam o processo de reparo; 
B. RECOMBINAÇÃO DE EXTREMIDADES NÃO HOMÓLOGAS 
 
 As duplas quebras são reconhecidas pela proteína KU → 
ativa a quinase dependente de DNA (DNA-PK) → levam 
ao recrutamento e à ativação de proteínas de 
processamento, polimerases e DNA ligase IV 
 Neste mecanismo, as extremidades de uma molécula de 
DNA, apesar de terem perdido alguns nucleotídeos por 
degradação espontânea, são justapostas para 
recombinar. O mesmo complexo enzimático realiza o 
processo de ligação entre extremidades. Desta forma, a 
sequência original de DNA acaba sendo alterada. 
 
 VANTAGEM → reparo independente da fase do ciclo em 
que a célula se encontra 
 PERIGO → como aparentemente não há um mecanismo 
que assegure que as duas extremidades ligadas estavam 
originalmente próximas no genoma, essa ligação pode 
gerar rearranjos em que um cromossomo quebrado seja 
ligado covalentemente a um outro. Como resultado, 
podemos ter cromossomos com dois centrômeros ou 
cromossomos sem nenhum centrômero; os dois tipos de 
cromossomos defeituosos são segregados de forma 
incorreta na divisão celular;