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Diapositivas de la Dra. Martha Leticia Zamudio Aguilar, para fines didácticos.

1. Reparación del DNA Dra. Martha Leticia Zamudio Aguilar Facultad e Medicina Xalapa UNIVERSIDAD VBERACRUZANA

2. Reparación del ADN todo el tiempo ocurren errores de replicación y daños al ADN en las células de nuestro cuerpo. Sin embargo, en la mayoría de los casos no causan cáncer, ni siquiera mutaciones. Eso es porque suelen detectarse y repararse por mecanismos de corrección y reparación del ADN. Si por el contrario, el daño no se puede reparar, la célula experimentará muerte celular programada (apoptosis ) para evitar heredar el ADN defectuoso.

3. Reparación del ADN Las mutaciones ocurren y se heredan a células hijas solo cuando estos mecanismos fallan. A su vez, el cáncer solo se desarrolla al acumularse múltiples mutaciones en genes relacionados con la división (MITOSIS) en una misma célula.

4. Etapas en la Reparación del ADN La revisión , que corrige errores durante la replicación del ADN. La reparación de mal apareamiento , que arregla bases mal emparejadas justo después de la replicación del ADN. Las vías de reparación de daño al ADN, que detectan y corrigen daños durante todo el ciclo celular.

5. Revisión Las ADN polimerasas son las enzimas que forman el ADN en las células. Durante la replicación del ADN, la mayoría de las ADN polimerasas pueden "revisar” cada base que añaden. Este proceso se llama revisión. Si la ADN polimerasa detecta que ha agregado un nucleótido equivocado (apareado incorrectamente), lo quita y reemplaza , antes de continuar con la síntesis de ADN

6. Reparación de mal apareamiento Muchos errores se corrigen con la revisión , pero algunos se escapan. La reparación de mal apareamiento sucede justo después de que se ha hecho ADN nuevo, y su función es eliminar y reemplazar las bases mal apareadas . La reparación de mal apareamiento también puede detectar y corregir pequeñas inserciones y deleciones que suceden cuando las polimerasas " se resbalan " y pierden su lugar sobre el.

7. Reparación de mal apareamiento Un complejo proteico reconoce y se une a la base mal apareada. Un segundo complejo corta el ADN cerca de la pareja errónea y otras enzimas ( exonucleasas )cortan el nucleótido incorrecto junto con un segmento de ADN circundante. Luego, una ADN polimerasa reemplaza la sección faltante con los nucleótidos correctos y una enzima llamada ADN ligasa sella el espacio.

8. GRACIAS A ENLACES QUÍMICOS

9. Mecanismos o Vías de reparación de daños al ADN Reversión directa :  algunas reacciones químicas que dañan el ADN pueden ser "deshechas" directamente por enzimas Reparación por escisión :  el daño a una o unas cuantas bases de ADN se suele arreglar al eliminar (escindir) y reemplazar la región dañada. Reparación por escisión de bases , solo se quita la base dañada. Reparación por escisión de nucleótidos , se elimina una sección de nucleótidos. Reparación de ruptura de la doble cadena:  se utilizan dos vías principales, la unión de extremos no homólogos y la recombinación homóloga

10. Reversión del daño Revertir la reacción química que causó el daño. Suele implicar solo un grupo extra de átomos que se unen al ADN mediante una reacción química. Por ejemplo, la guanina (G) puede sufrir una reacción que añade un grupo metilo ​ a un átomo de oxígeno de la base. Si no se corrige, la guanina que contiene metilo formará pareja con timina (T) en lugar de citosina (C) durante la replicación del ADN. Existe una enzima que puede quitar el grupo metilo , y revertir la reacción para regresar la base a su estado normal.

11. Reparación por escisión de base se usa para detectar y eliminar ciertos tipos de bases dañadas. Un grupo de enzimas llamadas glicosilasas detecta y elimina un tipo específico de base dañada. Una vez que se elimina la base, también se elimina la pieza "vacía" del esqueleto de ADN y otras enzimas llenan y sellan la brecha

12. Reparación por escisión de nucleótidos se usa para eliminar y reemplazar bases dañadas. Detecta y corrige tipos de daño que distorsionan la doble hélice del ADN. Detecta bases que han sido modificadas con grupos químicos voluminosos, como los que se unen al ADN cuando se expone a las sustancias químicas del humo de cigarrillos Se utiliza para reparar algún tipo de daño que causa la radiación UV, como quemaduras de sol . La radiación UV puede causar que la citosina y la timina reaccionen con bases vecinas que también sean C y T, y se forman enlaces que distorsionan la doble hélice y causan errores en la replicación del ADN. El tipo más común de unión, el  dímero de timina , se compone de dos bases de timina que reaccionan entre sí y se unen químicamente.

13. Reparación por escisión de nucleótidos Se elimina el nucleótido (o nucleótidos) con daño junto con un segmento circundante de ADN. En este proceso una helicasa abre el ADN para formar una burbuja y enzimas que cortan el ADN quitan el segmento dañado de la burbuja. Una ADN polimerasa reemplaza el ADN que falta y una ADN ligasa sella la brecha en el esqueleto de la cadena

14. Reparación de rotura de la doble cadena Algunos factores ambientales, como la radiación de alta energía, pueden causar roturas en la doble cadena del ADN Las roturas de la doble cadena son peligrosas porque pueden perderse grandes segmentos de cromosomas y los cientos de genes que contienen si la fragmentación no se repara.

15. Reparación de rotura de la doble cadena En la unión de extremos no homólogos , los dos extremos rotos de un cromosoma simplemente se vuelven a pegar. Este mecanismo de reparación es " desordenado" y por lo general resulta en la pérdida, o a veces adición, de unos cuantos nucleótidos en el sitio de corte. Por lo tanto, la unión de extremos no homólogos tiende a producir una mutación, pero eso es mejor que la pérdida de un brazo entero del cromosoma

16. R ecombinación homóloga S e utiliza la información del cromosoma homólogo que coincide con la del dañado (o de una cromátida hermana si el ADN se ha copiado) para reparar la fragmentación. En este proceso se acercan los dos cromosomas homólogos y se utiliza la región sin daños del homólogo o la cromátida como molde para sustituir la región dañada del cromosoma roto. La recombinación homóloga es " más limpia " que la unión de extremos no homólogos y no suele causar mutaciones

17. Cáncer de colon En muchos casos, las mutaciones en genes que codifican las proteínas de revisión y reparación se asocian a tipos de cáncer hereditarios El cáncer colorrectal hereditario no polipósico ( síndrome de Lynch ) es causado por mutaciones en genes que codifican ciertas proteínas que reparan el mal apareamiento ​​ Ya que las bases emparejadas erróneamente no se reparan en las células de las personas con este síndrome, las mutaciones se acumulan con mucho mayor velocidad que en las células de una persona no afectada. Esto puede conducir al desarrollo de tumores en el colon.

18. Xeroderma pigmentoso Las personas extremadamente sensibles a la luz UV. Este padecimiento lo causan mutaciones que afectan la vía de reparación por escisión de nucleótidos. Cuando la vía no funciona, los dímeros de timina y otras formas de daño por luz UV no pueden repararse. Las personas con xerodermia pigmentosa desarrollan quemaduras graves con solo unos pocos minutos en el sol y cerca de la mitad desarrollará cáncer de piel a la edad de 10 años a menos que eviten el sol.