3/12/2009

1

Reparaţia ADN

REPARAŢIA • proprietatea unică a moleculelor de ADN de a-şi

restabili structura primară, iniţială;• proprietatea celulelor de a controla şi evita

acumularea mutaţiilor;• este reprezentată de un sistem complex de enzime ce

sunt capabile:– să identifice greşelile din ADN, – să înlăture fragmentul de ADN cu eroare,

– să sintetizeze un nou fragment – să-l integreze în macromolecula de ADN bicatenară;

• se realizează după principiul complementarităţii;• se realizează În timpul replicării; după repicare sau

independent de replicare.

Mecanismele de alterare a moleculelor de ADN

• Cauze naturale:– depurinizarea

– oxidarea A HipoxantinăC Uracil

Erori de împerechere a BA în timpul Replicării

• Cauze accidentale– radiaţii dimeri T-T

dimeri T-C

– agenţi chimici – alchilarea ADN rupturi de catenă

Cauzele apariţiei leziunilor ADN

Tipul leziunii Cauza

Lipsa BA Apurinizarea acidă sau termică

BA incorectă Dezaminarea spontană sau indusă

BA modificată Radiaţia ionizantă, agenţi alchilanţi

Dimeri Radiaţia UV

Legături nespecifice Mitomicina C

RupturiRadiaţia ionizantă, peroxizi,

nucleaze

3/12/2009

2

Tipuri de reparaţie:

• Autocorecţia erorilor în timpul replicării:– ADN polimeraza β + PCNA relectură activitate exonucleazică 3’5’ corecţia greşelilor;

• MMR (Mismatch Repair)– independentă de replicare

– multienzimatică– repară în special greşelile din secvenţele microsatelitice (cu rată înaltă de

muraţii).

• BER (Base Excision Repair):– excizia bazei greşite – excizia nucleotidului fără bază

– completarea golului

• NER (Nucleotide Excision Repair) : – recunoaşterea dimerului

– excizia unui fragment de 24-32 nucleotide din catena afectată – completarea golului.

Reparaţia replicativă

1. ADN-glicozilaza înlătură baza

modificată

2. AP-liaza produce o incizie la capătul 3’

3. AP-hidrolaza incizează capătul 5’

4. ADN-polimaraza completează golul

5. ADN-ligaza uneşte capetele.

Reparaţia prin excizia bazelor (BER) – reparaţia alterării unui

nucleotid

Un complex proteic (XPA-PRA) recunoaşte fragmentul

defect

Excinucleaza (endonuclează)

produce incizii monocatenare la

distanţa de 5 pb de la capătul 3’ şi 24 pb de la capătul 5’

Golul este completat de ADN-polimerazele δ şi ε

ADN-ligaza uneşte capetele.

Reparaţia prin excizia

nucleotidelor (NER) –

reparaţia fragmentelor mari cu

nucleotide alterate

Excizia bazelor nepereche

(pentru fiecare pereche

eronată – există complex

enzimatic special)

ADN-polimeraza

completează golul format şi

ADN-ligaza uneşte capetele.

Reparaţia mismatch (MMR)

repararea situsurilor

neâmperecheate

3/12/2009

3

Repararea rupturilor bicatenare

Boli detrminate de defecte ale reparaţiei ADN

• Xeroderma pigmentosum– Hipersensibilitate la radiaţia UV;

– Leziuni ale tegumentelor, inclusiv cancer;

– Majoritatea pacienţilor mor până la vârsta de 30 ani;

– Cauza – incapacitatea de înlăturare a dimerilor pirimidinici.

Ataxia-telangiectasia

• Hipersensibilitatea faţă de radiaţiile ionizante;

• Ataxie cerebrală, teangiectasie

oculo – cutanată, imunodeficienţe.

3/12/2009

4

Anemia Fanconi

• Hipersensibilitatea faţă de agenţii ce provoacă legături

covalente nespecifice bicatenare;

• Leucemii şi anemie aplastică progresivă;

• ? Defectul enzimelor de reparaţie.

Sindromul Bloom

• Hipersensibilitatea faţă de numeroşi agenţi mutageni;

• imunodeficienţe; retard de creştere; pedispoziţie la cancere.