Daño y Reparación del ADN

Daño al ADN

• El ADN puede dañarse, pero la célula puede repararlo, aunque la reparación no siempre es exitosa.
• Si la reparación no es completa, puede haber enfermedades.
• La falta de reparación puede causar la muerte celular.

Agentes Endógenos

• Dañan al ADN y se encuentran dentro de la célula.
• Errores en la replicación del ADN:
  • Las ADN polimerasas se equivocan ocasionalmente al copiar el ADN.
  • Los errores pueden incluir la incorporación de nucleótidos incorrectos, la omisión de nucleótidos o la adición de nucleótidos extra.
  • Las topoisomerasas son enzimas que cortan y unen los enlaces fosfodiéster del ADN, ayudan a desenrollar y volver a enrollar el ADN. Los errores en esta función pueden llevar a la formación de cortes en el ADN.

Polimerasas de Síntesis a través de la Lesión

• Durante la replicación, si hay un error en el ADN, las polimerasas delta y epsilon se detienen.
• Las polimerasas de reparación (PDSATDLL) insertan un nucleótido nuevo y la replicación continúa.
• No se corrige el error original; solo se reemplaza con otro nucleótido.
• Hay varias polimerasas, cada una específica para tipos distintos de errores de ADN.

Desaminaciones Espontáneas

• El ARN de transferencia puede sufrir desaminaciones.
• Si las desaminasas proliferan, pueden desaminar el ADN.
• Se elimina un grupo amino de las bases nitrogenadas.
• Las bases nitrogenadas afectadas cambian: citosina a uracilo, adenina a hipoxantina, guanina a xantina y timina a 5-metilcitosina.
• El cambio de bases afecta la replicación y la transcripción, lo que puede llevar a la creación de proteínas anormales.

Sitio Apurínico/Apirimidínico (AP)

• Un sitio AP es un sitio en el ADN que carece de una base nitrogenada.
• La enzima ADN glucosilasa elimina la base nitrogenada.

Especies Reactivas de Oxígeno

• Dentro de la célula, se producen especies reactivas de oxígeno como radical superóxido, peróxido de hidrógeno y radical hidroxilo.
• Pueden dañar el ADN al oxidar las bases nitrogenadas, especialmente la guanina, la que convierte en oxoguanina.
• También pueden romper los enlaces fosfodiéster del ADN.

Isomerización bases nitrogenadas (Tautómeros)

• Las bases nitrogenadas pueden cambiar su estructura mediante isomerización.
• Ejemplos: Si la timina cambia, puede aparearse con la guanina en vez de la adenina, lo que ocasiona cambios de un nucleótido por otro .
• Estos cambios pueden afectar el proceso de replicación y transcripción de ADN, lo que puede causar errores en la formación de proteínas.

Daño Exógeno

• Daño al ADN de origen externo a la célula.
• Ionizante (Rayos alfa, beta, gama, X, neutrones)
  • La radiación ionizante puede romper enlaces fosfodiéster del ADN.
  • Puede provocar alteraciones de las moléculas de agua y la formación de radicales libres, que dañan el ADN, especialmente a las bases nitrogenadas, como la oxoguanina.

Radiación Ultravioleta (UV)

• UVA, UVB, UVC, con diferentes longitudes de onda.
• Puede dañar el ADN rompiendo enlaces en las hebras de ADN o mediante formación de dímeros de pirimidinas (especialmente timina-timina).
• Esto distorsiona la hélice de ADN.

Agentes Alquilantes

• Se encuentran en componentes de la dieta, tabaco, combustión de biomasa y agentes de quimioterapia (como el cisplatino y la ciclofosfamida)
• Estos agentes añaden grupos alquilos a las bases nitrogenadas, lo que altera su estructura y función, y puede causar rupturas en los enlaces glucosídicos, romper enlaces covalentes entre bases nitrogenadas.

Aminas Aromáticas

• Son compuestos que, al metabolizarse, pueden sustituir a las bases nitrogenadas del ADN, lo que produce cambios en la estructura del ADN.

Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (HAP)

• Resultan de la combustión incompleta de materia orgánica.
• Oxidan el ADN, lo que rompe las hebras de ADN.
• Pueden unirse a las bases nitrogenadas, alterando el ADN.