Reparação do DNA
A reparação do DNA significa os processos pelos quais uma célula identifica e corrige os danos a suas moléculas de DNA.
Nas células, as atividades metabólicas normais e fatores ambientais, como luz UV e radiação danificam o DNA. Há até um milhão de lesões moleculares por célula por dia. Muitas dessas lesões causam danos estruturais à molécula de DNA e podem alterar ou eliminar a capacidade da célula de transcrever o gene afetado. Outras lesões induzem mutações potencialmente prejudiciais no genoma da célula, que afetam a sobrevivência de suas células filhas depois que ela se divide. O processo de reparação do DNA deve estar constantemente ativo para que possa responder rapidamente a qualquer dano na estrutura do DNA.
A taxa de reparo do DNA depende de muitos fatores, incluindo o tipo de célula, a idade da célula, e o ambiente extracelular. Uma célula que tenha acumulado muitos danos ao DNA, ou uma célula que não conserte mais efetivamente os danos, pode entrar em um dos três estados:
Danos no DNA que resultam em múltiplos cromossomos quebrados
Reparo de DNA
A taxa de reparo do DNA depende de muitos fatores, incluindo o tipo de célula, a idade da célula, e o ambiente extracelular. Muitos genes que inicialmente mostraram influenciar a vida útil revelaram-se envolvidos no reparo e proteção do DNA.
Danos e mutações
Os danos e mutações no DNA são fundamentalmente diferentes.
- Os danos são anomalias físicas no DNA, tais como quebras de uma ou duas cordas. Os danos no DNA podem ser reconhecidos pelas enzimas e, portanto, podem ser reparados. O reparo precisa da seqüência não danificada na cadeia de DNA complementar ou em um cromossomo homólogo. Se uma célula retém danos no DNA, a transcrição de um gene pode ser evitada e, portanto, a tradução para uma proteína também será bloqueada. A replicação também pode ser bloqueada ou a célula pode morrer.
- Uma mutação é uma mudança na seqüência base do DNA. Uma mutação não pode ser reconhecida pelas enzimas uma vez que a mudança de base está presente em ambas as cadeias de DNA, portanto, uma mutação não pode ser reparada. A nível celular, as mutações podem causar alterações na função e regulação da proteína. As mutações são replicadas quando a célula se replica. Em uma população de células, as células mutantes aumentarão ou diminuirão a freqüência de acordo com os efeitos da mutação sobre a capacidade da célula de sobreviver e se reproduzir.
Embora diferentes uns dos outros, os danos e mutações no DNA estão relacionados porque os danos no DNA muitas vezes causam erros de síntese de DNA durante a replicação ou reparo; estes erros são uma importante fonte de mutação. Os danos no DNA em células que freqüentemente dividem, porque dão origem a mutações, são uma causa proeminente de câncer. Em contraste, os danos de DNA em células que se dividem com pouca freqüência são provavelmente uma causa proeminente do envelhecimento.
Pesquisa do Prêmio Nobel de 2015
O Prêmio Nobel de Química de 2015 foi para três cientistas que descobriram parte da história do reparo do DNA, cada um deles.
- Tomas Lindahl FRS, que é sueco e trabalha no Reino Unido, descobriu um mecanismo chamado de reparo de excisão de base. Ele contraria a degradação do DNA.
- Aziz Sancar, nascido na Turquia, professor da Universidade da Carolina do Norte, encontrou um reparo de DNA diferente chamado reparo de excisão de nucleotídeos.
- O americano Paul Modrich, da Duke University, na Carolina do Norte, mostrou como as células corrigem as falhas de DNA que ocorrem na divisão celular. Este mecanismo, chamado de reparo de desalinhamento, resulta em uma redução de 1.000 vezes na freqüência de erro quando o DNA é replicado.
Perguntas e Respostas
P: O que é reparo do DNA?
R: O reparo do DNA é o processo pelo qual uma célula identifica e corrige danos às suas moléculas de DNA causados por atividades metabólicas normais e fatores ambientais, como luz UV e radiação.
P: Quantas lesões moleculares podem ocorrer por célula por dia?
R: Pode ocorrer até um milhão de lesões moleculares por célula por dia.
P: O que pode causar danos estruturais à molécula de DNA?
R: O dano estrutural à molécula de DNA pode alterar ou eliminar a capacidade da célula de transcrever o gene afetado.
P: O que as mutações potencialmente prejudiciais induzidas por lesões no DNA podem afetar?
R: As mutações potencialmente prejudiciais induzidas por lesões no DNA podem afetar a sobrevivência das células filhas da célula após a divisão.
P: Por que o processo de reparo do DNA deve estar constantemente ativo?
R: O processo de reparo do DNA deve estar constantemente ativo para que possa responder rapidamente a qualquer dano na estrutura do DNA.
P: Que fatores podem afetar a taxa de reparo do DNA?
R: Muitos fatores podem afetar a taxa de reparo do DNA, inclusive o tipo de célula, a idade da célula e o ambiente extracelular.
P: O que pode acontecer com uma célula que acumulou muitos danos ao DNA ou que não repara mais os danos com eficiência?
R: Uma célula que acumulou muitos danos ao DNA, ou que não repara mais os danos com eficácia, pode entrar em um dos três estados.
