Reparación por Escisión de Nucleótidos y Reparación por Escisión de Bases
La reparación por escisión elimina un segmento dañado de una de las hebras del ADN y lo resintetiza utilizando la hebra complementaria intacta como molde. Dos vías comparten esta lógica, pero abordan lesiones diferentes: la reparación por escisión de bases corrige daños pequeños en las bases que no distorsionan la hélice, mientras que la reparación por escisión de nucleótidos elimina lesiones voluminosas que distorsionan la hélice, como las causadas por la luz ultravioleta. Ambas restauran la secuencia original sin dejar un cambio permanente.
Definition
La reparación por escisión de bases (BER) elimina bases individuales dañadas o inapropiadas mediante una ADN glicosilasa y procesa el sitio abásico resultante, mientras que la reparación por escisión de nucleótidos (NER) reconoce lesiones voluminosas que distorsionan la hélice y escinde un oligonucleótido corto que contiene el daño; ambas luego rellenan y sellan el hueco mediante síntesis dirigida por molde y ligación.
Scope
Esta entrada contrasta las dos vías de reparación por escisión: los sustratos que cada una reconoce, las enzimas que llevan a cabo el reconocimiento, la escisión, el relleno de huecos y la ligación, y la distinción dentro de la reparación por escisión de nucleótidos entre las sub-vías de genoma global y acoplada a la transcripción. Es una referencia mecanicista y no aborda el manejo clínico.
Core questions
- ¿Qué tipos de lesión reconoce cada vía?
- ¿Cómo procesa la reparación por escisión de bases un sitio abásico después de que se elimina la base?
- ¿Cómo escinde la reparación por escisión de nucleótidos un oligonucleótido dañado?
- ¿Cuál es la diferencia entre la NER de genoma global y la NER acoplada a la transcripción?
Key concepts
- ADN glicosilasa
- Sitio abásico (AP) y AP endonucleasa
- BER de parche corto y parche largo
- Lesiones voluminosas que distorsionan la hélice
- Doble incisión en NER
- NER de genoma global
- NER acoplada a la transcripción
- Relleno de huecos y ligación
Mechanisms
La reparación por escisión de bases comienza cuando una ADN glicosilasa reconoce y elimina una base individual dañada o inapropiada, como el uracilo o la 8-oxoguanina, dejando un sitio abásico; una AP endonucleasa luego incide el esqueleto, una polimerasa rellena el hueco y una ligasa lo sella, con variantes de parche corto y parche largo que difieren en el número de nucleótidos resintetizados. Krokan y Bjørås describen cómo esta vía es la ruta principal para las lesiones de bases pequeñas y frecuentes que surgen de la oxidación, desaminación y alquilación. La reparación por escisión de nucleótidos, en cambio, reconoce la distorsión helicoidal producida por aductos voluminosos y fotoproductos ultravioleta; un complejo multiproteico verifica la lesión, realiza incisiones a cada lado y elimina un oligonucleótido corto, tras lo cual el hueco se rellena y se sella. Schärer detalla las dos sub-vías de NER: la NER de genoma global (global-genome NER) examina todo el genoma en busca de distorsiones, mientras que la NER acoplada a la transcripción (transcription-coupled NER) se activa cuando la ARN polimerasa se detiene en una lesión en una hebra transcrita.
Clinical relevance
Los defectos hereditarios en la reparación por escisión de nucleótidos causan xeroderma pigmentoso, con una sensibilidad extrema a la luz ultravioleta y un alto riesgo de cáncer de piel, y trastornos relacionados como el síndrome de Cockayne, lo que ilustra la importancia de estas vías; esta entrada presenta esas asociaciones como un trasfondo mecanicista y no como una guía para el diagnóstico o el cuidado de cualquier individuo.
History
La reparación por escisión fue uno de los primeros procesos de reparación en ser definidos bioquímicamente, con el reconocimiento en la década de 1960 de que las células pueden escindir segmentos dañados por ultravioleta y resintetizarlos. La posterior reconstitución de las vías humanas estableció las enzimas implicadas, y la distinción entre las sub-vías de genoma global y acoplada a la transcripción aclaró por qué algunos síndromes de deficiencia de reparación afectan a todo el genoma, mientras que otros afectan principalmente a los genes transcritos.
Key figures
- Aziz Sancar
- Tomas Lindahl
- Orlando Schärer
- Hans Krokan
Related topics
Seminal works
- sancar-2004
- scharer-2013
- krokan-bjoras-2013
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la principal diferencia entre la reparación por escisión de bases y la reparación por escisión de nucleótidos?
- La reparación por escisión de bases elimina una única base dañada y el sitio abásico resultante para lesiones pequeñas que no distorsionan la hélice, mientras que la reparación por escisión de nucleótidos elimina un segmento corto de nucleótidos alrededor de una lesión voluminosa que distorsiona la hélice, como un fotoproducto UV.
- ¿Qué es la reparación acoplada a la transcripción?
- Es una rama de la reparación por escisión de nucleótidos que se activa cuando la ARN polimerasa se detiene en una lesión en una hebra transcrita, permitiendo que el daño en los genes activos sea reparado preferentemente.