1
febrero

Roturas del ADN…. y su reparación

 A lo largo de la vida de las células de un organismo, su ADN puede “estropearse” puesto que está sometido a muchos ciclos de replicación y división. Se puede decir que el ADN ha “currado” mucho y, como en todo, el calendario no perdona.

Se calcula que una persona de 70 años, por término medio, ha sufrido 2.000 roturas de su ADN en sus células. Roturas en la doble cadena, en ocasiones con desgajamientos de ambos extremos rotos (pérdida de fragmentos de nucleótidos en los mismos). Son las roturas denominadas DSB (Double strand DNA breaks).

¿Y qué sucede cuando el ADN se rompe?

rotura-adnImagen: Fuentedelaeternajuventud.wordpress.com

Si sucede, que como hemos indicado siempre ocurre en mayor o menor grado y número, el propio ADN tiene mecanismos de reparación; genes que se traducen en proteínas  actuando como ADN-polimerasas de reparación que se ocupan de minimizar el daño, y de otras proteínas que actúan de factores de transcripción de los anteriores que, conjuntamente van a actuar, además según sea el tipo de rotura producida. Existen varios tipos de ADN-polimerasas de reparación para los diferentes tipos de rotura. También actúan en estos procesos las ligasas para sellar la reparación efectuada.

Puede que sea sólo una sola hebra del ADN la que se ha roto: SSBRR ( Single strand break repair). Esto está chupado. La hebra complementaria servirá de molde para que dichas proteínas, unas actuando como enzimas y otras complementando un complejo proteico de reparación, limpien de nucleótidos la brecha y colocan los nucleótidos complementarios al molde que les proporciona la hebra intacta.

Puede que sea una rotura más o menos compleja de la doble cadena. Este caso es más grave ya que se pierde la continuidad del ADN  y, además  a menudo sus extremos se deshilachan, pudiéndose producir pérdidas de algunos nucleótidos en alguno de estos extremos  en alguna de las 4 cadenas, y en el peor de los casos en todos ellos.

En tales casos, la maquinaria celular puede recurrir a 2 tipos de reparación, en función del momento y de la magnitud de la rotura:

a.- Reparación con molde, también denominada reparación asistida por plantilla o reparación homóloga, en la que el molde lo proporciona el ADN del “otro” cromosoma homólogo; que vendría a ser un mecanismo similar a la reparación de rotura de una hebra: cortar, limpiar extremos y colocar los nucleótidos según la plantilla proporcionada por el otro ADN del cromosoma homólogo.

Acostumbra a suceder en el proceso de  división celular donde las fibras cromatínicas de ADN y posteriormente cromosomas se ven sometidas a tensiones y desplazamientos. No obstante como los homólogos acostumbran a situarse en las proximidades unos de otros, facilitan este tipo de reparación.

b.- Reparación no homóloga, sin molde ni plantilla a la que recurrir. Denominada NHEJ  (Non homologous end joining). En este caso depende de cómo hayan quedado los extremos rotos. Si es una rotura  sin pérdida de nucleótidos en alguno de los 4 extremos, éste se respeta, se limpian los otros y se rellena con los nucleótidos correspondientes. No obstante no siempre ocurre así y, a la célula le resulta imposible decidir cómo tiene que reparar. En tales casos, limpia eliminando nucleótidos en los extremos hasta encontrar una microhomología en las cadenas.  Es decir uno o varios nucleótidos complementarios que enganchen. Y sella la unión. Este tipo de reparación en como empalmar un cable roto con cinta aislante o colocar una tirita en una herida abierta. Como nota anecdótica, en este tipo de reparación actúa una polimerasa “creativa”, y por tanto, un poco “alocada” ya que pone nucleótidos al azar. Se consigue la continuidad de la doble cadena pero, habitualmente se pierden algunos nucleótidos de la secuencia (una delección). Una delección no tiene por qué significar una catástrofe para el ADN de la célula. Depende del lugar del ADN en que se ha producido (ADN codificante , regulador o ADN “basura”) y puede que no tenga trascendencia fisiológica.

Si, a pesar de la reparación, la pérdida de esa pequeña secuencia de nucleótidos, en dicha rotura y/ u otras,  supone  un trastorno  importante para la fisiología celular, ésta tiene otro mecanismo en la reserva “por si las moscas”: su propio suicidio, denominado apoptosis. Se envía  una señal a sus lisosomas para que abran en el interior de la propia célula su contenido de enzimas proteolíticos –que actúan como tijeras podadoras-  deshaciéndola en pedazos. Sus restos, además son aprovechados por las células sanas circundantes como nutrientes.

Si la diversidad de mecanismos de reparación puede parecernos excesiva, se ha realizado recientemente un nuevo descubrimiento en Bacterias que amplía aún  más el número de ellos.

Esta es otra de las funciones del ADN: contiene genes para su propia autorreparación.

En ocasiones las roturas también pueden ser provocadas por la propia célula para deshacer, por ejemplo, un apareamiento incorrecto de nucleótidos producido durante la propia replicación del ADN ya que las ADN polimerasas de replicación también cometen algunos errores.

Sobre este mismo tema: una conferencia imprescindible

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