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REPARACION DEL ADN

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biología

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Page 1: Reparación del adn

REPARACION DEL ADN

Page 2: Reparación del adn

La función de la reparación del DNA es el mantenimiento de la información genética intacta

La reparación del DNA está muy relacionada con la replicación puesto que en la mayor parte de los procesos de reparación se da algo de replicación y con la recombinación, puesto que la recombinación es una de las vías de reparación.

El DNA está expuesto a multitud de agentes que pueden producirle daños.

Daño en el DNA

Page 3: Reparación del adn

¿Cómo se produce el Daño en el

DNA?1) Errores en la replicación

2) Daños espontáneos

3) Daños endógenos

4) Daños exógenos

Se produce por:

Page 4: Reparación del adn

Los errores en la replicación se incrementan si el balance de los 4 dNTP en la célula del DNA precursor se desordena, si un dNTP se encuentra en exceso se puede alterar la normalidad de la polimerasa e  incorporará este nucleótido en lugar del correcto.

Errores en la replicación:

Page 5: Reparación del adn

Daños espontáneos:

A 37 °C miles de bases se pierden espontáneamente, dejando sitios apurínicos y apirímidínicos incapaces de determinar la inserción correcta de las bases en la cadena complementaria.

Page 6: Reparación del adn

Daños endógenos

o La mayor parte de estos cambios se producen por la generación de radicales libres como subproductos de la respiración aerobia normal. o Estos radicales que son moléculas o

fragmentos moleculares con electrones sin aparear son capaces de acelerar la ruptura de las cadenas del DNA.

Page 7: Reparación del adn

Daños exógenos

a) Radiaciones ionizantes:b) Radiaciones ultravioleta (UV):

c) Acido nitroso:

d) Agentes voluminosos:

Los rayos X y Gamma (γ),

provocan ruptura de simple cadena,

ruptura de doble cadena, bases dañadas por

ionización directa y generan radicales

libres.

Es el agente que daña el DNA más

estudiado, causa la formación de

enlaces intracadenas (dimerización de

pirimidinas),

Provoca desaminación

de bases

Forman una lesión

voluminosa. Ej.:

Benzopireno, Mitomicina C.

Page 8: Reparación del adn

EL DAÑO PUEDE REPARARSE DE MODO DIRECTO

LOS SERES HUMANOS

La IMPORTANCIA de la reparación del ADN puede reconocerse al examinar las consecuencias que tiene en los seres humanos. Tanto las CÉLULAS PROCARIOTAS COMO LAS EUCARIOTAS poseen una variedad de proteínas que recorren

extensos tramos de ADN y buscan alteraciones químicas o distorsiones sutiles del ADN.

Tienen enzimas que pueden reparar de forma inmediata el daño producido por agentes ALQUILANTES capaces de

causar cáncer.

Los sistemas de reparación requiere que la sección dañada del ADN se ELIMINE.

SIN EMBARGO

Una de las grandes virtudes del ADN, es que cada cadena contiene la información necesaria para la construcción de su contraparte (COMPLEMENTARIEDAD). En consecuencia, si uno o más nucleótidos se eliminan de una cadena, la cadena complementaria puede servir como plantilla para la reconstrucción.La reparación del daño del ADN en células EUCARIOTAS es COMPLICADA por la inaccesibilidad relativa del ADN dentro de las fibras de cromatina.

Page 9: Reparación del adn

MECANISMOS DE REPARACIÓN

Sistemas de reparación del ADN en eucariotas según su mecanismo de acción.

REPARACIÓN DIRECTAREPARACIÓN INDIRECTA

No intervienen nucleasas ni ADN-polimerasas.Por estos mecanismos se reparan:

Hay intervención de nucleasas y ADN polimerasas. Se necesita hebra “molde” perteneciente al mismo

cromosoma o al homólogo.

METILACIÓN DE GUANINA

En algunos vertebrados DÍMEROS DE PIRIMIDINA.

ESCISIÓN DE BASE: Reparan casos de alteraciones puntuales en bases nitrogenadas.

ESCISIÓN DE NUCLEÓTIDO: Reparan alteraciones que distorsionan la conformación de la cadena y que obstaculizarían la transcripción y replicación. RECOMBINACIÓN DE REGIONES HOMÓLOGAS: Reparan lesiones en las que se ven afectadas ambas hebras, o en las que no existe una hebra complementaria.

Page 10: Reparación del adn

REPARACIÓN DIRECTA

METIL (CH3) + GUANINA= METILGUANINA, forma enlaces muy fuertes.

Los agentes ALQUILANTES modifican la guanina a metilguanina, produciendo un apareamiento incorrecto en la replicación. MECANISMO:- La enzima ( METILGUANINA ADN-

TRANFERASA), que retira el grupo METILO de la metilguanina.

- Después se disocia del ADN.- La unión de la enzima con el metilo es

irreversible; pasa a su degradación en el proteosoma.

RECUPERACIÓN DE GUANINAS METILADAS

LA ENZIMA RECONOCE A LA METILGUANINA

LA ENZIMA SE UNE CON EL METILO, DISOCIÁNDOLO DEL ADN

PASA A SU DEGRADACIÓN

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REPARACIÓN DIRECTA

DÍMEROS DE PIRIMIDINA = T-T

En este proceso interviene una enzima que detecta dímeros de pirimidina que se producen en restos adyacentes C-C, C-T (siendo el más frecuente T-T). En PROCARIOTAS la enzima que repara esta alteración es la FOTOLIASA. MECANISMO:En primer lugar la enzima localiza el punto donde se ubica el dímero y seguidamente se posiciona sobre él y repara la alteración

RECUPERACIÓN DE DÍMEROS DE PIRIMIDINA

LA ENZIMA RECONOCE EL DÍMERO DE TIMINA

LA FOTOLIASA RECONOCE EL DÍMERO

DE TIMINALA FOTOLIASA SE POSICIONA Y REPARA

LA ALTERACIÓN

Page 12: Reparación del adn

REPARACIÓN INDIRECTA

REPARACIÓN DE LA ESCISIÓN DE NUCLEOTIDOS NER( nucleotide excision

repair)

Opera por un mecanismo de corte y pegado que elimina diversas lesiones voluminosas, incluidos los dímeros de

pirimidina y los nucleótidos en los cuales distintos grupos químicos se unen. Se conocen dos vías de NER:

1. UNA VÍA ACOPLADA A LA TRANSCRIPCIÓN, La reparación de una cadena plantilla ocurre a medida que el ADN se transcribe y la presencia de la lesión puede señalarla una ARN polimerasa atorada.

Esta vía de reparación preferencial garantiza que estos genes reciban la prioridad más alta en la “lista de reparación”.

2. Un mecanismo lento y menos eficiente es la VÍA GENÓMICA GLOBAL que corrige las cadenas de ADN en el resto del genoma.

Page 13: Reparación del adn

REPARACIÓN INDIRECTA

REPARACIÓN DE LA ESCISIÓN DE NUCLEOTIDOS NER( nucleotide excision repair)

FACTOR “TFIIH”

Es un componente clave de la maquinaria de reparación NER. Es una gran proteína que también participa en el inicio de la transcripción. El descubrimiento de la participación de TFIIH estableció un nexo crucial entre la transcripción y la reparación del DNA, dos procesos que antes ya se asumía que eran independientes el uno del otro. Incluidas dentro de las diferentes subunidades de TFIIH están DOS SUBUNIDADES (XPB Y XPD) que poseen actividad de helicasa; estas enzimas separan las dos cadenas del dúplex (PASO 2) en la preparación para la eliminación de las lesiones. Un par de ENDONUCLEASAS (PASO 3) corta entonces la cadena dañada en ambos lados de la lesión y el segmento de ADN se elimina (PASO 4). Una vez suprimido, el espacio se reocupa por medio de una DNA POLIMERASA (PASO 5) y la cadena se liga por medio de UNA DNA LIGASA (PASO 6)

Page 14: Reparación del adn

Reparación por escisión de basesSon sistemas de reparación dependientes de homología.

Reparan los daños causados por metilación, desaminación, oxidación o pérdida espontanea de bases

DesaminaciónConsiste en la pérdida de grupos amino de sus bases nitrogenadas.

La Citosina (C) por desaminación se convierte en Uracilo. El Uracilo (U) no forma parte del ADN.Es por ello que existe una enzima llamada glucosilasa de uracilo  encargada de detectar la presencia de U en el ADN y retirarlo. Al retirar el Uracilo (U) se produce una sede apirimidínica.

Page 15: Reparación del adn

Reparación por escisión de basesSon sistemas de reparación dependientes de homología.

Reparan los daños causados por metilación, desaminación, oxidación o pérdida espontanea de bases

Las principales alteraciones que originan es la transformación de: La Guanina (G) en 8-oxo-7,8-dihidro-desoxiguanina (8-oxo-G ) que

aparea con la Adenina (A). Metabolismo aeróbico

Superóxido Peróxido de hidrogeno

Produce

Radicales

Estos radicales producen daños en el ADN

Oxidación de bases

Page 16: Reparación del adn

1. Reconocimiento de las bases dañadas.2. Corte y eliminación del residuo

dexosirribofosfato de la hebra de ADN3. Sustitución o relleno de espacio dejado por la

escisión.4. Ligamiento de la hebra del ADN

Reparación por escisión de bases

ADN GLUCOSILASA

AP ENDONUCLEASA Y FOSFODIESTERASA

ADN POLIMERASA β

ADN LIGASA

ETAPAS

Page 17: Reparación del adn

Reparación por escisión de bases

EL ADN GLUCOSILASA reconoce la alteración y corta la conexión química entre BASE errónea y la DESOXIRRIBOSA ligada a ella, de modo que deja al nucleótido sin su base.

ADN GLUCOSILASA

Base errónea

ETAPAS 1.-Reconocimiento de las bases dañadas

Page 18: Reparación del adn

gggReparación por escisión de bases

2. Corte y eliminación del residuo desoxirribofosfato.

Para eliminar la desoxirribosa sin base o sitio AP hacen falta dos actividades ,y por lo tanto existen dos enzimas que actúan en forma sucesivaAP ENDONUCLEASA: Corta el enlace fosfodiester del extremo 5’ dejando el azúcar unido al siguiente nucleótido FOSFODIESTERASA : Corta el extremo 3’ del sitio AP y remueve la desoxirribosa.

AP Endonucleasa

Fosdodiesterasa

ETAPAS

Page 19: Reparación del adn

Reparación por escisión de bases

3. Sustitución o relleno de espacio dejado por la

escisión.

A continuación la ADN polimerasa B coloca el nucleótido correcto y

complementario a la cadena no dañada en el lugar vacío.

ETAPAS

Page 20: Reparación del adn

ETAPAS

4. Ligamiento de la hebra del ADN .

La ADN ligasa pone fin a la reparación sellando la mella.

Reparación por escisión de bases

Page 21: Reparación del adn

Este mecanismo repara los apareamientos erróneos de bases (bases no complementarias ) que se han introducido en la molécula de ADN durante el proceso de replicación

Reparación de apareamiento erróneo (Reparación por mismatch)

Los apareamientos incorrectos difieren de las lesiones del DNA: no hay bases dañadas o modificadas, solo una base incorrecta.

¿Cómo se reconoce el apareamiento incorrecto?

Distorsión de la estructura de la doble hélice

Diferencia entra la reparación de las lesiones del DNA y la reparación de las apareamientos

incorrectos

Radica en la elección de la base que tiene que ser eliminada.

Page 22: Reparación del adn

Cuando se reconoce un apareamiento incorrecto

ambas bases son normales ¿Cuál hay que eliminar?

Eliminación

La elección al azar provocaría mutaciones en la mitad de los casos, lo cual es inaceptablemente elevado.

La base recién sintetizada claramente preserva la información genética.

La base de la hebra parental alteraría permanentemente al DNA, produciendo

una mutación.

La mutación en las proteínas de reparación de emparejamiento erróneo en los seres humanos

está asociado con el Cáncer colorrectalhereditario (Sdde LYNCH)

REPARACION DE APAREAMIENTO ERRONEO (REPARACION DE MISMATCH)

Page 23: Reparación del adn

Pero hay un corto periodo de tiempo durante el cual el DNA solo esta hemimetilado, y es

entonces cuando el sistema de reparación de apareamientos erróneos de E.coli puede

reconocer y eliminar específicamente la HEBRA RECIEN SINTETIZADA en la región del

apareamiento incorrecto.

REPARACION DE APAREAMIENTO ERRONEO (REPARACION DE MISMATCH)

La metilasa de mantenimiento (METILISA DAM) reconoce secuencias

hemimetiladas y metila la base apropiada.

Page 24: Reparación del adn

ETAPAS1.Reconocimiento

de la hebra sintetizada.

Proteínas Mut deben discriminar entre la hebra correcta y la hebra con error:

GRADO DE METILACION

-La metilación no se produce inmediatamente después de la síntesis de ADN, por lo que el ADN “nuevo” se encuentra HEMIMETILADO (1 hebra metilada y 1 hebra desmetilada)

HEBRA METILADA = HEBRA CORRECTASe asume que la base errónea es la que está en la

cadena sin metilar en GATC. Agentes

Proteínas Mut: E.coli

Proteínas Homólogas: Hombre

REPARACION DE APAREAMIENTO ERRONEO (REPARACION DE MISMATCH)

Page 25: Reparación del adn

2.Reconocimiento de las bases erroneas

MutS,gastando ATP, recorre el DNA en busca de apareamientos incorrectos o perdidas/aumentos de una base inmediatamente después de la replicación.MutS se une al error con un dominio diferente al usado para recorrer el DNA y forma un complejo con MutH y MutL; se acerca al sitio del error de apareamiento a la secuencia GATC metilada y se identifica la cadena nueva

ETAPAS

REPARACION DE APAREAMIENTO ERRONEO (REPARACION DE MISMATCH)

Page 26: Reparación del adn

3.Eliminacion de la base incorrecta y sintetizar.

Las exonucleasa eliminan los nucleótidos de la cadena nueva que se encuentran entre la secuencia GATC y el sitio de apareamiento.Luego el espacio vacío dejado por la eliminación de los nucleótidos es llenado por una ADN polimerasa que utiliza la hebra hermana como plantilla. El hidroxilo 3” del ADN recién sintetizado es unido al fosfato 5” del fragmento restante de la hebra de ADN original por una ADN ligasa.

Si el sistema de reparación llega demasiado tarde y Dam ya ha metilado la hebra hija, este sistema de reparación pierde el 50% (por probabilidad) de su eficacia. Este sistema aumenta 100 veces la fidelidad de la replicación.

ETAPAS

REPARACION DE APAREAMIENTO ERRONEO (REPARACION DE MISMATCH)

Page 27: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

Se separa por medio de la

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 28: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

Ruptura de la doble cadenaPROTEINA

KU 80PROTEINA

KU 70Proteínas encargar de reconocer el error

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 29: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

Colocación respectiva de las proteínas kuIntervención de la proteína DNpk, encargar de establecer conexión entre las dos cadenas separadas.

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

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Unión de extremos no homólogos

Interviene el DNA ligasa IV para fortalecer la conexión y reparar por completo a la doble cadena

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 31: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

EXPERIMENTO EN UN LABORATORIO

Celular afectada por un laser

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 32: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

EXPERIMENTO EN UN LABORATORIO

Célula que se esta reparando gracias a las proteína ku y ADN PK

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 33: Reparación del adn

Unión de extremos no homólogos

EXPERIMENTO EN UN LABORATORIO

Célula en que ya a actuado la ADN ligasa IV y se encuentra totalmente

reparada

REPARACIÓN POR LA RUPTURA DE LA DOBLE CADENA

Page 34: Reparación del adn

REPARACIÓN POR RECOMBINACION

Este mecanismo es complejo, y a diferencia de los hasta ahora estudiados, utiliza una estrategia de recombinación

similar a la que opera en el intercambio de cromátidas que se da en la meiosis, uniendo regiones homólogas de los

cromosomas paternos y maternos.

Page 35: Reparación del adn

ETAPA 1SE PRESENTA CROMOSOS HOMOLOGOS DONDE UNO VA

PRESENTAR UN ERROR

REPARACIÓN POR RECOMBINACION

Page 36: Reparación del adn

ETAPA 2ANTE LA PRESENCIA DEL ERROR. APARECE UNA HELICASA LA CUAL SACARA LA PARTE DAÑADA

REPARACIÓN POR RECOMBINACION

Page 37: Reparación del adn

ETAPA 3UNA VEZ RETIRADA LA PARTE DAÑADA OCURRIRA EL ENTRECRUZAMIENTO ENTRE LOS CROMOSOS HOMOLOGOS COMO SE PUEDE APRECIAR EN LA IMAGEN. A ESTE RPOCESO ES TAMBIEN LLAMADO UNION DE HOLLIDAY

REPARACIÓN POR RECOMBINACION

Page 38: Reparación del adn

ETAPA 4UNA VEZ PRODUCIDA EL ENTRECRUZAMIENTO APARECERA UNA PROTEINA LIGASA QUIEN SELLARA EL ENTRECRUZAMIENTO Y DARA POR TERMINADA LA REPARACIÓN POR RECOMBINACIÓN

REPARACIÓN POR RECOMBINACION

Page 39: Reparación del adn

Si los cromosomas no son reparados en la fase S cabe la

posibilidad que ocurre consecuencias graves como

puede ser la mutación incluso el ADN puede suicidarse

(termino molecular apoptosis)

Page 40: Reparación del adn

CONSECUENCIAS DE LAS DEFICIENCIAS DEL SISTEMA DE REPARACIÓN DEL ADN

Trastornos genéticos por deficiencia en la escisión de nucleótidos

Nuestra existencia es posible por la luz solar, que suministra energía. Sin embargo, el sol también emite una corriente de rayos ultravioleta que envejece y provoca mutaciones en las células de la piel.

Page 41: Reparación del adn

XERODERMA PIGMENTOSO(XP)

Es una rara enfermedad genética recesiva

Los pacientes con XP poseen un sistema de reparación deficiente que no puede remover segmentos de DNA dañados por la radiación ultravioleta.

Las personas con XP son muy sensibles a la luz solar; la exposición al sol puede ocasionar la aparición de manchas color oscuro sobre las regiones expuestas del cuerpo y un riesgo elevado de desarrollar cánceres de piel letales. Es útil el uso de cremas dérmicas que contienen una enzima bacteriana que al parecer penetran la capa externa de la piel y participa en la reparación del ADN.

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SÍNDROME DE COCKAYNE (CS) Es una alteración hereditaria reconocible por una sensibilidad aguda a la luz, alteraciones neurológicas secundarias como la desmielinización de neuronas y anomalías del desarrollo, aunque con incremento escaso o nulo de padecer cáncer de piel. Las células de las personas con CS son deficientes al reparar un ADN activoEl resto del genoma se repara a una tasa normal.

Page 43: Reparación del adn

En la mayor parte de los casos de CS puede encontrarse una mutación en uno de los dos genes, ya sea CSA o CSB, que participan en el acoplamiento de la transcripción a la reparación del DNA . Las mutaciones en estos genes, además de afectar la reparación del DNA y llevan al retraso del crecimiento y un desarrollo anormal del sistema nervioso

Page 44: Reparación del adn

TRICOTIODISTROFIA (TTD)

Está ocasionada por un fallo en el metabolismo de los aminoácidos, concretamente en la síntesis de cisteínaCombina síntomas de defectos en la reparación del ADN y la transcripción. Al igual que los pacientes con CS, los individuos con TTD muestran: •Sensibilidad a la luz solar pero sin el riesgo incrementado de desarrollar cáncer. •Pelo quebradizo•Piel con escamas

Se debe a la mutación del gen XPD

Que codifica a una subunidad de un factor requerido para el inicio de la transcripción

Page 45: Reparación del adn

Envejecimiento

prematuro

Mutaciones en una proteína de la

envoltura nuclear

Incremento de mutaciones en el ADN

mitocondrialAumento de radicales libres

Page 46: Reparación del adn

ENVEJECIMIENTO PREMATURO

En 2006, un niño de 15 años de edad que sufría quemaduras solares frecuentes y ciertas características de envejecimiento prematuro llamó la atención de investigadores clínicos. El análisis genético mostró que el niño portaba una mutación en el gen XPF, cuya proteína codificada hace uno de los cortes en la vía NER. Los pacientes con mutaciones leves en XPF desarrollan XP y tienen NER anormal.Este niño tenía una mutación más grave en el gen XPF, lo que hacía que sus células fueran incapaces de reparar los enlaces covalentes que se forman en ocasiones entre las dos cadenas de un DNA dúplex

Según una hipótesis, los defectos en los sistemas de reparación de ADN que conducen sobre todo a un aumento en la velocidad de mutación de las células se relacionan con una mayor susceptibilidad al cáncer, mientras que los defectos en los sistemas de reparación del ADN que conducen principalmente a la muerte celular se relacionan con envejecimiento acelerado.Las personas con alteraciones de la reparación del ADN no son los únicos individuos que deben preocuparse acerca de la exposición al sol. Incluso en células de la piel cuyas enzimas de reparación funcionan a niveles óptimos, cierta fracción de las lesiones no se elimina y sustituye.

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Las alteraciones del DNA pueden ocasionar mutaciones capaces de convertir una célula en maligna. Así, una consecuencia de la corrección incompleta del daño inducido por luz ultravioleta es el riesgo de cáncer de piel. Considérense las siguientes estadísticas: más de 1 millón de personas desarrollan una de las tres formas de cáncer cutáneo cada año en Estados Unidos y algunos de estos casos se atribuyen a la exposición excesiva a los rayos ultravioleta del sol. Por fortuna, las dos formas más comunes de cáncer de la piel (carcinoma de células basales y carcinoma celular escamoso), rara vez se diseminan a otras partes del cuerpo y por lo general pueden eliminarse en el consultorio. Estos dos tipos de tumoración se originan en las células epiteliales de la piel.

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Sin embargo, el melanoma maligno, un tercer tipo de cáncer de la piel, es un asesino potencial. A diferencia de los otros, los melanomas se desarrollan a partir de las células pigmentarias de la piel. El número de casos de melanoma diagnosticados en Estados Unidos se ha incrementado a una velocidad alarmante hasta 4% por año debido a la mayor cantidad de horas que la gente se expone al sol en las últimas décadas. Los estudios sugieren que uno de los factores más importantes de riesgo para desarrollar melanoma en un adulto es la presencia de quemaduras solares en la infancia o la adolescencia.

Page 50: Reparación del adn

Las personas con mayor riesgo son caucásicas con piel muy clara. Muchos de estos individuos

tienen células pigmentarias cuya superficie carece de receptor funcional (llamado MC1R)

para una hormona que se secreta en las células epiteliales cercanas de la piel como respuesta a

la radiación ultravioleta.

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Los melanocitos responden a la activación de MC1R mediante la producción del pigmento oscuro melanina, lo que hace que el individuo se broncee. La piel bronceada está más protegida contra los rayos UV que la piel clara sin broncear, aunque la radiación UV es la que induce la respuesta de bronceado. ¿Y si fuera posible inducir el bronceado de la piel sin sufrir la exposición UV? Varios grupos de investigadores trabajan en una estrategia así mediante el uso de varios recursos distintos a la exposición a luz solar con UV a fin de estimular la respuesta de bronceado en las células pigmentarias. Aún debe averiguarse si alguna de estas estrategias es segura y eficaz

Page 53: Reparación del adn

El cáncer cutáneo no es la única enfermedad favorecida por la deficiencia o exceso en los sistemas de reparación de DNA. Se ha estimado que más de 15% de los casos de cáncer de colon puede atribuirse a mutaciones de los genes que codifican las proteínas requeridas para la reparación de los apareamientos de bases erróneos. Las mutaciones que inutilizan al sistema de reparación de los apareamientos de bases erróneos llevan de modo inevitable al aumento de la frecuencia de las mutaciones de otros genes debido a que los errores cometidos durante la replicación no se corrigen.

El cáncer también es una de las consecuencias de la rotura del DNA bicatenario no reparado, o reparado de forma incorrecta. Las roturas en el DNA pueden ser secundarias a una variedad de agentes ambientales comunes, como rayos X, rayos gamma y emisiones radiactivas.

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El peligro ambiental más serio es el que proviene quizá del radónB (222Rn), un isótopo radiactivo formado durante la desintegración del uranio. Algunas áreas del planeta contienen altos niveles de uranio en el suelo y las casas construidas en estas regiones pueden contener niveles peligrosos del gas. Cuando se inhala pueden ocasionarse daños del DNA, como la rotura de la doble cadena, que incrementan el riesgo de cáncer pulmonar. Una fracción notoria de muertes de cáncer pulmonar en los no fumadores se debe tal vez a la exposición del radón.

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REPARACIÓN DE MUTACIONES GENÉTICAS ES POSIBLE Y EFICIENTE

El ADN es el libro de la vida donde está escrita la información que utilizamos para construirnos a nosotros mismos. Las erratas de este libro son las mutaciones de los genes, que originan muchas enfermedades incurables y fatales. Por tanto, la creación de una herramienta capaz de editar y corregir las erratas del libro de la vida es un descubrimiento formidable.

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V

Curiosamente, al igual que con otros grandes descubrimientos, como por ejemplo la penicilina, se inspira en el comportamiento de los microorganismos, adaptándolo a organismos más complejos. El CRISPR-Cas9 proviene del conocimiento de unas proteínas que forman parte del sistema inmune de las bacterias y que les permite protegerse de los virus. Las científicas JENNIFER DOUDNA Y EMMANUELLE CHARPENTIER han sido capaces de modificar y adaptar este sistema de defensa bacteriano para hacerlo capaz de indicarle dónde tiene que actuar y cómo tiene que hacerlo de una forma rápida, eficiente y a bajo coste en células humanas: permitiendo editar el ADN en el párrafo equivocado, modificando las letras erróneas, y reparando el gen mutado.

REPARACIÓN DE MUTACIONES GENÉTICAS ES POSIBLE Y EFICIENTE

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V

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CRISPR-Cas9 ha podido modificar genes que dan origen al cáncer en células humanas, tanto para activarlo como para suprimirlo. Ha permitido identificar los genes del huésped que controlan las respuestas celulares al ántrax, las toxinas de la difteria y las toxinas de cólera-difteria. Incluso con este sistema se han modificado genes en embriones de ratón simulando enfermedades humanas para corregirlas, o se han modificado células madre y células germinales, con lo que sería posible eliminar enfermedades genéticas antes del nacimiento.

REPARACIÓN DE MUTACIONES GENÉTICAS ES POSIBLE Y EFICIENTE

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Una vez más, cada vez que se intenta reparar los errores de la naturaleza surge el debate ético, en este caso sobre la terapia génica. Aunque la mayoría de las personas la aceptarían para curar una enfermedad como el cáncer (en aquellos casos que fuera susceptible de dicha terapia génica), los desacuerdos comienzan cuando nos referimos a la posibilidad de manipulación genética de embriones humanos aunque sea por la suprema razón de evitar que un niño nazca con una enfermedad genética que le causara la muerte en su infancia. Sin embargo, hay que dejar claro que esta herramienta está en sus inicios, y todas sus aplicaciones están ahora iniciándose en el laboratorio, aunque este camino ya está abierto.

REPARACIÓN DE MUTACIONES GENÉTICAS ES POSIBLE Y EFICIENTE

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REPARACIÓN DE MUTACIONES GENÉTICAS ES POSIBLE Y EFICIENTE

Se podría comparar este descubrimiento con el del transistor en 1947, que fue objeto del premio Nobel de física y que ahora forma parte de tantos instrumentos, tanto de armas letales como aparatos de diagnostico médico. Hay que regular el uso humano de las herramientas pero no el descubrimiento de ellas, como en este caso. Por ello, aplaudo la decisión tomada por el jurado del Premio Princesa de Asturias de Investigación 2015 y espero que sea la base de nuevas terapias.

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BIBLIOGRAFÍA

- Biología celular y molecular de De Robertis (h.) HIB-PONZIO, decimoquinta edición , tercera reimpresión de editorial El Ateneo, Grupo ILHSA S.A./

REPARACIÓN DEL ADN pág.. 365 – 371.

- Alberts B. Anosternglanz R. (1977) RECENT EXCITEMENT IN THE ADN REPLICATION PROBLEMA NATURE pág. 269 – 655.

- Biología celular de Karp Chapter , decimotercer capitulo/ REPLICACION Y REPARACIÓN DEL ADN pág. 533 – 559.

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GRACIAS POR SU ATENCION