PROFILPELAJAR.COM

Os dímeros de pirimidina son lesións moleculares producidas no ADN formadas por bases timina ou citosina (bases pirimidínicas) adxacentes, que se unen entre si de forma anormal formando dímeros, e que son causadas por reaccións fotoquímicas coa luz ultravioleta.^[1]^[2] A luz ultravioleta induce a formación de enlaces covalentes por reaccións localizadas en dobres enlaces C=C .^[3] No ARN bicatenario, poden tamén acumularse dímeros de uracilo como resultado da radiación ultravioleta (UV). Dous produtos comúns da irradiación UV son os dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs, en inglés, entre os que se inclúen os dímeros de timina) e os fotoprodutos 6,4. Estas lesións premutaxénicas alteran a estrutura do ADN e consecuentemente inhiben as polimerases e fan que se deteña a replicación. Os dímeros poden ser reparados por fotorreactivación ou reparación por escisión de nucleótidos, pero os dímeros que non se reparan son mutaxénicos. Os dímeros de pirimidina son unha causa importante de melanomas en humanos.

Tipos de dímeros

Un dímero de pirimidina ciclobutano (CPD) contén un anel de catro membros orixinado polo acoplamento de dobres enlaces C=C das pirimidinas.^[4]^[5]^[6] Estes dímeros interfiren co apareamento de bases durante a replicación do ADN, orixinando mutacións.

Os fotoprodutos 6,4 ou 6,4 pirimidina-pirimidonas, aparecen cunha frecuencia 3 veces menor ca os dímeros de pirimidina ciclobutano, pero son máis mutaxénicos.^[7] Estudouse o encima bacteriano fotoproduto de espora liase (ou SP liase), que proporciona outra vía encimática para reparar os fotodímeros de timina, na que se require S-adenosilmetionina.^[8]

Mutaxénese

Os encimas ADN polimerases translesión introducen frecuentemente mutacións en dímeros de pririmidina, tanto en procariotas (mutaxénese SOS) coma en eucariotas. Aínda que os dímeros de pirimidina ciclobutano timina-timina (dímeros de timina) son as lesións máis frecuentes causadas pola luz UV, as polimerases translesión son tendentes á introdución de adeninas (A), de modo que os dímeros TT son a miúdo replicados correctamente. Por outra parte, as citosinas (C) implicadas nos dímeros de pirimidina ciclobutano tenden a ser desaminadas, inducindo unha transición de C a T.^[9]

Reparación do ADN

Artigo principal: Reparación do ADN.

Os dímeros de pirimidina introducen cambios conformacionais locais na estrutura do ADN, os cales permiten o recoñecemento da lesión polos encimas reparadores.^[10] Na maioría dos organismos (agás os mamíferos placentarios como os humanos) poden ser reparados por fotorreactivación.^[11] A fotorreactivación é un proceso de reparación no cal uns encimas fotoliases reverten directamente os dímeros de pirimidina ciclobutano por reaccións fotoquímicas. As lesións na febra do ADN son recoñecidas por estes encimas, o que vai seguido da absorción de lonxitudes de onda >300 nm (é dicir, luz solar e fluorescencia), o que impulsa a catálise. Esta absorción permite que ocorran as reaccións fotoquímicas, o que dá lugar á eliminación de dímeros de pirimidina, que volven ao seu estado orixinal.^[12]

A reparación por escisión de nucleótidos é un mecanismo máis xeral de reparación de lesións no ADN. Este proceso escinde os dímeros de pirimidinas ciclobutano, e sintetiza novo ADN para substituír a rexión que rodea a lesión na molécula.^[12] Na enfermidade xenética humana xeroderma pigmentoso está ausente o mecanismo de reparación por escisión de nucleótidos, e isto dá lugar a unha decoloración da pel e moitos tumores ao expoñer a pel á luz ultravioleta. Os dímeros de pirimidina non reparados en humanos poden orixinar melanomas.^[13]

Notas

↑ David S. Goodsell (2001). "The Molecular Perspective: Ultraviolet Light and Pyrimidine Dimers". The Oncologist 6 (3): 298–299. PMID 11423677. doi:10.1634/theoncologist.6-3-298. Arquivado dende o orixinal o 30 de abril de 2009. Consultado o 11 de marzo de 2015.
↑ E. C. Friedberg, G. C. Walker, W. Siede, R. D. Wood, R. A. Schultz and T. Ellenberger (2006). DNA repair and mutagenesis. Washington: ASM Press. p. 1118. ISBN 978-1-55581-319-2.
↑ S. E. Whitmore, C. S. Potten, C. A. Chadwick, P. T. Strickland, W. L. Morison (2001). "Effect of photoreactivating light on UV radiation-induced alterations in human skin". Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 17 (5): 213–217. PMID 11555330. doi:10.1034/j.1600-0781.2001.170502.x.
↑ R. B. Setlow (1966). "Cyclobutane-Type Pyrimidine Dimers in Polynucleotides". Science 153 (3734): 379–386. PMID 5328566. doi:10.1126/science.153.3734.379.
↑ Expert reviews in molecular medicine (2 de decembro de 2002). "Structure of the major UV-induced photoproducts in DNA." (PDF). Cambridge University Press. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 21 de marzo de 2005. Consultado o 11 de marzo de 2015.
↑ Christopher Mathews and K.E. Van Holde (1990). Biochemistry (2nd ed.). Benjamin Cummings Publication. p. 1168. ISBN 978-0-8053-5015-9.
↑ Van Holde, K. E.; Mathews, Christopher K. (1990). Biochemistry. Menlo Park, Calif: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 0-8053-5015-2.
↑ Jeffrey M. Buis, Jennifer Cheek, Efthalia Kalliri, and Joan B. Broderick (2006). "Characterization of an Active Spore Photoproduct Lyase, a DNA Repair Enzyme in the Radical S-Adenosylmethionine Superfamily". Journal of Biological Chemistry 281 (36): 25994–26003. PMID 16829680. doi:10.1074/jbc.M603931200.
↑ J. H. Choi, A. Besaratinia ,D. H. Lee, C. S. Lee, G. P. Pfeifer (2006). "The role of DNA polymerase iota in UV mutational spectra". Mutat. Res. 599 (1–2): 58–65. PMID 16472831. doi:10.1016/j.mrfmmm.2006.01.003.
↑ Kemmink Johan, Boelens Rolf, Koning Thea M.G., Kaptein Robert, Van , der Morel Gijs A., Van Boom Jacques H. (1987). "Conformational Changes in the oligonucleotide duplex d(GCGTTGCG)*d(GCGAAGCG) induced by formation of a cis-syn thymine dimer". European Journal of Biochemistry 162: 31–43. PMID 3028790. doi:10.1111/j.1432-1033.1987.tb10538.x.
↑ Essen LO, Klar T (2006). "Light-driven DNA repair by photolyases". Cell Mol Life Sci 63 (11): 1266–77. PMID 16699813. doi:10.1007/s00018-005-5447-y.
↑ ^12,0 ^12,1 Friedberg, Errol C. (23 de xaneiro de 2003) "DNA Damage and Repair". Nature 421, 436-439. doi 10.1038/nature01408
↑ Vink Arie A., Roza Len (2001). "Biological consequences of cyclobutane pyrimidine dimers". Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 65 (2–3): 101–104. doi:10.1016/S1011-1344(01)00245-7.