Como
acabamos de ver, la estabilidad de la copia del
material genético en un entorno celular considerado como normal está muy
comprometida, por lo que si no hay nada que se oponga a ello, el número de mutaciones
por célula y generación sería de tal calibre que la vida resultaría
difícil o imposible en tales circunstancias. Sin embargo, como ya se adelantó,
la célula ha adquirido a lo largo de la evolución toda una serie de mecanismos
que tienden a reducir el daño que se produce en el ADN (Wood, 1996).
En ocasiones estos actúan haciendo desaparecer el agente inductor del
daño, como es el caso de las enzimas antioxidantes: superóxido
dismutasa (SOD), catalasa, etc., neutralizando de esta forma especies
reactivas del oxígeno, que deotra forma podrían atacar el ADN,
mientras que otros mecanismos (tal vez los más variados) tratarían de reparar
el daño producido en esta molécula. Las características generales de estos sistemas de reparación
aparecen comentadas en la Tabla 2.
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Ubicuidad: en todas las células.
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Redundancia: varios sistemas por célula.
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Complejidad: numerosos elementos intercambiables en la mayoría de los
casos.
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Eficiencia: nunca al 100% (unos más que otros).
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Variabilidad funcional: un mismo sistema podría actuar de manera
diferente en cada tipo de célula.
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Homología interespecífica: por lo general bien conservados evolutivamente.
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Tabla 2. Características generales de los sistemas de reparación
y supervisión del ADN.
La importancia que tiene el mantener una copia “sana” del material genético
para la célula, ha hecho que desde una
etapa muy temprana, los seres vivos desarrollasen toda
una serie de estrategias para reparar los daños que se producen de manera
constante en el ADN. Los primeros
estudios que analizaron estos mecanismos se llevaron a cabo en procariotas, más
tarde el campo se amplió a eucariotas. En ambos casos se
observó que dichos mecanismos son redundantes, es decir que la célula
no confía la supervisión y reparación de su genoma a uno sólo de ellos, sino que dispone devarios que en
muchos casos interaccionan. Se calcula que una célula de mamífero
dispone de al menos 130 genes involucrados en tales funciones, y no
resultaría extraño que, a medida que se conozca mejor el papel de los
distintos genes humanos, aparezcan nuevos loci relacionados con la reparación del ADN. Estos datos, por
sí solos, dan una idea de la
importancia que para una célula tiene el mantener su genoma sin defectos. Pero el
aspecto más representativo de la
importancia de los
mecanismos de reparación del ADN tal
vez sea el gran número de patologías
cuya etiología se asocia a fallos en elementos moleculares en dichos mecanismos.
En
la mayoría de los casos, en estos mecanismos intervienen numerosos
componentes, por lo que su modo de acción no deja de ser
complejo. En nuestro caso presentaremos los más relevantes (Tabla 3), y dentro de cada
uno se presenta de forma simplificada su mecanismo de acción.
REPARACIÓN DIRECTA
Por estos mecanismos se reparan: metilación de guanina, y en algunos vertebrados dímeros de pirimidina. No intervienen nucleasas ni ADN-polimerasas.
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REPARACIÓN INDIRECTA
Hay intervención de nucleasas y ADN-polimerasas. Se necesita hebra “molde” perteneciente al mismo cromosoma o al homólogo.
§ Escisión de base. Reparan casos de alteraciones puntuales en bases nitrogenadas. Se origina un “sitio AP” y luego se retira el nucleótido “AP” y se resintetiza la hebra.
§ Escisión de nucleótido. Reparan alteraciones que distorsionan la conformación del dúplex y que obstaculizarían la transcripción y replicación. Generalmente inducidos por bases alteradas o mal apareadas. Una nucleasa escinde una porción de la hebra próxima al lugar del daño. Inmediatamente se resintetiza una nueva siguiendo el molde complementario.
§ Recombinación de regiones homólogas/ Unión de fragmentos terminales de hebras rotas. Reparan lesiones en las que se ven afectadas ambas hebras, o en las que no existe una hebra complementaria que pueda actuar de molde fiable. Mecanismo más complejo que los anteriores.
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