Repararea prin excizie a bazei ( BER) este un sistem de reparare a ADN- ului care îndepărtează bazele azotate deteriorate din helixul dublu . BER începe cu recunoașterea și îndepărtarea bazei deteriorate de către ADN glicozilaze . Apoi, o endonuclează specială îndepărtează un fragment de lanț care conține o nucleotidă fără bază, iar ADN-polimerazele umple golul. Se face o distincție între BER spot-patch, în care este îndepărtată doar nucleotida lipsită de o bază azotată, sau BER cu plasture scurte, în care este îndepărtat un fragment scurt care conține nucleotida deteriorată.[1] .
BER începe cu recunoașterea de către ADN glicozilaze a bazelor deteriorate (de exemplu, alchilate ), a bazelor nepereche, precum și a uracilului , care este în mod normal absent în ADN și este doar în ARN . Glicozilaza taie legătura bazei azotate la deoxiriboză , eliminând-o din ADN. Unele glicozilaze sunt, de asemenea, lază și introduc o rupere în catena ADN de la capătul 3' al nucleotidei deteriorate, folosind gruparea amino ca grup atacator. Următorul curs de reparație este determinat de dacă liaza a participat la înlăturarea daunelor [2] .
Dacă glicozilaza a funcționat ca o liază, atunci BER urmează traseul plasturelui spot. Endonucleaza AP APE1 introduce o rupere la capătul 5’ al nucleotidei deteriorate și părăsește ADN-ul. Gapul rezultat este construit de ADN polimeraza β și ligat de ADN ligaza XRCC1 /Lig3 [3] .
Dacă nu a existat activitate de liază, atunci endonucleaza APE1 se leagă de situsul AP format (adică o purină și o pirimidină ), care îndepărtează nucleotida deteriorată și de la doi până la zece dintre vecinii săi. În plus, complexul de replicare, constând din ADN polimeraze δ și ε și alte componente, formează golul, înlocuind nucleotidele normale din apropiere. Nucleotidele normale deplasate sunt îndepărtate de endonuclează FEN1 . Apoi, situsul nou sintetizat este legat cu ligaza 1 [3] .
Mecanismul de recunoaștere a bazelor deteriorate se bazează, de obicei, pe faptul că acestea sparg structura dublei helix ADN-ului și „sar” din helix, ajungând direct în centrul activ al glicozilazei [4] .
Bazele deteriorate nu sunt întotdeauna supuse îndepărtarii. De exemplu, în timpul reparării nucleotidelor de adenină metilate , gruparea metil este oxidată de enzime speciale la CH2OH, apoi formaldehida ( HCHO) este eliberată și structura originală a adeninei este restabilită [5] .
Alegerea căii BER – spot sau scurt – poate depinde și de stadiul ciclului celular și de gradul de diferențiere celulară [6] . În plus, cele două mecanisme sunt folosite de organisme diferite la frecvențe diferite. De exemplu, drojdia Saccharomyces cerevisiae pare să nu aibă repararea plasturelui, deoarece nu au fost identificați omologi de gene umane ale căror produse proteice sunt implicate în această cale [7] .
Defecte ale diferitelor căi de reparare a ADN-ului contribuie la dezvoltarea cancerului , iar BER nu face excepție. Într-o mare varietate de organisme, tulburările genelor ale căror produse proteice sunt implicate în BER duc la o creștere bruscă a frecvenței mutațiilor , care este o condiție prealabilă pentru cancer. Într-adevăr, mutații somatice care afectează ADN polimeraza β sunt observate în 30% dintre cancere, iar unele dintre ele provoacă transformare malignă la șoareci [8] . Activitatea de reparare a bazelor și nucleotidelor deteriorate în celulele de șobolan aluniță goală este mult mai mare decât în celulele de șoarece și poate fi responsabilă pentru faptul că durata medie de viață a acestei rozătoare este de 30 de ani (în timp ce la un șoarece normal este de un an și jumătate ) [9] . Mutațiile în ADN glicozilaza MUTYH cresc riscul de a dezvolta cancer de colon [10] .
| Repararea ADN-ului | |
|---|---|
| Repararea exciziei |
|
| Alte tipuri de reparații |
|
| Alte proteine |
|
| Regulament |
|