25. Como ocorre a reparação de ligações cruzadas, por exemplo, de psoralenos, em bactérias?
R.: Inicialmente, a lesão é reconhecida pelo sistema UvrABC e são feitas duas incisões no DNA, a 3’ e a 5’ da lesão. Entretanto, a lesão não pode ser excisada, pois continua ligada na outra hélice. Ocorre pequena degradação do DNA e a proteína RecA promove a reparação através do sistema de recombinação genética. Posteriormente, o sistema de excisão de nucleotídeos UvrABC atua de novo e agora é capaz de retirar a lesão.
OBS.1 - Alternativamente, quando o sistema de recombinação não existe ou se não existe um segundo DNA, pode ocorrer a síntese translesão pela DNA polimerase II entre as duas excisões por UvrABC.
OBS.2 – A deficiência neste tipo de reparo causa a Anemia de Fanconi em humanos.
26. Lesões no DNA de células humanas deflagram um sistema que acarreta a parada do ciclo celular (Pontos de Checagem) para que as lesões sejam reparadas antes da entrada na próxima etapa. Quais as principais etapas desse sistema e que enzimas participam?
R.: O sensor de quebras duplas é a proteína ATM e de dímeros de pirimidinas é a ATR. Estas proteínas, quando se ligam às lesões, são ativadas e fosforilam diversas proteínas (mediadores, transdutores e efetores) ativando-as. As mediadoras em humanos são associadas com sensores e transdutores, fazendo a ligação entre eles. Principalmente, 53BP1, TopBP1 e MDC1 (Mediator of DNA damage Checkpoint 1). As transdutoras de sinal são as cinases Chk1 e Chk2, ligadas a ATR e ATM, respectivamente. As proteínas efetoras são as fosfotirosina fosfatases Cdc25A, B e C. A sua fosforilação pelo sistema iniciado por ATM ou ATR impede a sua ação fosfatase e bloqueia o ciclo celular.
27. Em células bacterianas, uma lesão tipo dímero, por exemplo, bloqueia a DNA polimerase III, parando a forquilha de replicação. Como as DNA polimerases II e V podem ultrapassar esta barreira?
R.: A DNA polimerase II é requerida para reiniciar a replicação livre de erros. A forquilha retrocede e a hélice filha neossintetizada serve de molde para a síntese posterior por Pol II, formando o “pé de galinha”. O tamanho depende do que foi sintetizado na hélice não lesada. A forquilha é restabelecida por migração reversa das hélices, atravessando a lesão sem repará-la. A DNA polimerase V (formada por uma molécula de UmuC e duas de UmuD’) é capaz de polimerizar sem obedecer ao pareamento, provocando mutações. UmuC é a polimerase e UmuD, após processamento por RecA ativada, transforma-se em UmuD’ e auxilia UmuC.
28. A doença humana XPV (Xeroderma Pigmentosum Variante) é caracterizada por mutações na DNA polimerase eta (Polη), que deixa de funcionar e é substituída, normalmente, pela DNA polimerase iota (Polι). Neste caso, como isto pode levar ao câncer induzido pela radiação UV nestes pacientes?
R.: A radiação UV normalmente produz dímeros de pirimidinas no DNA, principalmente dímeros de timina. Estas lesões bloqueiam a polimerização pela DNA polimerase δ (replicativa), podendo ser substituída pela Polη, que é uma polimerase translesão que adiciona AA em frente a dímeros de timina, portanto não é mutagênica. Quando há mutações em Polη, ela pode ser substituída por outra polimerase translesão, normalmente a Polι, que em frente a dímeros de timina coloca qualquer base, sendo, portanto, mutagênica. Daí o aparecimento de câncer induzido por UV em pacientes XPV.
29. Como funciona o produto do gene oxyR bacteriano na resposta a tratamento com agentes oxidantes (H2O2, por exemplo)?
R.: O gene oxyR codifica a proteína OxyR, que responde a níveis aumentados de peróxido de hidrogênio. O produto deste gene é um regulador positivo de pelo menos 9 genes e a oxidação da proteína OxyR, em dois dos seus resíduos cisteína, é o sinal para que haja a ativação da transcrição desses genes. Dentre eles estão: katG (catalase), gor (glutationa redutase), grxA (glutarredoxina), ahpCF (alquilhidroperóxido redutase) e fur (um controlador do transporte de ferro para a célula). Desta maneira, o tratamento das bactérias com concentrações micromolares de H2O2 protege as células contra concentrações milimolares do mesmo agente.
OBS – Bactérias tratadas com superóxido induzem o operon SoxRS que controla a síntese de superóxido dismutase (soda), endonuclease IV (nfo), glicose 6-fosfato-desidrogenase (zwf) e fur, além de outros, o que protege a célula contra concentrações mais elevadas de superóxidos.
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