Cluster — Danni e Riparazione del DNA
Questo cluster raccoglie le nozioni sulle alterazioni strutturali e chimiche del DNA (danni) e la loro conversione in modificazioni stabili della sequenza (mutazioni), analizzando i relativi saggi di tossicologia (test di Ames). Vengono descritte in dettaglio tutte le vie cellulari di riparazione (diretta, BER, NER, MMR, NHEJ, Ricombinazione Omologa) e i sistemi estremi di tolleranza al danno (sintesi di translesione).
⚠️ Danni, Mutazioni e Tossicologia
- Danni al DNA — Alterazioni chimico-fisiche della stabilità strutturale del DNA indotte da agenti endogeni ed esogeni. → Se il danno non viene intercettato e corretto, si fissa in una modificazione stabile della sequenza:
- Mutazioni — Variazioni ereditabili stabili della sequenza nucleotidica non più rilevabili come alterazioni dai sistemi di riparazione. → Para valutare l’effettiva capacità di una sostanza chimica di indurre mutazioni geniche si applica il:
- Test di Ames — Saggio in vitro di mutagenicità basato sulla reversione auxotrofica di ceppi di Salmonella typhimurium.
🛠️ Sistemi di Riparazione Diretti e per Escissione
- Riparazione del DNA — La panoramica generale sulle vie biochimiche coordinate per abbassare il tasso di errore genomico. → Il ripristino istantaneo di singole basi alterate senza taglio dello scheletro fosfodiesterico costituisce la:
- Riparazione Diretta del DNA — Rimozione diretta di modifiche covalenti ad opera di singoli enzimi (es. fotoliasi o metiltransferasi).
- Base Excision Repair (BER) — Rimozione per via enzimatica (glicosilasi ed AP endonucleasi) di singoli danni nucleotidici non voluminosi. → In caso di addotti voluminosi che alterano significativamente la conformazione spaziale dell’elica interviene il:
- Nucleotide Excision Repair (NER) — Knossos di escissione e risintesi che riconosce la distorsione elicotale della doppia elica.
- Mismatch Repair (MMR) — Correzione post-replicativa ad alta precisione dei disappaiamenti nucleotidici sfuggiti al proofreading.
🧬 Riparazione delle Rotture del Doppio Filamento (DSB)
- Giunzione Non Omologa dei Terminali (NHEJ) — Via metabolica rapida e prona ad errori (mutagenica) attiva in tutte le fasi del ciclo cellulare per riunire frammenti troncati. → Il meccanismo alternativo ad alta fedeltà, limitato alla fase S avanzata e G2, è la:
- Ricombinazione Omologa — Riparazione priva di errori che sfrutta la sequenza del cromatidio fratello come stampo.
🚦 Sistemi di Tolleranza al Danno
- Sintesi di Translesione — (TLS) Tolleranza replicativa mediante polimerasi speciali di classe Y per superare i blocchi fisici della forcella.
🔗 Cluster correlati
- Cluster — Struttura degli Acidi Nucleici ed Esperimenti Storici — Tratta la struttura biologica intatta del DNA.
- Cluster — Duplicazione del DNA — Il contesto in cui avvengono le mutazioni da errore polimerasico o i blocchi di forcella.
- Cluster — Ciclo Cellulare — Presenta i checkpoint di controllo di danno al DNA (p53) che bloccano il ciclo cellulare per permettere la riparazione.