Riparazione Diretta del DNA
La riparazione diretta del DNA comprende quei meccanismi biochimici rapidi e semplici che ripristinano la struttura fisiologica del nucleotide modificato senza rimuovere basi o frammenti di filamento, né richiedere l’attività di polimerasi per la risintesi. Generalmente coinvolgono l’azione di un singolo enzima.
Esempi di Riparazione Diretta
1. DNA Ligasi
Interviene in corrispondenza di un’interruzione a singolo filamento (nick) dello scheletro zucchero-fosfato, catalizzando direttamente la formazione del legame fosfodiesterico mancante per risaldare l’elica.
2. Enzima ADA (nei Procarioti)
Interviene a seguito di eventi di metilazione o alchilazione delle basi.
- Meccanismo “Suicida”: L’enzima ADA rileva il danno e rimuove chimicamente il gruppo metilico/alchilico dalla base, trasferendolo su un proprio residuo di cisteina.
- Funzionamento a Feedback Positivo: Il trasferimento del gruppo metilico inattiva permanentemente la funzione primaria di ADA (da cui la definizione di enzima suicida). Tuttavia, il legame del metile altera la conformazione di ADA, che acquisisce una nuova funzione biologica agendo come fattore di trascrizione che induce l’espressione di altri geni per ADA all’interno della cellula batterica. Questo feedback amplifica la risposta cellulare al danno alchilante.
3. MGMT (Metil-Guanin Metil-Transferasi - negli Eucarioti/Uomo)
Nelle cellule umane è presente un meccanismo analogo a quello batterico, ma altamente specifico per la riparazione della guanina metilata (ed inattivo sugli altri nucleotidi). È mediato dall’enzima MGMT, il quale rimuove il gruppo metilico dalla guanina legandolo a un proprio residuo interno di cisteina, inattivando irreversibilmente l’enzima stesso dopo una singola reazione catalitica.
4. Fotoliasi (nei Procarioti e altri organismi, assente nell’Uomo)
È l’enzima deputato alla rimozione dei dimeri di timina (anello ciclobutanico) indotti dall’esposizione a radiazioni UV.
- Meccanismo di Fotoriattivazione: L’enzima fotoliasi si lega al dimero di timina ma rimane inattivo fino a quando non viene colpito e attivato dalla luce solare. Sfruttando l’energia luminosa, compie una reazione locale di ossidoriduzione che spezza l’anello ciclobutanico del dimero, ripristinando istantaneamente i legami idrogeno fisiologici tra le due timine e le corrispondenti adenine del filamento complementare.
🔗 Collegamenti
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- DNA Polimerasi — 🔗 stesso meccanismo