Riparazione del DNA
I meccanismi di riparazione del DNA rappresentano un insieme di vie biochimiche che la cellula attiva per preservare l’integrità del proprio genoma contro i continui danni endogeni ed esogeni.
Questi sistemi cooperano con l’attività di proof-reading delle DNA Polimerasi per abbassare il tasso di errore complessivo post-replicativo da (raggiunto con la sola correzione di bozze) fino al valore fisiologico finale di 1 errore ogni nucleotidi.
Classificazione dei Sistemi di Riparazione
I sistemi di riparazione cellulare si dividono in quattro categorie principali a seconda del tipo di danno e del meccanismo d’azione molecolare:
1. Riparazione Diretta
Meccanismi rapidi che non richiedono la rimozione di nucleotidi o la risintesi del filamento. Agiscono ripristinando chimicamente lo stato originario della base modificata attraverso l’azione di un singolo enzima (es. Riparazione Diretta del DNA).
2. Riparazione per Escissione
Sistemi complessi che intervengono rimuovendo la porzione di DNA contenente il danno. Condividono una logica molecolare comune suddivisa in tre fasi consecutive:
- Riconoscimento: Proteine specifiche rilevano il mismatch o la lesione conformazionale.
- Escissione: Endonucleasi tagliano il filamento a monte e a valle del danno, rimuovendo il frammento alterato.
- Risintesi e Saldatura: Una DNA polimerasi colma il gap inserendo i nucleotidi corretti usando come stampo il filamento complementare integro, e la ligasi salda il nick rimasto.
Fanno parte di questa classe:
- Base Excision Repair (BER): Per danni non voluminosi alle singole basi.
- Nucleotide Excision Repair (NER): Per distorsioni voluminose della doppia elica (es. dimeri di timina da UV).
- Mismatch Repair (MMR): Per disappaiamenti post-replicativi sfuggiti al proof-reading.
3. Riparazione delle Rotture a Doppio Filamento (DSB)
Intervengono quando entrambi i filamenti del DNA sono interrotti. Si dividono in:
- Giunzione Non Omologa dei Terminali (NHEJ): Via rapida, attiva in tutte le fasi del ciclo, ma soggetta a errori (error-prone).
- Ricombinazione Omologa: Via ad alta fedeltà che sfrutta il cromatidio fratello come stampo, attiva solo nelle fasi S avanzata/G2.
4. Tolleranza al Danno (Sintesi di Translesione)
Meccanismo alternativo che non ripara la lesione, ma permette alla replicazione di proseguire superando il blocco fisico sul DNA danneggiato tramite polimerasi specializzate a bassa fedeltà (es. Sintesi di Translesione).
Tabella Riassuntiva dei Sistemi di Riparazione
La seguente tabella riassume i meccanismi molecolari, i tipi di danno bersaglio, gli enzimi chiave e le patologie correlate a ciascuna via di riparazione:
🔗 Collegamenti
- Danni al DNA — ⬆️ causa
- Mutazioni — ⬇️ conseguenza
- Accuratezza della Replicazione del DNA — 🔗 stesso meccanismo
- Riparazione Diretta del DNA — 📋 fa parte di
- Base Excision Repair (BER) — 📋 fa parte di
- Nucleotide Excision Repair (NER) — 📋 fa parte di
- Mismatch Repair (MMR) — 📋 fa parte di
- Giunzione Non Omologa dei Terminali (NHEJ) — 📋 fa parte di
- Ricombinazione Omologa — 📋 fa parte di
- Sintesi di Translesione — 📋 fa parte di