Base excision repair

Base excision repair, percorso attraverso il quale le cellule riparano il DNA danneggiato durante la replicazione del DNA. La riparazione dell’escissione della base aiuta a garantire che le mutazioni non siano incorporate nel DNA mentre viene copiato.

Basi singole del DNA (adenina, citosina, guanina e timina) sono suscettibili di danni per alchilazione spontanea (trasferimento di un gruppo alchilico), deaminazione (rimozione di un gruppo amminico) e ossidazione (danni da specie reattive dell’ossigeno). Il danno può portare all’accoppiamento errato delle basi, con la conseguente sostituzione di basi o la cancellazione di una base. Queste mutazioni sono poi perpetuate.

La riparazione per escissione di basi comporta cinque passi fondamentali, a cominciare dall’identificazione e dalla rimozione della base mutata dall’elica del DNA da parte di un enzima noto come DNA glicosilasi. Successivamente, un enzima chiamato endonucleasi AP (apurinica/apyrimidinica) effettua un’incisione nel sito abasico, creando una rottura, o nick, nel filamento di DNA. Il sito viene poi “pulito”, in cui vari intermedi prodotti dalla rottura del filamento e altre sostanze chimiche persistenti vengono rimosse enzimaticamente in preparazione della sintesi di riparazione. Nelle due fasi finali, uno o più nucleotidi vengono sintetizzati per riempire la lacuna, e la tacca nel filamento di DNA viene sigillata. (Un nucleotide è una base legata a uno zucchero e a un gruppo fosfato, che forma la spina dorsale del DNA.)

La glicosilasi del DNA ha la capacità di riconoscere una serie di diverse basi danneggiate. È anche in grado di rimuovere tutte le basi di DNA che sono citotossiche (dannose per la cellula) o che possono causare errori alla DNA polimerasi (un enzima coinvolto nella replicazione del DNA). Alcune DNA glicosilasi hanno dimostrato di essere bifunzionali, svolgendo l’attività di cui sopra e possedendo anche un’attività liasica, che le permette di tagliare la spina dorsale del DNA nel sito abasico. È noto un gran numero di DNA glicosilasi. Gli esempi includono l’uracile DNA glicosilasi, l’uracile-DNA glicosilasi monofunzionale selettiva a singolo filamento (SMUG1), e la timina DNA glicosilasi (TDG).

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