Estudo demonstra onde o ADN danificado vai para reparação
Um estudo da Universidade de
Tufts (EUA) lança nova luz sobre o processo pelo qual ocorre a reparação do ADN
dentro da célula. Numa investigação publicada na revista Genes & Development, a bióloga da
Universidade de Tufts Catherine Freudenreich e os seus co-autores mostram que
as repetições expandidas dos trinucleotides CAG/CTG (CAG) em levedura mudam para
a periferia do núcleo celular para reparação. Esta mudança é importante
para prevenir a instabilidade de repetição e a doença genética.
As expansões CAG são
significativas porque estão na origem de várias doenças neurodegenerativas e
neuromusculares tais como a doença de Huntington, a distrofia miotónica e
múltiplos subtipos de ataxia espinal cerebelosa.
As repetições curtas
tripletes nem sempre causam problemas. No entanto, às vezes as repetições
curtas tripletes expandem-se e tornam-se maiores que o normal. As
sequências das repetições expandidas alteram a forma da molécula de ADN a
partir de uma hélice dupla em uma estrutura de gancho de cabelo do tipo que é
difícil para a maquinaria celular para replicar e reparar e pode provocar a
quebra da molécula de ADN.
A doença ocorre quando o
número de repetições de trinuclotídeos CAG expandidas excede um limite de
estabilidade. Para a doença de Huntington, o limiar é de 38 a 40
repetições. A distrofia miotónica acontece quando há cerca de 200 repetições.
"A reparação adequada
dos danos no ADN devido a repetições CAG é vital para a célula, pois a
reparação adequada pode evitar uma maior expansão e agravamento da
doença", diz Freudenreich.
No seu estudo,
"Regulamento da recombinação nos poros nucleares da levedura que controlam
a reparação e a estabilidade das repetições tripletes”, os investigadores
introduziram repetições CAG de tamanhos diferentes em cromossomas de
levedura. Os cromossomas que continham as repetições foram marcados com
uma molécula fluorescente, de modo a que a sua localização no núcleo da célula
pode ser seguida visualmente.
"Verificou-se que os
cromossomas contendo a repetição CAG expandida movem-se do interior do núcleo
para a periferia nuclear para reparação," diz Freudenreich. "A nossa
investigação mostra que o ADN com repetições expandidas faz esta ‘viagem’ para
reparação. A proximidade com o envelope nuclear ajuda a que a reparação da
repetição ocorra sem erros."
"Quando o movimento da
molécula de ADN foi impedido, os cromossomas quebraram-se mais frequentemente,
e a repetição mais provável de ser mutada," diz
Freudenreich. "Assim, sair para a ‘oficina de reparação’ na periferia
nuclear é um passo importante mas previamente desconhecido para o ADN
repetitivo de ser mantido e para evitar danos nos cromossomas."
"Quanto maior a
repetição, maior a frequência de deslocalização", Freudenreich
observa. "Por exemplo, a, CAG-130 muda mais frequentemente do que a
CAG-70, e uma CAG-15 não-expandida não se desloca mais do que um controlo de
não-repetição. Pensamos que se a maquinaria da replicação parar na repetição,
aciona a deslocalização".
Normalmente, cada uma das
cadeias simples de ADN serve como um modelo para refazer a outra
cadeia. As enzimas envolvidas na replicação do ADN reconstruir cada cadeia
para fazer dois cromossomas a partir de um. Uma parte da molécula de ADN
de cadeia dupla é separada em duas cadeias simples. A estrutura em forma
de Y resultante é chamada a forquilha de replicação. Este processo para
quando existe um problema com o ADN.
Na periferia, o ADN
danificado interage com os complexos de poros nucleares (NPCs), um complexo de
proteínas que serve como guardião entre o núcleo da célula e o citoplasma
circundante. Um destes guardiões é o complexo Nup84 e o complexo Slx5/8
complexo. Eles estão presentes em todos os NPC.
A equipa de investigação
mostrou que ambos os complexos são necessários para a reparação adequada da
repetição do ADN. O complexo Slx5/8 desempenha um papel vital: é
necessário para prender o ADN repetido para o NPC, e parece regular uma
conhecida proteína de reparação (Rad52), a fim de facilitar uma reparação
adequada, evitando assim expansões repetidas e a rutura dos cromossomas.
"O complexo do poro
nuclear desempenha um papel na prevenção de quebras cromossómicas, bem como
prevenir a instabilidade da repetição CAG, por isso tem um papel no reparação
do ADN", diz Freudenreich.
ADN – ácido
desoxirribonucleico
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