Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 7

Integrità del genoma

Divisione cellulare e replicazione

Riparazione e fedeltà

Assenza di ricombinazione replicativa e mutazioni

Destino di una lesione al DNA

Lesione al DNA può portare a:

• Arresto ciclo
• Morte cellulare
• Riparazione
• Cellula normale

Mutazione e il delicato bilancio tra:

1. Fedeltà replicativa del DNA non danneggiato (replicazione normale) o danneggiato (sintesi alterata)
2. Efficacia dei processi di riparazione

I sistemi di riparazione

Riparazione degli accoppiamenti errati – Il sistema corregge l’inserimento di una base errata.

Riparazione diretta – Il sistema agisce eliminando la lesione con ristretta specificità di substrati.

Riparazione indiretta – Il sistema agisce eliminando una o più unità danneggiate o ricombinando sequenze alterate con ampia specificità di substrato.

Presenza di un appaiamento errato

Correzione di bozze delle polimerasi replicative (δ, ε) – L'attività esonucleasica della DNA pol (α, ε) rimuove la base non corretta: da 1/10^-10 a 1/10^-6.

Riparazione degli appaiamenti errati (MMR) – Il sistema corregge l'inserimento di una base errata sfuggita alla polimerasi.

Geni MMR

Procarioti ed eucarioti inferiori

• MutH - MutS – MutL

• MLH1 (h)MutLα (h)MutLβ
• PMS2 PSM1
• MSH2 MSH2 (h)MutSα (h)MutSβ
• MSH6 MSH3

MMR e instabilità del genoma

MMR corregge le basi non complementari all’elica stampo o corte sequenze nucleotidiche aggiunte o delete (anse) durante la replicazione del DNA. Può intervenire anche in presenza di basi danneggiate o modificate da agenti genotossici.

Instabilità dei microsatelliti (MIN) e fenotipo mutatore

• Cancro colon-retto ereditario non poliposico (HNPCC) – 70% affetti hanno mutazioni in cellule germinali nei geni hMMR (hMLH1 - hMSH2).

MIN e fenotipo mutatore

• Accumulo di ripetizioni di corte sequenze nucleotidiche sparse random nel genoma instabilità mutazione.
• Mutazioni interessano “geni della fedeltà” aumenta la probabilità di generare altre mutazioni – fenotipo mutatore.
• Livelli inferiori di MIN vengono riscontrati in altri tipi di tumore (cancro sporadico del colon e dello stomaco) – non sono presenti mutazioni nei geni MMR – ipermetilazione del promotore di hMLH1.

Riparazione diretta

Fotoriattivazione dei dimeri di pirimidina – l’enzima fotoliasi rompe.