Los mecanismos de reparación del ADN. Divulgación 87

Los mecanismos de autoreparación de las alteraciones del ADN es un tema de vital importancia, en el conocimiento del funcionamiento interno de las células, si tenemos en cuenta que el ADN constituye el material donde están codificadas todas las funciones de los seres vivos, incluidas las instrucciones para la formacion de los órganos.

Esta estructura genética es una construcción química compleja formada por millones de compuestos, ordenados en una secuencia precisa, cuya alteración supone disfunciones (enfermedades) o la muerte de las células. Por tanto estudiar los mecanismos de autoreparación constituye un tema de importancia vital.

 A partir de 1967 Thomas Lindahl ha realizado multitud de estudios para explicar porque los numerosos cambios químicos  indeseables, que a diario, sufre el ADN humano no se convierten, de forma directa, en alteraciones patológicas como  el cáncer. Este investigador concluyó que debía existir algún mecanismo natural de reparación de estos daños, y finalmente descubrió un mecanismo denominado "reparación por escisión de bases " o "base excision repair" que consiste en la detección, corte y substitución de la base dañada por otra normal gracias a la actividad conjunta de dos enzima denominadas ADN glicolasas y endonucleasas AP. Ambas son sintetizadas por los ribosomas de las propias células gracias a los genes autoreparadores del propio ADN. Thomas Lindahl demostró que este proceso ocurre tanto en células  procariotas (Sacharomyces) como en eucariotas, tratándose por tanto de un mecanismo muy primitivo.

Otros errores en la estructura del ADN se producen durante la replicación del mismo en la división celular. Paul Modrich, ha estudiado este fenómeno y al igual que Thomas Lindalh consideró y descubrió que debía existir un mecanismo de autoreparación. El mecanismo descubierto por Paul Modrich se denomina "sistema de reparación de discordancia" o "mismatch repair system" que consiste en la actividad de endonucleasas Mut (H, Lm, S y U) sintetizadas por los ribosomas de las propias células gracias a los genes autoreparadores del propio ADN. Paul Modrich también ha demostrado que, este proceso, ocurre tanto en los procariotas (ADN circular de E. coli) como en eucariotas tratándose, por tanto, de un mecanismo muy primitivo de autoreparación.

Otra alteraciones del ADN pueden producirse por acción de agentes físicos (rayos ultravioletas) o agentes químicos. Azis Sancar, al igual de Lindahl y Modrich, consideró que debía existir un mecanismo de autoreparación que evitase que las agresiones, físicas o químicas, se convirtiesen en alteraciones permanentes del ADN. Este mecanismo ha sido definido como "reparación por escisión de nucleótidos" o "nucleotide excision repair" y consiste en la actividad secuencial de ADN polimerasa y ADN ligasa sintetizadas por los ribosomas, de las propias células, gracias a los genes autoreparadores del propio ADN.  Azis Sancar también ha demostrado que este proceso ocurre tanto en las células procariotas  como en las células eucariotas, si bien existen algunas diferencias entre ambos tipos de células.

Para finalizar este blog de Divulgación resumiremos señalando que los investigadores Lindahl, Modrich y Sancar han sido  premiados con el Nobel de Química 2015 por sus investigaciones de los mecanismos de autoreparación del ADN que dieron lugar al descubrimiento de la actividad de 5 enzimas: ADN glicolasas y endonucleasas AP, endonucleasas Mut,  ADN polimerasa y ADN ligasa (proteínas sintetizadas en los ribosomas al recibir una orden del núcleo celular a través de ARNm )