Estructura, replicación y reparación
del DNA
¿Cuál es la ventaja que confiere al DNA la fidelidad en la síntesis y la reparación del error?
En este capítulo se revisó
la estructura del DNA y los mecanismos de replicación y de reparación.
La fidelidad en la síntesis del DNA tiene un rango de error menor
a 10-9 por la función editora de las polimerasas durante la replicación,
y la reparación del error antes y después de ésta.
Además, la reparación acoplada a la transcripción repara
los errores que hubieran persistido a pesar de los mecanismos anteriores.
La fidelidad en la información original del DNA mantiene la estructura
de la molécula e impide la disfunción celular. Ésta
ocurre cuando hay errores en la replicación del DNA o se evade la
reparación del daño en las secuencias de genes codificantes
y reguladores, así como en las de los rDNA o tDNA. Al persistir el
error se generan cambios en los aminoácidos de las cadenas polipetídicas
y en la regulación de la expresión, o se altera la síntesis
y maduración de los preRNA, con problemas celulares que pueden dar
origen al cáncer.
La mutación y recombinación somática como mecanismo
generador de la transformación de la célula normal en cancerosa
ha sido comprobado extensivamente Imagen.
En años recientes se ha destacado la participación de los
mecanismos de reparación ineficientes en la generación de
enfermedades cancerosas como Xeroderma pigmentosum en la piel aumentando
el riesgo de cáncer. Además, hay enfermedades degenerativas
que son producto de deficiencias en los mecanismos de reparación
del DNA, como la Ataxia xelangietacsia en la que no se reparan
las rompimientos dobles.
¿Qué papel juegan los mecanismos de reparación del DNA en la evolución?
Se reconoce ampliamente
a la mutación como uno de los mecanismos generadores de la evolución.
Si el error no es reparado y la mutación implica grandes cambios
a nivel estructural, como resultado de las diferencias en la expresión
de los genes del desarrollo o por aberraciones cromosómicas, lo más
probable es que la mutación sea dañina para el organismo,
éste presente desventajas con respecto a los otros y desaparezca
genéticamente sin aportar sus genes a la próxima generación.
Pero también les posible que el cambio favorezca y permita
al organismo portador una mayor adaptación al ambiente, originar
el aislamiento reproductivo de éste y favorecer la aparición
de una nueva especie. De hecho la mutación como fuente de cambio
en la evoluciòn es uno de los factores principales.
Se ha considerado que el RNA sea la molécula
que en un principio de la síntesis prebiótica tuvo los características
necesarias para guardar información, transmitir la información,
cambiar y catalizar reacciones diversas Imagen
de la manera siguiente:
¿Por qué es el DNA la biomolécula que contiene
la información en la mayoría de los organismos?
Los sistemas de reparación detectan cambios en el par de bases
A/T del DNA cuando la timina es sustituida por el uracilo Imagen, a diferencia de lo que ocurre con el
RNA en el cual el uracilo es parte de la molécula y a la fecha
no se ha detectado un sistema de reparación para el RNA, de ahí
que la tasa de error en la síntesis del RNA sea de 1 x 10-4 nucleótidos.
Prueba de ello es la alta tasa de mutación en los retrovirus,
como el VIH, lo que hace inútil hasta ahora, la aplicación
de vacunas contra el SIDA.
En tiempos primigenios la generación de los mecanismos de reparación
del DNA debe haber contribuido a su permanencia como la biomolécula
que conserva fielmente la información. De ahí la importancia
de mantener la estructura del DNA, que la replicación sea fielmente
realizada y que la reparación, en sus diferentes vertientes, corrija
los errores hasta lograr la baja frecuencia de error de 10-9.
Estructura, replicación y reparación del DNA