Manutenzione del Genoma: Riparo e Ricombinazione

Mutazioni Transizioni Transversioni Inserzioni/Delezioni

Errori di Replicazione

Proofreading

Riparo di errori da appaiamento errato (mismatch repair)

Centri elettrofili sul DNA

Danni da alchilazione di basi Danno al DNA Mutazione G->A

Danni da radiazioni UV

Danni da radiazioni ionizzanti (radicali liberi dell’ossigeno) Rotture dello scheletro fosfodiesterico a singolo e a doppio filamento (DSB, Double Strand Breaks) G:C oxoG:A

Riparo diretto di danni al DNA: fotoliasi (E. coli, dimeri di pirimidine)

Riparo diretto di danni al DNA: MGMT (Riparo di DNA alchilato)

Riparo per escissione della base (C deamminate ad U, oxo-G)

Riparo per escissione della base in Eucarioti (C deamminate ad U, oxo-G)

Riparo per escissione di nucleotidi in E. coli (Dimeri di pirimidine)

Riparo per escissione di nucleotidi in Eucarioti (Dimeri di pirimidine) XP-C: riconoscimento e fusione XP-A: assemblaggio XP-B, XP-D: fusione (sub. di THIIH) XP-F, XP-G, ERCC!: endonucleasi XP-E: fondamentale in vivo; accessoria in vitro ???

Transcription-Coupled NER (Riparo del filamento trascritto)

Riparo per ricombinazione (omologa) Dimeri di pirimidine e DSB

Figure 5-51 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) RIPARO DI Double Strand Breaks

Riparo per unione non omologa delle estremità (DSB)

RICOMBINAZIONE OMOLOGA: MECCANISMO ProcariotiEucarioti RecB/C/DMRX RecARad51+BRCA1/2 Dmc1 (meiosi) RuvA/B? RuvC?

DSB FISIOLOGICI: Spo11 e ricombinazione meiotica

Pre-sinapsi: RecA, coadiuvata da SSB, lega il DNA a singolo filamento

Sinapsi: RecA promuove l’allineamento paranemico di sequenze complementari

RuvA/RuvB lega la giunzione di Holliday

RuvA/RuvB lega la giunzione di Holliday

RuvA/RuvB lega la giunzione di Holliday e ne promuove la migrazione

RuvC promuove la risoluzione delle giunzioni

No Mg ++ Con Mg ++

Difetti del Riparo e Malattie Genetiche MALATTIAFENOTIPO Difetto Genetico e Meccanismo Cancro ereditario Carcinoma del colon (non poliposico) MSH2 Riparo di mismatch Xeroderma pigmentoso Cancro della pelle XP A-G Riparo per escissione Atassia teleangectasia Leucemie, linfomi ATM kinasi Riparo di dsb per Ricombinazione Cancro ereditario Cancro della mammella/ovaio BRCA-2 Riparo per ricombinazione

Xeroderma pigmentosum (gr.A e gr.C) Sensori del Danno al DNA e Malattie Genetiche Sensori diretti RPA-XPA-XPC (Global Genome Repair via Escissione di nucleotidi-NER) RNA polimerasi II/TFIIH (Transcription-Coupled Repair via Escissione di nucleotidi-NER) DNA glicosilasi (Escissione di basi-BER) ATM-ATR-Ku70/80 Rotture a doppio filamento del DNA (Riparo per ricombinazione) Ataxia-telangectasia Sensori indiretti

Effettori/Mediatori del Riparo e Malattie Genetiche Xeroderma pigmentosum (gr.B, D, F, G) Escissione di nucleotidi-NER XPB-XPD (subunità di TFIIH) XPF-XPG (nucleasi) XPE? Riparo per ricombinazione BRCA-2 Forme genetiche di cancro della mammella