SISTEMA DE REPARACIN SOS

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SISTEMA DE REPARACIÓN SOS

• ALICIA PESTAÑA MORAL

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• La fidelidad de la replicación del DNA es
  importantísima, sin embargo, ésta no es del 100.
  Ya que por cada ciclo de replicación se introduce
  un buen número de errores. Además, el ADN celular
  es constantemente alterado por constituyentes
  celulares, entre los que se encuentran las
  especies de oxígeno activo (subproductos del
  metabolismo). También muchos agentes
  medioambientales atacan y modifican al DNA. Por
  lo tanto, el mantenimiento de la información
  genética requiere la reparación constante de DNA.

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• La gran variedad de mecanismos de reparación
  presentes aún en organismos tan simples como E.
  Coli indica la importancia biológica de la
  reparación del DNA.
• El sistema de reparación SOS, es el último
  recurso de la célula para asegurar su
  supervivencia frente a una lesión que no ha
  podido ser resuelta por los sistemas
  convencionales de reparación de la propia célula.

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FUNCIONES SOS DE REPARACIÓN.

• Este sistema de reparación no es un sistema
  único, sino que está integrado por los siguientes
  sistemas
• Sistema de reparación por escisión de nucleótidos
• Sistema de reparación por recombinación.

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• Por lo general, este sistema SOS actúa
• En respuesta a una parada durante replicación del
  ADN como consecuencia de daños en el mismo, se
  induce la expresión de más de 20 genes, muchos de
  ellos implicados en la reparación.
• Se aumenta la supervivencia de las células.
• Se induce una alta tasa de mutaciones, (de ahí
  que también se le llame sistema de reparación
  tendente al error)

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(No Transcript)
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• En esta respuesta de emergencia la expresión,
  regulación y modulación de dichos genes es
  mediado por el circuito RecA/LexA.
• La proteína LexA es el represor común a todos los
  genes SOS, incluido el gen RecA, cuya proteína es
  la responsable de inducir o activar el sistema
  SOS.

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• La proteína RecA estimula la rotura catalítica de
  varias proteínas. Es esta actividad coproteasa la
  que le otorga un papel importante en la
  regulación del sistema SOS, y en otros procesos
  de reparación del ADN, ya que es esta la acción
  que RecA ejerce sobre el represor LexA
  conduciendo a la inducción de los genes del
  sistema SOS.

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QUÉ HACE QUE SE ACTIVE EL SISTEMA SOS?

• Una gran variedad de agentes dañantes pueden
  inducir el regulón SOS (conjunto de operones
  regulados por un represor común)
• La proteína RecA, puede ser activada por algún
  intermediario común del metabolismo del ADN.
• La proteína RecA, también puede ser activada en
  presencia de cofactores como es el ATP.
• Regiones de simple cadena generados por la ADN
  polimerasa III al sobrepasar el sitio dañado en
  el ADN, activan la proteína RecA.
• Una vez activada RecA, va a promover la
  inactivación de LexA para así poder expresarse
  los genes SOS.

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CÓMO ACTÚA SOS?

• La lesión es detectada por la DNA polimerasa III
  y ante la imposibilidad de repararla, se detiene
  la replicación hasta que una polimerasa capaz de
  insertar un nucleótido incorrecto frente a la
  lesión lleva a cabo una reparación tendente al
  error, produciendo de esta manera una mutación,
  pero permitiendo que continúe la síntesis normal
  de DNA.

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• Todo este proceso requiere de una gran cantidad
  de proteínas, como son UmuD y UmuC, que en
  condiciones normales se expresan a muy bajos
  niveles. Ambas proteínas se hallan controladas a
  nivel transcripcional por LexA.

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• Durante el crecimiento normal, LexA reprime la
  expresión de los genes SOS. Sin embargo, cuando
  el DNA está dañado (y no se puede replicar
  completamente), las hebras simples resultantes se
  unen a la RecA, la cual va a quedar activada tras
  esta unión, formando así un complejo ADN-RecA que
  a su vez se va a unir a LexA provocándole su
  fragmentación para así inactivarla. Por lo tanto,
  los genes normalmente reprimidos por LexA son
  activados.

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• Entre los genes activados se encuentran los que
  codifican para las proteínas UmuD y UmuC. La
  proteína RecA va a catalizar la proteólisis de
  UmuD para dar lugar a su forma activa, UmuD.
  Ahora se unen dos moléculas de UmuD con una
  molécula de UmuC, este complejo formado se une a
  la región del DNA donde se ha producido la
  lesión, con la intervención de RecA.

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• De este modo el complejo UmuDy UmuC
  interaccionan en el lugar dañado del DNA con dos
  subunidades de la DNA polimerasa, formando de
  esta forma un mutasoma, esto es, un complejo
  multiproteico que facilita la replicación
  tendente a error.
• Al repararse el DNA, el complejo DNA-RecA
  desaparece, entonces el LexA recientemente
  sintetizado reprime de nuevo la expresión de los
  genes SOS.

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(No Transcript)
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POLIMERASAS DEL SOS

• En un principio se pensaba que el complejo UmuD-
  UmuC actuaba sobre la polimerasa III, pero
  recientemente se ha demostrado la existencia de
  la DNA polimerasa V, la cual es la responsable de
  incorporar un nucleótido incorrecto frente a la
  lesión y encargada también de elongar la cadena
  tras desplazar a la DNA polimerasa III. La va a
  elongar unos cuantos nucleótidos y posteriormente
  vuelve a actuar la DNA polimerasa III.

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• Debido a la peligrosidad que para la estabilidad
  de la célula supone la mutagénsis SOS, se va a
  encontrar regulada mediante distintos mecanismos
• El promotor del operón UmuDC está fuertemente
  reprimido por LexA y sólo se induce su expresión
  cuando las lesiones en el DNA son elevadas.
• Tanto UmuD como UmuC son proteínas muy lábiles.
• La atohidrólisis de UmuD es más lenta que la de
  la proteína LexA
• UmuD puede formar dímeros entre sí, y también
  puede unirse a UmuD, ambos estructuras no son
  funcionales y son más probables que los
  homodímeros UmuD, debido a que los primeros
  poseen más afinidad por unirse.

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REGULACIÓN DE LA REPARACIÓN DEL DNA POR EL
SISTEMA SOS EN E.COLI.

• Cuando se corta la proteína LexA, entre los
  muchos genes del regulón SOS inducidos se
  encuentra el propio LexA, por lo que la cantidad
  de LexA aumenta significativamente. Sin embargo,
  mientras las lesiones del DNA continúen estando
  presentes y la proteína RecA esté todavía
  activada, la proteína LexA continuará siendo
  cortada y no podrá reprimir muchos genes. A
  medida que se reparan las lesiones, la cantidad
  de RecA activada disminuye y , por lo tanto, el
  corte de LexA disminuye. Los niveles
  incrementados de LexA en la célula se unen a los
  operadores de los genes y la respuesta es
  gradualmente anulada.

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BIBLIOGRAFÍA.

• Donald Voet, Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt.
  Fundamentos de Bioquímica. 2º edición. Buenos
  Aires Médica Panamericana.
• Thomas M. Devlin, Ph. D. Bioquímica. 4º edición.
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• M. Zafri Humayun. Department of Microbiology and
  Molecular Genetics, UMDNF_ New Jersey Medical
  School, 185 South Orange Avenue, Newark, NJ
  07103-2714, USA. Molecular Microbiology
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• http//www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema4.htm
• http//www.pakosimarro.com/paraimprimir/diversidad
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