Biologia-celula-110

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BIOLOGÍA CELULAR96
3’ ⇒ 5’, unida a la DNA polimerasa, escinde el nucleótido
con C y deja el anterior que está correctamente apareado
(Fig. 3.25.C). Ahora puede continuarse la elongación.
Sin embargo, existe una pequeña dificultad ¿cómo
se reconoce cuál es la cadena patrón y cuál la copiada
y, por tanto, en qué cadena hay que corregir el error?
En E. coli, el mecanismo de reconocimiento se basa en
que las bases A de las secuencias GATC se metilan un
tiempo después de su incorporación a la cadena, de
modo que todas las cadenas nuevas se reconocen du-
rante un período por la ausencia de metilación. En las
células eucariotas no hay metilación de adenina (en
los vertebrados la metilación del DNA está restringida
a la citosina) y, por tanto, el mecanismo no puede ser
el mismo, pero debe de existir algún otro tipo de mar-
cador. Se ha sugerido que las cadenas recién formadas
presentan muescas en la proximidad de los fragmen-
tos erróneos, y estas muescas son reconocidas por las
enzimas que intervienen en la supresión del fragmento
erróneo.
REPARACIÓN DEL DNA
Reparación de una cadena
En el DNA se producen miles de cambios aleatorios
provocados por la energía térmica. Los dos más frecuen-
tes son: 1) desaminación; por hidrólisis espontánea se-
guida de desplazamiento tautomérico, la citosina (C) se
transforma en uracilo (U); y 2) despurinización; por hi-
drólisis espontánea se desprende la guanina (G). A pe-
sar de que estas lesiones son muy frecuentes, en la se-
cuencia de DNA de la célula sólo se acumulan unos
pocos cambios estables al año, como máximo. La expli-
cación es que las lesiones se eliminan con una eficacia
notable a través de un proceso de reparación del DNA.
El fallo en los genes que reparan el DNA predispone al
cáncer y otras enfermedades. La extrema sensibilidad a
la luz ultravioleta en pacientes con xeroderma pigmen-
tosum se debe a la escasa capacidad para reparar los
daños que la luz produce en el DNA.
Esta reparación se basa en la disposición del DNA
formando un doble helicoide; por eso, en los virus de
una sola cadena de ácido nucleico no puede realizarse
la reparación y las frecuencias de mutación son muy
elevadas. 
En el caso de la desaminación, la base alterada, al
perder su emparejamiento con la cadena complementa-
ria no lesionada, es detectada y eliminada por una de
las DNA glucosidasas (hay una diferente para cada ba-
se) que van recorriendo el helicoide. A continuación, la
acción conjunta de las enzimas AP endonucleasa y fos-
fodiesterasa detectan el azúcar-fosfato del nucleótido
cuya base alterada ha sido ya eliminada y lo eliminan
cortando la cadena en ese punto. Después ese nucleóti-
do es reemplazado por el nucleótido correcto para el
emparejamiento por la acción de la DNA polimerasa, y
el nuevo nucleótido es empalmado a la cadena por la
DNA ligasa (Fig. 3.26.A). En el caso de la despuriniza-
ción, como la base ya se ha perdido, actúa directamente
la AP endonucleasa, y después la DNA polimerasa y la
DNA ligasa.
Otras veces se altera no una base aislada, sino un
fragmento de una de ambas cadenas; por ejemplo, por
enlaces de varias bases con carbohidratos, como ocurre
en la acción del carcinógeno benzopireno, o la forma-
ción de varios dímeros pirimidínicos (TT, TC, CC) a cau-
sa de la luz solar. En ese caso, el fragmento alterado es
reconocido y cortado en ambos extremos por un gran
complejo multienzimático. A continuación el fragmento
es eliminado por la DNA helicasa, y sustituido por el
fragmento correcto por la acción de la DNA polimerasa
y la DNA ligasa (Fig. 3.26.B).
Reparación de ambas cadenas
Una vez que ambas cadenas del DNA se han roto en un
punto, se produce una degradación de los nucleótidos
adyacentes al punto de ruptura en una extensión dife-
rente en cada cadena. La reparación es más difícil, pues
no existe cadena modelo (Fig. 3.27). Hay dos mecanis-
mos de reparación: 1) la unión no homóloga de los ex-
Integrasa
Secuencias de
sitio específico
de reconocimiento
Cromosoma de E. coli 
Cromosoma del
bacteriófago λ 
A
B
C D
Figura 3.23. Recombinación génica de sitio específico.
Secuencias determinadas de un cromosoma son reconoci-
das y cortadas por enzimas de recombinación de sitio espe-
cífico e insertadas en otros cromosomas. En el esquema se
ilustra la inserción del genoma del bacteriófago λ en el cro-
mosoma de Escherichia coli. La enzima de recombinación
en este caso es la integrasa λ.
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