Reparación del ADN
La reparación del ADN es el proceso por el que una célula identifica y corrige los daños en sus moléculas de ADN.
En las células, las actividades metabólicas normales y los factores ambientales, como la luz ultravioleta y la radiación, dañan el ADN. Se producen hasta un millón de lesiones moleculares por célula al día. Muchas de estas lesiones causan daños estructurales en la molécula de ADN y pueden alterar o eliminar la capacidad de la célula para transcribir el gen afectado. Otras lesiones inducen mutaciones potencialmente dañinas en el genoma de la célula, que afectan a la supervivencia de sus células hijas después de dividirse. El proceso de reparación del ADN debe estar constantemente activo para poder responder rápidamente a cualquier daño en la estructura del ADN.
La tasa de reparación del ADN depende de muchos factores, como el tipo de célula, la edad de la misma y el entorno extracelular. Una célula que ha acumulado muchos daños en el ADN, o que ya no repara eficazmente los daños, puede entrar en uno de estos tres estados:
Daños en el ADN que dan lugar a múltiples cromosomas rotos
Reparación del ADN
La tasa de reparación del ADN depende de muchos factores, como el tipo de célula, la edad de la misma y el entorno extracelular. Muchos de los genes que inicialmente se demostró que influían en la duración de la vida han resultado estar implicados en la reparación y protección del daño del ADN.
Daños y mutaciones
Los daños en el ADN y la mutación son fundamentalmente diferentes.
- Los daños son anomalías físicas en el ADN, como las roturas de una o dos cadenas. Los daños en el ADN pueden ser reconocidos por las enzimas, por lo que pueden ser reparados. La reparación necesita la secuencia no dañada en la cadena de ADN complementaria o en un cromosoma homólogo. Si una célula conserva un daño en el ADN, se puede impedir la transcripción de un gen y, por tanto, también se bloqueará la traducción a una proteína. También puede bloquearse la replicación o la célula puede morir.
- Una mutación es un cambio en la secuencia de bases del ADN. Una mutación no puede ser reconocida por las enzimas una vez que el cambio de base está presente en ambas cadenas de ADN, por lo que una mutación no puede ser reparada. A nivel celular, las mutaciones pueden causar alteraciones en la función y regulación de las proteínas. Las mutaciones se reproducen cuando la célula se replica. En una población de células, la frecuencia de las células mutantes aumentará o disminuirá en función de los efectos de la mutación en la capacidad de la célula para sobrevivir y reproducirse.
Aunque son diferentes entre sí, los daños en el ADN y las mutaciones están relacionados porque los daños en el ADN suelen causar errores de síntesis del ADN durante la replicación o la reparación; estos errores son una fuente importante de mutaciones. Los daños en el ADN de las células que se dividen con frecuencia, al dar lugar a mutaciones, son una causa importante de cáncer. Por el contrario, los daños en el ADN de las células que se dividen con poca frecuencia son probablemente una causa importante de envejecimiento.
Investigación del Premio Nobel 2015
El Premio Nobel de Química de 2015 recayó en tres científicos que descubrieron cada uno una parte de la historia de la reparación del ADN.
- Tomas Lindahl FRS, que es sueco y trabaja en el Reino Unido, descubrió un mecanismo llamado reparación por escisión de bases. Contrarresta la degradación del ADN.
- El turco Aziz Sancar, profesor de la Universidad de Carolina del Norte, descubrió una reparación del ADN diferente, denominada reparación por escisión de nucleótidos.
- El estadounidense Paul Modrich, de la Universidad de Duke (Carolina del Norte), demostró cómo las células corrigen los fallos del ADN que se producen en la división celular. Este mecanismo, denominado reparación de desajustes, da lugar a una reducción de 1.000 veces en la frecuencia de errores cuando se replica el ADN.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la reparación del ADN?
R: La reparación del ADN es el proceso mediante el cual una célula identifica y corrige los daños en sus moléculas de ADN causados por las actividades metabólicas normales y por factores ambientales, como la luz ultravioleta y la radiación.
P: ¿Cuántas lesiones moleculares pueden producirse por célula y día?
R: Se pueden producir hasta un millón de lesiones moleculares por célula y día.
P: ¿Qué puede causar un daño estructural en la molécula de ADN?
R: Los daños estructurales en la molécula de ADN pueden alterar o eliminar la capacidad de la célula para transcribir el gen afectado.
P: ¿A qué pueden afectar las mutaciones potencialmente dañinas inducidas por las lesiones del ADN?
R: Las mutaciones potencialmente dañinas inducidas por las lesiones del ADN pueden afectar a la supervivencia de las células hijas de la célula tras su división.
P: ¿Por qué el proceso de reparación del ADN debe estar constantemente activo?
R: El proceso de reparación del ADN debe estar constantemente activo para que pueda responder rápidamente a cualquier daño en la estructura del ADN.
P: ¿Qué factores pueden afectar a la tasa de reparación del ADN?
R: Muchos factores pueden afectar a la tasa de reparación del ADN, como el tipo de célula, la edad de la célula y el entorno extracelular.
P: ¿Qué puede ocurrirle a una célula que ha acumulado muchos daños en el ADN o que ya no repara eficazmente los daños?
R: Una célula que ha acumulado muchos daños en el ADN, o una que ya no repara eficazmente los daños, puede entrar en uno de estos tres estados.
