Tipo di danno al DNA: Diversi percorsi di riparazione del danno al DNA sono specializzati nella gestione di tipi specifici di danno al DNA. Ad esempio, la riparazione per escissione di basi (BER) è responsabile della riparazione di lesioni piccole e non ingombranti del DNA come basi ossidate e rotture del singolo filamento. D'altra parte, la ricombinazione omologa (HR) e l'unione delle estremità non omologhe (NHEJ) sono coinvolte nella riparazione delle rotture del doppio filamento (DSB), che sono lesioni del DNA più complesse e potenzialmente letali.
Fase del ciclo cellulare: La fase del ciclo cellulare influenza anche la scelta del percorso di riparazione del danno al DNA. In generale, l'HR è la via di riparazione DSB predominante durante le fasi S e G2 del ciclo cellulare quando i cromatidi fratelli sono disponibili come modelli per una riparazione accurata. Tuttavia, NHEJ può operare durante tutto il ciclo cellulare, anche nelle cellule che non si dividono.
Disponibilità di proteine di riparazione: La disponibilità e l'attività di specifiche proteine di riparazione svolgono un ruolo cruciale nel determinare la scelta del percorso di riparazione del danno al DNA. Ad esempio, la presenza delle proteine BRCA2 e RAD51 è essenziale per l'HR, mentre le proteine Ku70 e Ku80 sono necessarie per NHEJ. Se le proteine chiave per un particolare percorso sono carenti o mutate, la cellula può fare affidamento su percorsi di riparazione alternativi o subire meccanismi di riparazione soggetti a errori.
Vie di segnalazione del danno al DNA: Il danno al DNA innesca l’attivazione di varie vie di segnalazione che coordinano le risposte cellulari, inclusa la riparazione del DNA. Questi percorsi, come i percorsi ATM (atassia-telangiectasia mutata) e ATR (atassia-telangiectasia e correlati a Rad3), aiutano a reclutare proteine di riparazione nel sito danneggiato e promuovono la scelta di percorsi di riparazione specifici.
Contesto cellulare e modificazioni epigenetiche: Il contesto cellulare e le modifiche epigenetiche possono anche influenzare la selezione del percorso di riparazione del danno al DNA. Ad esempio, alcuni tipi di danni al DNA possono essere più diffusi in specifici tipi di cellule o tessuti, portando all’uso preferenziale di determinati percorsi di riparazione. Le modifiche epigenetiche, come la metilazione del DNA e le modifiche degli istoni, possono influenzare la struttura e l'accessibilità della cromatina, influenzando così l'efficienza e la scelta dei percorsi di riparazione del DNA.
In sintesi, le cellule selezionano le vie di riparazione del danno al DNA in base al tipo di danno al DNA, allo stadio del ciclo cellulare, alla disponibilità di proteine di riparazione, alle vie di segnalazione del danno al DNA e al contesto cellulare. La selezione del percorso di riparazione appropriato è fondamentale per mantenere la stabilità genomica, prevenire le mutazioni e garantire la corretta funzione cellulare.
