1. Rilevamento del danno al DNA:
Le cellule hanno proteine specializzate che monitorano costantemente il DNA per individuare eventuali danni. Quando si verifica un danno al DNA, queste proteine sensore si legano al sito danneggiato, avviando il processo di riparazione del DNA.
2. Vie di riparazione del DNA:
Esistono diversi percorsi di riparazione del DNA, ciascuno specializzato nella riparazione di tipi specifici di danno al DNA. La scelta del percorso di riparazione dipende dalla natura e dall’entità del danno.
a) Base Excision Repair (BER):BER ripara i danni alle singole basi, come il danno ossidativo o l'alchilazione.
b) Nucleotide Excision Repair (NER):il NER rimuove le lesioni voluminose del DNA causate dalle radiazioni UV o da alcune sostanze chimiche.
c) Mismatch Repair (MMR):l'MMR corregge gli errori che si verificano durante la replicazione del DNA, garantendo la fedeltà del DNA appena sintetizzato.
d) Ricombinazione omologa (HR):l'HR ripara le rotture del doppio filamento utilizzando una sequenza di DNA omologa non danneggiata come modello.
e) Unione delle estremità non omologhe (NHEJ):NHEJ unisce direttamente le estremità rotte del DNA, spesso con una certa perdita di informazioni genetiche.
3. Regolazione della riparazione del DNA:
Le cellule regolano strettamente i percorsi di riparazione del DNA per mantenere la stabilità genomica e prevenire attività di riparazione eccessive che potrebbero portare a mutazioni. Ecco alcuni meccanismi di regolazione:
a) Punti di controllo del ciclo cellulare:il danno al DNA può innescare punti di controllo del ciclo cellulare, arrestando la progressione della cellula attraverso il ciclo cellulare per consentire tempo sufficiente per la riparazione prima della replicazione o divisione.
b) Proteine di riparazione del DNA:l'espressione e l'attività delle proteine di riparazione del DNA sono regolate da vari segnali cellulari, incluso il danno al DNA stesso. Alcune proteine coinvolte nella riparazione del DNA sono espresse in modo costitutivo, mentre altre sono indotte in risposta al danno al DNA.
c) Modifiche post-traduzionali:le proteine riparatrici del DNA possono subire modifiche post-traduzionali, come fosforilazione, acetilazione o ubiquitinazione, che modulano la loro attività, stabilità e interazioni con altre proteine.
d) Vie di segnalazione:il danno al DNA attiva specifiche vie di segnalazione, come la via di risposta al danno del DNA (DDR), che coordina la riparazione del DNA, i punti di controllo del ciclo cellulare e altre risposte cellulari al danno al DNA.
Nel complesso, le cellule utilizzano sofisticati meccanismi di regolazione per garantire una riparazione efficiente e accurata del DNA danneggiato, preservando così l’integrità del genoma e mantenendo l’omeostasi cellulare. La disregolazione dei percorsi di riparazione del DNA può portare all’instabilità genomica e contribuire a varie malattie umane, tra cui il cancro e le malattie genetiche.
