A descoberta do reparo do DNA pode melhorar a biotecnologia (com vídeo)

02 de março de 2023 (Notícias do Nanowerk) Uma equipe de pesquisadores da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Estadual de Michigan fez uma descoberta que pode ter implicações para estratégias terapêuticas de edição de genes, diagnósticos e terapias de câncer e outros avanços na biotecnologia. Kathy Meek, professora da Faculdade de Medicina Veterinária, e colaboradores da Universidade de Cambridge e dos Institutos Nacionais de Saúde descobriram um aspecto até então desconhecido de como as quebras na cadeia dupla do DNA são reparadas. Uma grande proteína quinase chamada DNA-PK inicia o processo de reparo do DNA; em seu novo relatório, são caracterizados dois complexos distintos de proteínas DNA-PK, cada um dos quais tem um papel específico no reparo do DNA que não pode ser assumido pelo outro. “Ainda me dá arrepios”, diz Meek. “Não acho que alguém teria previsto isso.” As descobertas de Meek são publicadas em Célula Molecular (“Dois complexos sinápticos distintos de longo alcance promovem diferentes aspectos do processamento final antes do reparo de quebras de DNA por união final não homóloga”), uma revista de alto impacto que cobre processos celulares essenciais, como o reparo do DNA.

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Como as quebras da fita dupla do DNA são reparadas

O DNA, o projeto da vida, tem o formato de uma hélice; no entanto, o DNA é surpreendentemente fácil de danificar. A luz ultravioleta, por exemplo, e muitas terapias contra o câncer, incluindo radiação ionizante e outros medicamentos específicos, podem causar danos ao DNA. Às vezes, apenas um dos dois fios se rompe. Como o DNA ainda é mantido unido pela segunda fita, as células podem reparar o DNA com bastante facilidade – as células apenas copiam a informação da segunda fita. É mais difícil para as células repararem danos no DNA quando ambas as cadeias estão quebradas. As informações na forma de nucleotídeos podem ser perdidas e devem ser adicionadas novamente antes que as extremidades do DNA sejam reunidas. Se uma célula tiver múltiplas quebras na fita dupla do DNA, as extremidades do DNA podem ser unidas ao parceiro errado. Esse tipo de erro costuma estar associado a muitos tipos de câncer. As rupturas da cadeia dupla também podem ser mais difíceis de reparar se os agentes prejudiciais ao DNA causarem modificações químicas nas extremidades do DNA. As extremidades danificadas do DNA são frequentemente chamadas de extremidades “sujas”. O DNA-PK pode ajudar a reparar quebras na fita dupla do DNA de duas maneiras. Para quebras com informações faltantes, ele pode ter como alvo enzimas que podem preencher os nucleotídeos faltantes – como uma espécie de agulha e linha costurando o DNA novamente. Para fins “sujos”, o DNA-PK recruta enzimas que podem cortar o DNA danificado para que as extremidades possam ser reunidas. Isto já era conhecido, mas uma questão-chave permaneceu sem resposta na literatura científica – até agora: como é que a DNA-PK sabe se deve preencher ou cortar as extremidades numa quebra de cadeia dupla?

Descoberta de dois complexos DNA-PK: preencher e cortar

A equipe de Meek e seus colaboradores publicaram anteriormente estudos estruturais que revelaram dois complexos DNA-PK diferentes, chamados dímeros. Embora muitos geneticistas moleculares já suspeitassem que a DNA-PK ajuda a manter as extremidades do DNA unidas durante o processo de reunião, muitos se perguntaram por que haveria dois dímeros, em vez de apenas um. Em seu novo estudo, Meek e seus colaboradores descobriram que os dois dímeros distintos de DNA-PK têm funções diferentes; um complexo recruta enzimas que preenchem informações perdidas, enquanto o outro ativa enzimas cortantes que removem pontas “sujas”. A equipe também descobriu que a eficácia do reparo depende do equilíbrio entre os dois dímeros.

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• Fonte: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php