Danos ao DNA podem ocorrer devido a vários fatores, como toxinas ambientais, radiação ou erros durante a replicação do DNA. Para garantir a integridade e estabilidade do genoma, as células desenvolveram mecanismos intrincados de reparo do DNA. Aqui estão alguns mecanismos-chave envolvidos no reparo do DNA e como as células os regulam:

1. Detecção de danos ao DNA:
As células possuem proteínas especializadas que monitoram constantemente o DNA em busca de danos. Quando ocorre dano ao DNA, essas proteínas sensoras se ligam ao local danificado, iniciando o processo de reparo do DNA.

2. Vias de reparo do DNA:
Existem várias vias de reparação do ADN, cada uma especializada na reparação de tipos específicos de danos no ADN. A escolha da via de reparação depende da natureza e extensão do dano.

a) Reparo por Excisão de Base (BER):BER repara danos a bases individuais, como dano oxidativo ou alquilação.

b) Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER):O NER remove lesões volumosas de DNA causadas pela radiação UV ou por certos produtos químicos.

c) Reparo de incompatibilidade (MMR):O MMR corrige erros que ocorrem durante a replicação do DNA, garantindo a fidelidade do DNA recém-sintetizado.

d) Recombinação Homóloga (HR):HR repara quebras de fita dupla usando uma sequência de DNA homóloga não danificada como modelo.

e) Junção de extremidades não homólogas (NHEJ):NHEJ une diretamente extremidades quebradas do DNA, muitas vezes com alguma perda de informação genética.

3. Regulação do reparo do DNA:
As células regulam rigorosamente as vias de reparação do ADN para manter a estabilidade genómica e prevenir atividades de reparação excessivas que podem levar a mutações. Aqui estão alguns mecanismos de regulação:

a) Pontos de verificação do ciclo celular:danos no DNA podem desencadear pontos de verificação do ciclo celular, interrompendo a progressão da célula ao longo do ciclo celular para permitir tempo suficiente para reparo antes da replicação ou divisão.

b) Proteínas de reparo de DNA:A expressão e atividade das proteínas de reparo de DNA são reguladas por vários sinais celulares, incluindo o próprio dano ao DNA. Algumas proteínas envolvidas no reparo do DNA são expressas constitutivamente, enquanto outras são induzidas em resposta a danos no DNA.

c) Modificações Pós-Traducionais:As proteínas de reparo do DNA podem sofrer modificações pós-traducionais, como fosforilação, acetilação ou ubiquitinação, que modulam sua atividade, estabilidade e interações com outras proteínas.

d) Vias de sinalização:O dano ao DNA ativa vias de sinalização específicas, como a via de resposta a danos no DNA (DDR), que coordena o reparo do DNA, pontos de verificação do ciclo celular e outras respostas celulares a danos no DNA.

No geral, as células empregam mecanismos reguladores sofisticados para garantir a reparação eficiente e precisa do DNA danificado, preservando assim a integridade do genoma e mantendo a homeostase celular. A desregulação das vias de reparação do ADN pode levar à instabilidade genómica e contribuir para várias doenças humanas, incluindo cancro e doenças genéticas.