La reparación del ADN es una colección de procesos mediante los cuales una célula identifica y corrige el daño a las moléculas de ADN que codifican su genoma

La reparación del ADN es una colección de procesos mediante los cuales una célula identifica y corrige el daño a las moléculas de ADN que codifican su genoma. En las células humanas, tanto las actividades metabólicas normales como los factores ambientales, como la radiación, pueden causar daño al ADN, lo que da como resultado hasta 1 millón de lesiones moleculares individuales por célula por día. Muchas de estas lesiones causan daño estructural a la molécula de ADN y pueden alterar o eliminar la capacidad de la célula de transcribir el gen que codifica el ADN afectado. Otras lesiones inducen mutaciones potencialmente dañinas en el genoma de la célula, que afectan la supervivencia de sus células hijas después de que se somete a la mitosis. Como consecuencia, el proceso de reparación del ADN está constantemente activo ya que responde al daño en la estructura del ADN. Cuando los procesos de reparación normales fallan, y cuando no ocurre la apoptosis celular, puede producirse un daño irreparable al ADN, incluyendo roturas de doble cadena y enlaces cruzados de ADN (enlaces cruzados entre hebras o ICL). Esto eventualmente puede conducir a tumores malignos o cáncer según la hipótesis de los dos golpes.

Crossing over

El cruce cromosómico (o crossing over) es el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos que da como resultado cromosomas recombinantes durante la reproducción sexual. Es una de las fases finales de la recombinación genética, que ocurre en la etapa de paquiteno de la profase I de la meiosis durante un proceso llamado sinapsis. La sinapsis comienza antes de que se desarrolle el complejo sinaptonémico y no se completa hasta casi el final de la profase I. El cruce generalmente ocurre cuando las regiones coincidentes en los cromosomas coincidentes se rompen y luego se vuelven a conectar al otro cromosoma.

Teoría de reparación de ADN

El crossing over y la reparación del ADN son procesos muy similares, que utilizan muchos de los mismos complejos de proteínas. Las recombinasas y las primasas sientan las bases de los nucleótidos a lo largo de la secuencia de ADN. Uno de estos complejos de proteínas particulares que se conserva entre los procesos es RAD51, una proteína recombinasa bien conservada que se ha demostrado que es crucial en la reparación del ADN y en el cruzamiento. Varios otros genes en D. melanogaster se han relacionado también con ambos procesos, al mostrar que los mutantes en estos loci específicos no pueden someterse a la reparación del ADN o al cruce. Dichos genes incluyen mei-41, mei-9, hdm, spnA y brca2. Este gran grupo de genes conservados entre procesos apoya la teoría de una estrecha relación evolutiva. Además, se ha encontrado que la reparación del ADN y el cruce favorecen regiones similares en los cromosomas. En un experimento que utilizó el mapeo híbrido de radiación en el cromosoma 3B del trigo (Triticum aestivum L.), se encontró que el cruzamiento y la reparación del ADN se producen predominantemente en las mismas regiones.  Además, se ha correlacionado que el cruce se produce en respuesta a condiciones estresantes y probablemente dañinas para el ADN

Enlaces a la transformación bacteriana

El proceso de transformación bacteriana también comparte muchas similitudes con el cruzamiento cromosómico, particularmente en la formación de salientes a los lados de la cadena de ADN rota, lo que permite el recocido de una nueva cadena. La transformación bacteriana en sí misma se ha relacionado con la reparación del ADN muchas veces. La segunda teoría proviene de la idea de que la meiosis evolucionó a partir de la transformación bacteriana, con la función de propagar la diversidad genética. Por lo tanto, esta evidencia sugiere que se trata de si el cruce está relacionado con la reparación del ADN o la transformación bacteriana, ya que los dos no parecen ser mutuamente excluyentes. Es probable que el cruce haya evolucionado a partir de la transformación bacteriana, que a su vez se desarrolló a partir de la reparación del ADN, lo que explica los vínculos entre los tres procesos.

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