El ADN está bajo ataque constante de químicos reactivos y radiación de fondo natural. Los radicales libres son los subproductos del metabolismo normal en las células humanas. Visto aquí como partículas brillantes, a veces reaccionan con el ADN y causan cambios químicos. La radiación también puede afectar el ADN. Por ejemplo, la luz ultravioleta del sol puede causar cambios químicos nocivos en el ADN de la piel. Estos cambios pueden conducir a torceduras en el ADN que evitan que los genes se lean correctamente o deleciones que alteran el tipo de proteína producida. Gracias al constante trabajo de reparación bioquímica, la mayoría de las mutaciones se corrigen antes de que tengan algún efecto. Pero en casos raros pueden acumularse mutaciones, y esto puede dar lugar a enfermedades como el cáncer. Video cortesía del Instituto Médico Howard Hughes ADN DAÑADO (archivo PDB 1TTD) Cuando se elimina una base del ADN, la estructura se altera localmente. En la vista izquierda, la base que falta da como resultado que la columna vertebral se mueva hacia la hebra opuesta, ya que no hay una base para emparejar y mantener las hebras alineadas. Además de los impactos en la columna vertebral, la base faltante tampoco está presente para apilarse con la base a continuación, que gira ligeramente y, por lo tanto, puede interrumpir los enlaces de hidrógeno con su compañero. La vista derecha muestra una imagen similar con una perspectiva ligeramente diferente. Estas distorsiones proporcionan un mecanismo por el cual las proteínas involucradas en la reparación pueden reconocer sitios dañados en el ADN. ENZIMA DE REPARACIÓN DE EXCISIÓN Base (PDB File1VAS) Las enzimas de reparación por escisión de base eliminan las bases dañadas para garantizar que se preserva la secuencia de ADN. La imagen de la izquierda muestra el mecanismo por el cual ocurre la eliminación. Una base no coincidente se gira fuera de la doble hélice y sobresale hacia la estructura enzimática, donde las cadenas laterales catalíticas de aminoácidos pueden hidrolizar el enlace N-glucosídico entre la base dañada y la estructura principal del ADN desoxirribosa. La proteína solo tiene una estructura helicoidal alfa y rodea el sitio de ADN dañado a lo largo y alrededor de la columna vertebral. La vista derecha se gira para ver parcialmente hacia abajo el eje de la hélice, y la base dañada se aleja de la hélice y apunta lejos de la cadena de azúcar y fosfato. Este estrés rotacional puede mejorar la velocidad de la reacción catalítica para eliminar la base. DESCRIPCIÓN DE TRANSPOSASE TRANSPOSASE (ARCHIVO PDB 1MUH) Las enzimas transposasa extraen segmentos de ADN de un lugar e insertan la secuencia extraída en otro sitio (a veces dejando una copia y otras sacándola). Por lo tanto, las transposasas tienen dos sitios de unión al ADN para que la enzima pueda llevar a cabo esta reacción. La primera estructura muestra una proteína en forma de diamante con láminas beta en las puntas superior e inferior, y dos láminas beta que admiten secciones alfa-helicoidales en el medio de la molécula. Tanto las láminas beta como las hélices alfa ocupan sitios en el surco principal de dos ADN separados unidos a la proteína. Como se muestra en la segunda estructura, esta unión distorsiona la estructura del ADN, presumiblemente para mejorar la velocidad de catálisis para la escisión de la cadena, y también acerca la columna vertebral de los dos ADN.
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