O Mecanismo de Dano ao DNA pela Radiação UV

a radiação Solar ultravioleta (UV) de exposição a gatilhos de danos ao DNA, um passo preliminar no processo de carcinogênese.

Crédito: janez volmajer/.com

A estabilidade do DNA é extremamente importante para o bom funcionamento de todos os processos celulares. A exposição à radiação UV altera a estrutura do ADN, afectando os processos fisiológicos de todos os sistemas vivos que vão desde bactérias até seres humanos.

radiação ultravioleta

a luz solar Natural estimula a produção de vitamina D, um nutriente importante para a formação de ossos saudáveis. No entanto, a luz solar também é uma importante fonte de radiação UV. Os indivíduos que recebem exposição excessiva aos UV correm um grande risco de desenvolver cancros da pele. Existem três tipos de raios UV: UVA, UVB e UVC.

• os raios UVC (100-280 nm) são os mais energéticos e prejudiciais dos três raios. Felizmente, o UVC é absorvido pela camada de ozônio antes de atingir a superfície da terra.
• os raios UVA (315-400 nm) possuem a menor energia e é capaz de penetrar profundamente na pele. A exposição prolongada tem sido associada ao envelhecimento e rugas da pele. A UVA é também a principal causa de melanomas.
• os raios UVB (280-315 nm) possuem maior energia do que os raios UVA e afetam a camada exterior da pele levando a queimaduras solares e tans. Carcinoma basocelular e carcinoma de células escamosas são causados pela radiação UVB.

danos ao ADN por radiação UV

o ADN é composto por duas cadeias complementares que são feridas numa dupla hélice. A mensagem hereditária é quimicamente codificada e composta pelos quatro nucleótidos adenina (a), timina (T), guanina (G) e citosina (C).

a luz UVB interfere diretamente com a ligação entre os nucleótidos no DNA. As duas principais lesões do DNA formadas pela exposição à UVB são ciclobutano pirimidina dimers (CPD) e 6-4 pirimidina pirimidona fotoprodutos (6-4PPs), e seus isômeros Dewar.

CPDs são formados quando duas bases pirimidina adjacentes (timina –TT ou citosina – CC) se tornam covalentemente ligadas produzindo uma estrutura de anel Cíclico. 6-4PPs resultam de uma única ligação covalente formada entre a extremidade 5′ de C6 e a extremidade 3′ de C4 das pirimidinas adjacentes. Isto leva à formação de um oxetano instável ou intermediário da azetidina, dependendo se a base final de 3′ é uma timina ou citosina.O rearranjo espontâneo subsequente destes intermediários dá origem a 6-4PP. Os dimers da pirimidina causam uma alteração na coluna vertebral do ADN, interrompendo a transcrição e a síntese proteica. 6-4 os adutos pirimidina pirimidona são submetidos à isomerização de sua forma de Dewar após exposição a outro fóton de luz a partir de radiação UVB ou UVA. A mutação mais comum induzida pela UVB é a transversão C A T. Substituições de base dupla (CC para TT) também ocorrem, embora com menor frequência.

a radiação UVA (e também UVB) causa danos indiretos ao DNA através da absorção de fótons por cromóforos não-DNA. Isso gera espécies reativas de oxigênio como o oxigênio singlet ou peróxido de hidrogênio que oxida as bases de DNA causando mutações. A mutação mais comum é a transversão G-T na qual a guanina é oxidada em 8-oxo – 7,8-dihidroguanina (8-oxoG) impedindo a sua ligação com a citosina. Durante o processo de replicação, 8-oxoG combina com adenina. Quando a segunda cadeia é sintetizada, 8-oxoG é substituído por uma timina levando a uma transversão G-T. As lesões genéticas produzidas pela radiação UV são frequentemente reparadas logo após a sua formação, através de um processo chamado reparação de excisão nucleótida. Uma enzima nuclease reconhece e remove um segmento de DNA contendo a lesão. Em seguida, a polimerase insere as bases corretas e ligase sela a abertura. No entanto, se as lesões não reparadas se acumularem ou o mecanismo de reparação estiver defeituoso, pode levar à morte celular, mutagénese e até mesmo cancro.

Leitura Adicional

• Todo o Conteúdo de ADN
• o Que é o DNA?
• propriedades do ADN
• modificações químicas do ADN
• funções biológicas do ADN

citações