Il più comune danno ossidativo a livello del DNA è rappresentato dalla modificazione della base guanina, che genera la 8-ossi-guanina. Questa base modificata, quando è presente sulla doppia elica in appaiamento con una citosina, viene riconosciuta dalla DNA glicosilasi OGG1 e rimossa, innescando il processo di riprazione per escissione di basi (BER) ad opera della DNA polimerasi beta. Nel caso in cui, tuttavia, il danno venga generato durante la replicazione, la 8-ossi-guanina viene esposta sull'elica a singolo filamento che viene ricopiata dalle DNA polimerasi replicative. A causa della particolare struttura tautomerica adottata dalla base modificata, le DNA polimerasi replicative "leggono" la sequenza in modo errato, incorporando un'adenina in corrispondenza della lesione. Questo genera un misaccoppiamento 8-ossi-guanina/adenina che viene riconosciuto da una glicosilasi specifica, MUTYH, la quale tuttavia rimuove l'adenina, lasciando intatta la lesione sull'elica opposta di DNA. La riparazione attraverso il BER deve quindi assolutamente procedere attraverso l'incorporazione di una citosina di fronte alla guanina lesionata, al fine di pemetterne il riconoscimento da parte della glicosilasi OGG1. Il nostro studio dimostra che in questo processo la DNA polimerasi beta e' molto inefficace, incorporando ripetutamente un'adenina di fronte alla lesione, innescando cosi' un ciclo futile, mentre la DNA polimerasi lambda è molto più efficiente, incorporando una cirosina nel 99% dei casi. Inoltre identifica quale meccanismo consente al BER di "selezionare" la DNA polimerasi lambda al posto della beta a seguito dell'azione della glicosilasi MUTYH. Infatti il nostro studio dimostra che questa selezione avviene ad opera delle proteine ausiliarie PCNA e RP-A, le quali da un lato aumentano l'efficienza della DNA polimerasi lambda nell'incorporare la citosina in corrispondenza della guanina ossidata, dall'altro inibiscono l'azione della DNA polimerasi beta su questo particolare substrato. Inoltre, l'analisi dei profili di espressione delle polimerasi beta e lambda durante la trasformazione tumorale, suggerisce che l'alterazione dei loro livelli sia importante per la tumorigenesi.
Maga G, Crespan E, Wimmer U, van Loon B, Amoroso A, Mondello C, Belgiovine C,
Ferrari E, Locatelli G, Villani G, Hübscher U.
Replication protein A and proliferating cell nuclear antigen coordinate DNA polymerase selection in 8-oxo-guanine repair.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Dec 30;105(52):20689-94.
Focus