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Riparazione del DNA, Checkpoints & Ciclo Cellulare. Fattori in grado di indurre lesioni nel DNA. Radiazioni ultraviolette Radiazioni ionizzanti Composti chimici naturali o di sintesi Specie reattive dell’ossigeno species La maggior parte di queste deriva da processi endogeni
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Fattori in grado di indurre lesioni nel DNA • Radiazioni ultraviolette • Radiazioni ionizzanti • Composti chimici naturali o di sintesi • Specie reattive dell’ossigeno species • La maggior parte di queste deriva da processi endogeni • In un organismo umano ogni giorno il DNA subisce ~100,000,000,000,000,000 lesioni
Le cellule tumorali sono altamente suscettibili all’inibizione della riparazione del DNA • Le cellule tumorali • Proliferano in modo non regolato • meno tempo a disposizione per riparare il DNA rispetto alle cellule normali • Crescono in condizioni di stress, il che causa un danno continuo al DNA • Presentano difetti nella riparazione del DNA • fenotipo mutator • La crescita continua nonostante l’instabilità genomica • Sono dipendenti dalle vie di riparazione del DNA che ancora possiedono
Tipi di lesione al DNA e meccanismi di riparazione Tipo di lesione: Single- strand breaks(SSBs) Double- strand breaks(DSBs) Addotti ingombranti O6- alchilguanina Inserzioni & delezionsi Mismatch repair Base excision repair Recombinational repair Riparazione diretta Nucleotide- excision repair Meccanismo di riparazione: HR NHEJ Enzimi di riparazione: PARP ATM DNA-PK XP, polimerasi AGT MSH2,MLH1
Inibitori di ATM, ATR e DNA-PKCS • Non selettivi • Caffeina (ATM/ATR) • Wortmannina • LY294002 • ATM-selettivi • KU-55933 • DNA-PKCS • NU-7441
MECCANISMI D’AZIONE DI UCN-01 • Inibizione isoforme Ca2+-dipendenti della PKC • (IC50 = 30 nM) • Inibizione isoforme Ca2+-indipendenti della PKC • (IC50~ 600nM) • Arresto del ciclo cellulare • inibizione CDKs • aumento della sintesi di p27kip1 e p21waf1 • Abolizione del checkpoint in G2
PARP-1 è un enzima chiave nella riparazione di single-strand DNA breaks DNA damage PARP PAR chains are degraded via PARG Binds directly to SSBs RepairedDNA NAD+ Nicotinamide+pADPr Repair enzymes PAR Once bound to damaged DNA, PARP modifies itself producing large branched chains of PAR
DNA SSB PNK 1 XRCC1 pol β LigIII Inhibition of PARP-1 prevents recruitment of repair factors to repair SSB PARP Replication (S-phase) DNA DSB L’inibizione di PARP-1 aumenta le lesioni a doppio filamento nel DNA
Cancer cell death Cellsurvival Effetto Selettivo dell’inibizione di PARP-1 in cellule tumorali con mutazioni di BRCA1 or BRCA2 DSB in DNA Normal cell BRCA-deficient cancer cell DSB repaired effectively via HR pathway Deficient HR pathway – DSB not repaired