Caracterização de sistemas de reparo de lesões oxidativas e fotoprodutos de Caulobacter crescentus

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Frank Sydney Fernández
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Caulobacter crescentus; GO system; Radical SAM superfamily; Sistema GO; SP liase; SP lyase; Superfamília radical SAM; Uracil-DNA glycosylase; Uracila-DNA glicosilase
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-16102020-014935/

A preservação da informação genética de uma geração para outra exige que a sequência de DNA do genoma da célula seja mantida sem alteração. No entanto, a integridade da sequência de DNA está sob constante ameaça de danos oxidativos como as espécies reativas de oxigênio (ROS). Uma das lesões oxidativas mais comuns é a 8-oxoguanina (8-oxoG), que tem um potencial mutagênico muito elevado. Outra fonte de dano ao DNA é a radiação UV que induz lesões como os dímeros de ciclobutano pirimidina (CPD) e os fotoprodutos 6-4 pirimidina- pirimidona (6-4 PP) que prejudicam processos vitais como a replicação e transcrição no DNA. Neste trabalho, estudamos sistemas de reparo destes tipos de lesões no organismo modelo Caulobacter crescentus. O sistema GO bacteriano é dedicado à prevenir os efeitos mutagênicos da 8-oxoG, sendo composto por três enzimas, MutM (Fpg) e MutY (DNA- glicosilases) que removem a 8-oxoG e adenina mal emparelhadas, respectivamente, e MutT que hidrolisa 8-oxodGTP do pool de nucleotídeos. Os fotoprodutos são reparados por duas principais vias, o reparo da excisão de nucleotídeos (NER) que remove e substitui os nucleotídeos danificados, e o mecanismo de reparação por reversão direta, mediado pelas DNA fotoliases. Curiosamente, em esporos bacterianos, é encontrada outra enzima, a liase de fotoprodutos de esporos (SP liase), que realiza a reversão direta de um fotoproduto específico de esporos (SP) de maneira independente da luz. A SP liase pertence à superfamília de enzimas S-adenosil-L-metionina (SAM) radical. O gene CCNA_02417 de C. crescentus codifica uma proteína desta superfamília e é parte de um operon com o gene CCNA_02418 que codifica uma proteína com dois domínios; um domínio DUF4130 e outro com similaridade com as uracila-DNA glicosilases. Os resultados obtidos mostram que a falta das glicosilases do sistema GO de C. crescentus confere um fenótipo mutador leve quando comparado com Escherichia coli, e a baixa mutagênese espontânea não se deve à participação de outras vias de reparo na ausência do sistema GO. Dois genes que codificam homólogos de Endo III estão presentes no genoma de C. crescentus, mas não cooperam com o sistema GO para o reparo de 8-oxoG. O estresse oxidativo por azul de metileno promove altos níveis de mutagênese na linhagem mutM mutY, mas estes genes não são regulados em reposta a danos oxidativos. Identificamos dois fatores que podem contribuir para a menor importância do sistema GO em C. crescentus na prevenção de mutagênese: menores níveis basais de 8-oxoG no DNA, e um efeito da menor temperatura ótima de crescimento deste microrganismo. Quanto ao reparo de fotoprodutos, caracterizamos pela primeira vez o operon CCNA_02417/CCNA_02418, demonstrando que estes genes são importantes para proteção contra os efeitos citotóxicos da luz UVC, sendo que CCNA_02418 possui um papel adicional de prevenção da mutagênese induzida por este agente. Dados preliminares de detecção imunológica mostram que estes genes estão envolvidos no reparo de fotoprodutos tipo CPDs.