Las proteínas son grandes biomoléculas y macromoléculas que comprenden una o más cadenas largas de residuos de aminoácidos. Pero, ¿sabías que PARP-1, un tipo de proteína, repara constantemente nuestro ADN dañado?
La PARP-1 es una proteína que se encuentra en nuestras células y que constantemente repara el ADN dañado. Sin embargo, no puede reparar el ADN de las neuronas mientras estamos despiertos. Como resultado, se acumula hasta que nos quedamos dormidos. Según una nueva investigación, la acumulación de PARP-1 nos hace dormir
¿Qué es la proteína PARP-1 y dónde ocurre la mayor parte de su actividad?
PARP-1, también conocida como NAD+ ADP-ribosiltransferasa 1 o poli ADP-ribosa sintasa 1, es una enzima codificada por el gen PARP1 en humanos. Es la más abundante de la familia de enzimas PARP y representa el 90% del NAD+ utilizado por la familia.
La PARP-1 se encuentra en lugar de la histona H1 en los genes activos. Se encuentra en el núcleo celular y puede detectar y responder a cambios metabólicos y químicos a nivel celular de inmediato. (Fuente: Royal Society of Chemistry)
¿Cómo mejora la proteína PARP-1 la reparación del ADN en las neuronas al promover el sueño?
Se desconocen las características de los impulsores del sueño y los mecanismos por los cuales el sueño alivia la presión de la homeostasis celular. Los niveles de daño en el ADN en moscas, peces cebra, ratones y humanos aumentan durante la vigilia y disminuyen durante el sueño. Mostramos que 6 horas de sueño consolidado es suficiente para reducir el daño del ADN en el palio dorsal del pez cebra.
El sueño y la reparación del ADN fueron desencadenados por la inducción de daño en el ADN por actividad neuronal y mutágenos. Las proteínas de respuesta al daño del ADN (DDR) Rad52 y Ku80 aumentaron durante el sueño, y la dinámica cromosómica aumentó la actividad de Rad52.
Después de la privación del sueño, aumentó la actividad del iniciador de DDR PARP-1. PARP-1 promovió el sueño tanto en larvas de pez cebra como en ratones adultos. Su inhibición redujo la dinámica y la reparación de los cromosomas dependientes del sueño.
Estos hallazgos muestran que el daño en el ADN es un impulsor homeostático del sueño y que las vías de PARP-1 pueden detectar esta presión celular y facilitar el sueño y la actividad de reparación. (Fuente: X-MOL)
¿Cómo detecta el ADN PARP-1 el daño y repara las células?
Al formar la modificación postraduccional poli ADP-ribosa, PARP-1 afecta la transcripción de genes, la señalización de muerte celular y la reparación del ADN ADP-ribosa. PARP-1 se asocia rápidamente con el daño del ADN durante la respuesta fisiológica al estrés genotóxico, lo que resulta en una poderosa estimulación de la síntesis de poli ADP-ribosa sobre un nivel basal bajo de actividad de PARP-1.
Comprender la función biológica de PARP-1 depende del daño del ADN. Aún así, los conocimientos estructurales sobre los mecanismos detrás de esta forma de regulación siguen siendo difíciles de alcanzar, en parte debido a la arquitectura de seis dominios extremadamente modular de PARP-1. PARP-1 utiliza dedos de zinc únicos para detectar rupturas de ADN a través de interacciones independientes de la secuencia con bases de nucleótidos expuestas, un sello típico de estructuras de ADN dañadas y aberrantes, según investigaciones estructurales recientes.
Basado en una estructura cristalina de los dominios críticos de PARP-1 en asociación con una rotura de cadena de ADN, se ha revelado el método para conectar la detección de daños en el ADN con la producción mejorada de poli ADP-ribosa. Muchos dominios de PARP-1 chocan con el ADN dañado, generando una red de interacciones entre dominios que provocan cambios desestabilizadores en el dominio catalítico, lo que resulta en una mayor síntesis de poli ADP-ribosa. (Fuente: Biblioteca Nacional de Medicina)