Las proteínas son biomoléculas y macromoléculas grandes que comprenden una o más cadenas largas de residuos de aminoácidos. ¿Pero sabías que la 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 repara constantemente el ADN dañado. Sin embargo, no puede reparar el ADN en las neuronas mientras estamos despiertos. Como resultado, se acumula hasta que nos quedamos dormidos. Según nuevas investigaciones, 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 polisintasa de ADP-ribosa 1, es una enzima codificada por el gen PARP1 en humanos. Es la más abundante de la familia de enzimas PARP, representando el 90 % del NAD+ utilizado por la familia.
La PARP-1 se encuentra en lugar de la histona H1 en genes activos. Se localiza 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 neuronas al promover el sueño?
Las características de los impulsores del sueño y los mecanismos por los cuales el sueño alivia la presión de homeostasis celular son desconocidos. Los niveles de daño del ADN en moscas, peces cebra, ratones y humanos aumentan durante la vigilia y disminuyen durante el sueño. Demostramos que 6 horas de sueño consolidado son suficientes para reducir el daño del ADN en el pallium dorsal del pez cebra.
El sueño y la reparación del ADN fueron desencadenados por la inducción de daño del ADN mediante la actividad neuronal y mutágenos. Las proteínas de respuesta al daño del ADN (DDR) Rad52 y Ku80 aumentaron durante el sueño, y la dinámica cromosómica incrementó la actividad de Rad52.
Tras la privación de sueño, la actividad del iniciador de DDR PARP-1 aumentó. PARP-1 promovió el sueño tanto en larvas de pez cebra como en ratones adultos. Su inhibición redujo la dinámica cromosómica dependiente del sueño y la reparación.
Estos hallazgos demuestran que el daño del ADN es un impulsor homeostático del sueño y que las vías de PARP-1 pueden detectar esta presión celular y facilitar la actividad de sueño y reparación. (Fuente: X-MOL)
¿Cómo detecta el ADN de PARP-1 el daño y repara las células?
Al formar la modificación postraduccional poli ADP-ribosa, PARP-1 afecta la transcripción génica, la señalización de muerte celular y la reparación del ADN mediante ADP-ribosa. PARP-1 se asocia rápidamente con el daño del ADN durante la respuesta fisiológica al estrés genotóxico, lo que resulta en una potente estimulación de la síntesis de poli ADP-ribosa sobre un bajo nivel basal de actividad de PARP-1.
Comprender la función biológica de PARP-1’s depende del daño al ADN. Sin embargo, los conocimientos estructurales sobre los mecanismos detrás de esta forma de regulación han permanecido elusivos, en parte debido a la arquitectura extremadamente modular de seis dominios de PARP-1. PARP-1 utiliza dedos de zinc únicos para detectar rupturas del ADN mediante interacciones independientes de la secuencia con bases nucleotídicas expuestas, una característica típica 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 la cadena de ADN, se ha revelado el método que conecta la detección del daño al ADN con la producción aumentada de poli ADP-ribosa. Los numerosos dominios de PARP-1 colisionan con el ADN dañado, generando una red de interacciones interdominio que provocan cambios desestabilizadores en el dominio catalítico, lo que resulta en una mayor síntesis de poli ADP-ribosa. (Fuente: Biblioteca Nacional de Medicina)
