Desaminación

Desaminación es la eliminación de un grupo amino de una molécula. Las enzimas que catalizan esta reacción se denominan desaminasas.

En el cuerpo humano, la desaminación tiene lugar principalmente en el hígado, sin embargo, también puede ocurrir en el riñón. En situaciones de ingesta excesiva de proteínas, la desaminación se utiliza para descomponer los aminoácidos para obtener energía. El grupo amino se elimina del aminoácido y se convierte en amoníaco. El resto del aminoácido se compone principalmente de carbono e hidrógeno, y se recicla u oxida para obtener energía. El amoníaco es tóxico para el sistema humano y las enzimas lo convierten en urea o ácido úrico mediante la adición de moléculas de dióxido de carbono (que no se considera un proceso de desaminación) en el ciclo de la urea, que también tiene lugar en el hígado. La urea y el ácido úrico pueden difundirse con seguridad en la sangre y luego excretarse en la orina.

Reacciones de desaminación en el ADN

Citosina

Deamination of cytosine to uracil.

La desaminación espontánea es la reacción de hidrólisis de la citosina en uracilo, liberando amoníaco en el proceso. Esto puede ocurrir in vitro mediante el uso de bisulfito, que desamina la citosina, pero no la 5-metilcitosina. Esta propiedad ha permitido a los investigadores secuenciar el ADN metilado para distinguir la citosina no metilada (que se muestra como uracilo) y la citosina metilada (inalterada).

En el ADN, esta desaminación espontánea se corrige mediante la eliminación de uracilo (producto de la desaminación de citosina y no parte del ADN) por la uracilo-ADN glicosilasa, generando un sitio abásico (AP). El sitio abásico resultante es luego reconocido por enzimas (endonucleasas AP) que rompen un enlace fosfodiéster en el ADN, lo que permite la reparación de la lesión resultante mediante el reemplazo con otra citosina. Una ADN polimerasa puede realizar este reemplazo a través de la traducción de muescas, una reacción de escisión terminal por parte de su 5'3'3'. actividad exonucleasa, seguida de una reacción de relleno por su actividad polimerasa. Luego, la ADN ligasa forma un enlace fosfodiéster para sellar el producto dúplex cortado resultante, que ahora incluye una nueva citosina correcta (reparación por escisión de base).

5-metilcitosina

La desaminación espontánea de la 5-metilcitosina produce timina y amoníaco. Esta es la mutación de un solo nucleótido más común. En el ADN, esta reacción, si se detecta antes del paso de la horquilla de replicación, puede corregirse mediante la enzima timina-ADN glicosilasa, que elimina la base de timina en un desajuste G/T. Esto deja un sitio abásico que es reparado por las endonucleasas AP y la polimerasa, como ocurre con la uracil-DNA glicosilasa.

La desaminación de citosina aumenta las mutaciones C-To-T

Un resultado conocido de la metilación de la citosina es el aumento de las mutaciones de transición de C a T a través del proceso de desaminación. La desaminación de citosina puede alterar muchas funciones reguladoras del genoma; Los elementos transponibles (TE) previamente silenciados pueden volverse transcripcionalmente activos debido a la pérdida de sitios CPG. Se ha propuesto que los TE aceleren el mecanismo de creación de potenciadores al proporcionar ADN adicional que sea compatible con los factores de transcripción del huésped que eventualmente tienen un impacto en las mutaciones C-to-T.

Guanina

La desaminación de la guanina da como resultado la formación de xantina. La xantina, sin embargo, todavía se empareja con la citosina.

Adenina

La desaminación de la adenina da como resultado la formación de hipoxantina. La hipoxantina, de manera análoga al tautómero de imina de la adenina, se aparea selectivamente con la citosina en lugar de con la timina. Esto da como resultado una mutación de transición posterior a la replicación, donde el par de bases A-T original se transforma en un par de bases G-C.

Proteínas adicionales que realizan esta función

• APOBEC1
• APOBEC3A-H, APOBEC3G - afecta al VIH
• Deaminada de citodina inducida por activación (AICDA)
• Citidina deaminase (CDA)
• dCMP deaminase (DCTD)
• AMP deaminase (AMPD1)
• Adenosine Deaminase actuando en tRNA (ADAT)
• Adenosine Deaminase actuando en dsRNA (ADAR)
  • Edición RNA de doble tirada 1 (ADARB1)
• Adenosina Deaminase actuando en mononucleótidos (ADA)
• Guanine Deaminase (GDA)