Estresse oxidativo, lesões no genoma e processos de sinalização no controle do ciclo celular

Abstract

Recebido em 21/2/05; aceito em 16/12/05; publicado na web em 1/8/06 OXIDATIVE STRESS, GENOME LESIONS AND SIGNALING PATHWAYS IN CELL CYCLE CONTROL. The generation of reactive oxygen species (ROS) may be both beneficial to cells, performing functions in intracellular signaling and detrimental, modifying cellular biomolecules. ROS can cause DNA damage, such as base damage and strand breaks. Organisms respond to chromosome insults by activation of a complex and hierarchical DNA-damage response pathway. The extent of DNA damages determines cell fate: cell cycle arrest and DNA repair or cell death. The ATM is a central protein in the response to DNA double-strand breaks by acting as a transducer protein. Collected evidences suggest that ATM is also involved in the response to oxidative DNA damage.Keywords: ATM; checkpoints; oxidative stress. INTRODUÇÃOAs células vivas presentes em uma atmosfera rica em oxigênio estão constantemente expostas aos possíveis danos causados por espécies reativas de oxigênio (ROS -"reactive oxygen species"), que podem ser originadas tanto exógena quanto endogenamente. As fontes exógenas de ROS incluem luz ultravioleta (UV) principalmente nos comprimentos de onda maiores que 280 nm -UVA e UVB, irradiação ionizante e agentes químicos. Já as ROS formadas intracelularmente podem ser originadas como conseqüência do pró-prio metabolismo celular, uma vez que elétrons provenientes da cadeia de transportes de elétrons, localizada na mitocôndria, podem interagir com várias moléculas intracelulares. ROS são também produzidas durante processos patológicos, como, por ex., o que ocorre em uma resposta inflamatória celular.É importante salientar que ROS nem sempre são consequência do metabolismo celular, mas podem ser também geradas pelas oxidases (enzimas específicas da membrana plasmática) como resposta a fatores de crescimento e citocinas e, conseqüentemente, podem servir como segundo mensageiro em alguns processos específicos de sinalização celular 1 . Em geral, deve-se notar que a geração intracelular de ROS, considerada normal em níveis fisiológicos, quando não é necessariamente lesiva, tem um importante papel vital, uma vez que essas espé-cies, nesses casos produzidas de forma controlada, atuam na regulação da sinalização celular e da expressão gênica ), mas também derivados do oxigênio que não são radicais, como peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ), ácido hipocloroso (HOCl), ozônio (O 3 ) e oxigênio singlete ( 1 O 2 ) 2 , exemplificados na Tabela 1. Evolutivamente, foram selecionadas várias estratégias antioxidantes para as células lidarem com a toxicidade do oxigênio. Os agentes considerados como antioxidantes compreendem: enzimas que removem cataliticamente radicais e espécies reativas, como por ex., as enzimas superóxido dismutase (SOD), glutationa redutase, glutationa peroxidase e catalases (Tabela 1); proteínas que minimizam a disponibilidade de pró-oxidantes, tais como íons ferro e íons cobre, como por ex., as transferrinas, ferritinas, metalotioneinas e haptoglobinas; proteínas que protegem pr...

Estresse pós-privação de sono: análises morfométricas do fígado

“…Essas lesões podem ocorrer devido à oxidação direta dos ácidos nucléicos ou, muitas vezes, podem levar à formação de quebras em uma das cadeias do DNA (quebras simples -SSB "single strand break") ou quebras simples em posições aproximadamente simétricas nas duas cadeias do DNA (quebras duplas -DSB "double strand break"). Além disso, quebras simples podem gerar quebras duplas durante a replicação celular 24 . O fígado, também, é um órgão essencial na produção de uma resposta aguda ao estresse, produzindo diversos produtos como proteína C reativa, ceruloplasmina, transferrina e alfa-1 -antitripsina 23 .…”

Oxidative stress action in cellular aging

“…Despite the existence of endogenous antioxidant agents and mechanisms in cells, the excess formation of ROS with the oxidative stress lead to miscellaneous organ dysfunction. However, this condition varies according to the organisms, cell types, and even among the cells of the same tissue by the antioxidant capacity diversification (Berra et al, 2006). According to Berra et al (2006), the main targets of ROS include lipids, proteins and DNA, and the preference of attack varies, depending on where the reactive species is generated, the availability of metal ions and biomolecules related to the relative ability of a biomolecule to be oxidized.…”

“…However, this condition varies according to the organisms, cell types, and even among the cells of the same tissue by the antioxidant capacity diversification (Berra et al, 2006). According to Berra et al (2006), the main targets of ROS include lipids, proteins and DNA, and the preference of attack varies, depending on where the reactive species is generated, the availability of metal ions and biomolecules related to the relative ability of a biomolecule to be oxidized. Unlike the DNA, which is responsible for genetic information of all cells in the body, proteins and lipids can be removed by degradation.…”

“…According to Mota et al (2004), all the factors that induce an increased formation of ROS, may disrupt the cellular homeostasis, particularly the mitochondrial homeostasis, which contributes to the increase in injuries and changes in cellular organelle, leading to the changes in energy production and maintenance of cells vital functions, such as breathing, osmotic regulation, communication, signaling and division. According to Berra et al (2006), when the amount and type of damage exceeds the cells ability to restore, the normal cellular effective mechanisms could be seriously affected, causing the death of the cell, or incorporate changes in the genome, which is forwarded to future generations. Such mutations may also display genotoxic effects and, consequently, generate genomic instability and hence the emerging of cancer.…”

The effects of oxidative DNA damage and mutations in the p53 protein on cells of the colonic mucosa with and without the fecal stream: an experimental study in rats

“…Studies have increasingly focused on the importance of reactive oxygen species (ROS) in the etiopathogenesis of colitis, in particular of ulcerative colitis (UC) and diversion colitis (DC) [1][2][3][4]. The relationship between inflammation and overproduction of ROS has been the focus of many studies that evaluate the importance of free radicals in both the initial stages and maintenance of inflammatory damage to the colonic mucosa, which characterizes both illnesses [4][5][6][7][8][9].…”