Secuencia de ADN, foto de electroforesis, mapa de restricción, placas de Petri y tubos

Enzimas que participan en la replicación del ADN

Enzimas que participan en la replicación del ADN

Última actualización: 22-03-2019. Equipo Nutricioni

Defectos de la síntesis de las enzimas que participan en la replicación del ADN, así como en la estructuración de esta cadena, entre otros,  pueden provocar mutaciones genéticas conducentes a enfermedades crónicas como el cáncer, trastornos cardiovasculares, gastrointestinales, etc.

Si bien algunos defectos de origen genético no pueden ser prevenidos, en aquellos que son causados por la acción de agentes mutágenos externos,  puede reducirse su riesgo mediante el uso de agentes naturales como los antioxidantes.Función de las Enzimas Pancreáticas

El ADN o ácido desoxirribonucleico contiene toda la información genética que nos identifica como especie humana. Este código guarda las secuencias para la síntesis de proteínas, lípidos, enzimas y otras moléculas indispensables para la vida.

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual la información contenida en la hebra de ADN se duplica y se generan dos moléculas nuevas idénticas a la cadena original. Esto ocurre durante la división celular, es decir cuando a partir de una célula se producen dos células hijas.

En el proceso de replicación participan al menos 10 enzimas, y una de ellas es la ADN polimerasa, encargada de incorporar en cada nueva cadena de ADN las bases nitrogenadas (Adenina, timina, citosina y guanina).

Las otras enzimas se encargan de seleccionar los nucleótidos libres complementarios entre cadenas, unirlas nuevamente, etc. La replicación del ADN es un proceso de duplicación exacto en el cual la información genética permanece inalterada entre generaciones de células.

Sin embargo, a pesar de la exactitud con la que ocurre la replicación, la acción de factores celulares, como agentes tóxicos, desechos celulares como los radicales libres, pueden provocar que la inserción de los nucleótidos falle y ocurran mutaciones.

En este artículo trataremos sobre el efecto de estos agentes sobre la constitución del ADN, enfermedades que pueden generar,  y tratamientos preventivos a los cuales se pueden recurrir.

Fallas en la replicación y los radicales libres

Es mucho lo que se dice acerca de los radicales libres, y lo que está al alcance de nuestras manos para prevenir el daño que producen en nuestras células. Y es que a través de la alimentación y cambios sencillos en los hábitos de vida se puede combatir los radicales libre.

Los radicales libres  son moléculas inestables en su estructura y capaces de reaccionar negativamente con muchas moléculas de importancia biológica, originando procesos como el envejecimiento prematuro, aparición de canas, envejecimiento de la piel, y otras afecciones más graves como ciertos tipos de cáncer.

Los radicales libres con mayor importancia debido a su efecto negativo son: radical superóxido (O2-=, hidroxilo (OH=, peróxido de hidrógeno (H2O2) y el peroxinitrito (H2O2NO2).

Ahora bien, nos podemos preguntar de dónde salen esas moléculas, la respuesta es que pueden ser producidas por medio de reacciones bioquímicas naturales de nuestro cuerpo, o por acción de agentes externos, veamos a continuación:

Causas endógenas:

  • Por medio de la cadena transportadora de electrones de las mitocondrias (organelo subcelular).
  • Como resultado de la reacción contra microbios, en este caso los producen los macrófagos y leucocitos polimorfonucleares.
  • Como resultados de procesos inflamatorios.

Causas exógenas:

  • Las radiaciones ultravioleta provenientes del sol.
  • Tóxicos presentes en alimentos provenientes de agroquímicos, vacunas, fertilizantes.
  • Tóxicos de cigarrillo.
  • Contaminación ambiental.
  • Fármacos.

El organismo posee mecanismos para mantener el equilibrio entre la producción de radicales libres y su eliminación, para eso existen los mecanismos de defensa de los antioxidantes. Algunos de ellos funcionan eficientemente, como las vitaminas, que son utilizadas por las diferentes rutas metabólicas para combatirlos.

Sin embargo, cuando estos mecanismos de defensa son insuficientes, el daño puede ocurrir a niveles tan profundos y básicos como lo es en la replicación del ADN, produciendo como consecuencia mutaciones conducentes a ciertos tipos de cáncer.

Cáncer y daño oxidativo en el ADN

El origen de las células es la replicación del material genético fundamental o ADN. En el desarrollo de las células cancerosas, el daño en el ADN es el proceso que dispara su diferenciación a formas celulares malignas.

De acuerdo a una amplia revisión publicada por la Universidad de Oxford, hasta la actualidad se han reportado al menos 100 tipos de lesiones causadas por radicales libres y relacionadas con células tumorales. Y estas lesiones ocurren fundamentalmente en la unión de las bases nitrogenadas del ADN y las moléculas de azúcares.

La inestabilidad de la cadena de ADN puede originarse por modificaciones en la sustitución de las bases nitrogenadas o por la pérdida de estas bases. Esto conduce la que la cadena de ADN se rompa.

Las modificaciones en la cadena de ADN no son las únicas causas de inestabilidad, también lo son los entrecruzamientos entre ambas cadena de ADN. De esta manera, el estrés oxidativo por acción de los radicales libres está implicado en la aparición de mutaciones carcinogénicas.

Una vez ocurridas estas mutaciones y cambios en el ADN, cuando continúan los ciclos de replicación se repiten las secuencias en cada una de las células que ahora serán anormales. Por supuesto, estos cambios también afectan a los mecanismos de protección contra los radicales libres debido a que no ocurrirá el reconocimiento del ADN.

Existen genes que son de carácter crítico para la transformación de células germinales normales. De ocurrir mutaciones en estos genes, incrementa el riesgo de desarrollo en la descendencia del individuo ya que estos genes son transmitidos verticalmente.

Como la aparición de mutaciones cancerígenas pueden ser producto del efecto negativo de los radicales, y a pesar de que el cuerpo humano cuenta con mecanismos para combatirlos, cuando se conjugan agentes endógenos y exógenos, estos mecanismos pueden fallar.

Los antioxidantes para la prevención del cáncer.

La evidencia de que los radicales libres juegan un papel importante en la carcinogénesis ha puesto a los antioxidantes en la mira como tratamientos alternativos en la prevención de ciertos tipos de cáncer y del envejecimiento prematuro.

Hasta la actualidad son numerosos los estudios que están disponibles sobre el efecto benéfico de los antioxidantes, e indican vitaminas y otras moléculas presentes en alimentos de la dieta diaria son excelentes aliados para combatir el efecto de los radicales; entres ellas se pueden mencionar:

  • Vitamina C, A y E
  • Coenzima Q10.
  • Carotenoides.

Los expertos sugieren que controlar el estrés oxidativo causado por la presencia de altas cantidades de radicales libres puede ser la clave para reforzar los mecanismos antioxidativos naturales del organismo, y prevenir el cáncer.

De acuerdo con la Sociedad Americana contra el Cáncer (American Cancer Society), aumentar el consumo de frutas, vegetales y semillas ricos en antioxidantes puede estar asociado con la prevención y reducción del riesgo de enfermedades crónicas.

La organización Mundial para la salud recomienda para la prevención de enfermedades crónicas como la diabetes, trastornos cardiovasculares, cáncer y obesidad, lo siguiente:

  • Consumir granos y leguminosas, que además son alta fuente de fibra.
  • Consumir al menos 400 gramos de vegetales y frutas diariamente.
  • Consumir frutos secos que son buena fuente de antioxidantes y ácidos grasos.Imagen en primer plano de los diferentes tipos de frutos secos

Por su parte la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer  (IARC) apoya que el consumo de vegetales y frutas frescas puede disminuir el riesgo de cáncer gastrointestinal y procesos inflamatorios del tracto urinario, entre otras afecciones.

Ahora bien, cuando la dieta es insuficiente en estos elementos, se recomienda incluir suplementos nutricionales como Prevurín, cuyos extractos naturales pueden suplir la carencia de algunos antioxidantes.

Prevurín además contiene bromelina, cúrcuma y cardo lechoso, que son excelentes agentes desintoxicantes y antiinflamatorios.

¿Los fitoquímicos podrían prevenir el cáncer?

Los antioxidantes presentes en plantas han estado desde hace mucho tiempo en la mira como potenciales agentes para combatir patologías crónicas. Son muchos los estudios que se han hecho para evidenciar su efecto y el posible poder potenciador del beneficio si se combinan con las frutas y los vegetales.

Los fitoquímicos son moléculas extraídas por diversos métodos de las plantas.

A partir de hojas, frutos, tallos, raíces y semillas se han logrado obtener sustancias que han mostrado la capacidad inhibitoria de algunas células tumorales. Estas células reducen el daño en las cadenas de ADN, así como los procesos inflamatorios.

Veamos a continuación algunas de las que han estado sobre el tapete en las últimas décadas.

A partir de las hojas de té verde se ha logrado extraer epigalocatequina, que no es más que un polifenol con efecto inhibitorio en la invasión tumoral, la angiogénesis y la invasión tumoral.

La cúrcuma es una raíz a partir de la cual se extrae la curcumina y actúa eficientemente sobre procesos inflamatorios y como agente antioxidante contra el radical peróxido, reduciendo el riesgo de padecer de cáncer.

En Prevurín se puede encontrar un buen contenido de curcumina.

La curcumina también puede aumentar la síntesis de enzimas antioxidantes, que son mecanismos naturales antioxidantes, como la glutatión transferasa, reductasa y catalasas del hígado, riñón e intestino delgado.

El resveratrol es un polifenol que actúa como potente agente antioxidante, y se encuentra presente en las uvas rojas.

Gracias a que se ha demostrado su actividad benéfica para prevenir problemas cardiovasculares, el resveratrol actualmente es comercializado como suplemento nutricional y se recomienda para su consumo diario.

También se encuentra presente en el maní y bayas rojas como el goji y los arándanos, y es capaz de inhibir la actividad de enzimas involucradas en procesos inflamatorios como la ciclooxigenasa.

Estrés oxidativo y trastornos renales.

El daño renal es otra de las claras evidencias de las  consecuencias del estrés oxidativo. Se ha descrito que los radicales libres y los productos generados por acción de los antioxidantes propios del organismo, exponen al riñón a nefropatías.

Resultan interesantes los mecanismos que utilizan las moléculas oxidantes para generar el daño renal:

  • Moléculas de LDL:  las LDL son cadenas lipídicas de colesterol, o mejor conocido como colesterol malo. En condiciones normales, en las cuales hay suficiente cantidad de antioxidantes, éstas se unen a la superficie del LDL protegiéndolas de la acción de los agentes oxidantes.

Si esto no ocurre, las moléculas de LDL oxidadas se liberan y producen trastornos metabólicos, llegando a ser fagocitadas por los macrófagos.

El material resultante de la destrucción de las LDL y de las membranas de macrógafos son dirigidas hacia las arterías pudiendo producir isquemia y trombosis en el riñón.

El estrés oxidativo participa activamente en el daño al riñón, produciendo una hiperlipoproteinemia de LDL y pudiendo activar vías apoptóticas de destrucción celular.

  • Inflamación: el estrés oxidativo también se asocia a inflamación glomerular mediada por quimioquinas y citoquinas, estas son moléculas cuya síntesis se dispara por señales proinflamatorias.

La inflamación se puede extender por diferentes tipos celulares del riñón, por células endoteliales, mesangiales y epiteliales del túbulo proximal.

  • Degradación de hemoglobina: el estrés oxidativo activa la enzima hemo oxigenasa, la cual cataliza la descomposición del grupo hemo de la hemoglobina y de la mioglobina. Una vez liberados estos grupos la molécula de proteína puede encontrarse en el líquido urinario, cuando hay glomerulopatías graves.  

Estos son tan sólo algunos de los mecanismos descritos hasta ahora acerca de la acción de los agentes oxidantes sobre el riñón.

Antioxidantes para los riñones.

Las importantes funciones de los riñones hacen que estos sean órganos indispensables para poder vivir a plenitud ya que se encargan del filtrado de la sangre, la eliminación de los desechos y toxinas de la sangre, entre otras cosas.

Estos órganos son susceptibles a ser afectados por trastornos crónicos, y las personas en mayor riesgo son aquellas hipertensas, diabéticas y las que consumen altas cantidades de analgésicos.

Por otro lado, el efecto del envejecimiento prematuro provocado por la acumulación de radicales libres afecta directamente a los riñones, ya que es a través de ellos donde fluye la mayor cantidad de toxinas liberadas desde las células, tejidos y órganos para ser excretadas a través de la orina.

En las últimas décadas son cada vez más los expertos que recomiendan el consumo de agentes antioxidantes naturales, provenientes de los alimentos y suplementos para la prevención de enfermedades crónicas renales, entre ellas el cáncer.

  • El té verde es ampliamente recomendado, no solo por su efecto diurético y desintoxicante a través de la orina, sino que su acción antioxidante puede enlentecer el envejecimiento prematuro en las células renales, gracias a los polifenoles contenidos en sus hojas.Imagen en primer plano de un té verde
  • La vitamina E, que puede ser obtenida mediante el consumo de carnes rojas y huevos también es recomendable para el fortalecimiento renal y la  promoción de la salud de estos importantes órganos.

Por supuesto, como hemos mencionado en secciones anteriores, en las frutas y vegetales hay un alto contenido de antioxidantes de fácil absorción y con buena actividad contra la acción de los radicales libres si se consumen en buena cantidad y regularmente.

Estas son las más recomendables para la salud renal:

  • Frutos rojos como cerezas, arándanos, moras, fresas, bayas rojas.
  • Manzana.
  • Ajo.

Las propiedades antioxidantes de los frutos rojos puedes encontrarlas en Prevurín.

Protegiendo la integridad de las células cardíacas

Las células del corazón no están exentas de sufrir daños durante la replicación del ADN, daño por los radicales u otros trastornos que afecten su funcionamiento.

El estrés oxidativo a causa del tabaco, el estrés y dieta poco saludable se acumulan y pueden provocar desequilibrio del sistema cardiovascular.

La protección del sistema cardiovascular no solo implica protección del músculo cardíaco a través de la actividad física. Una dieta sana y la ayuda de los antioxidantes promueven la salud de venas, arterias, capilares y todo el sistema cardiovascular en sí.

Veamos aquellos antioxidantes que mejor favorecen al sistema cardiovascular.

Carotenoides: Estos pigmentos son los responsables de la coloración que va desde el amarillo hasta el rojizo en las frutas y vegetales. En el reino vegetal se han descrito poco menos de 600 diferentes carotenoides y en el reino animal se han descrito tan solo 2, el licopeno y la luteína.

Se ha descrito la existencia de una relación directamente proporcional entre la cantidad de carotenoides circulante en sangre y la reducción del riesgo de sufrir de enfermedades coronarias.

La acción de los carotenoides podría estar dirigida hacia la reducción de la oxidación de las grasas malas o colesterol malo en la sangre. Como consecuencia de ello, las paredes de las arterias podrían mantenerse libres de grasas cuando aumentan el consumo de carotenoides.

Vitamina E: Uno de los graves problemas que más afecta a la población mundial en los últimos años es la reducción en la circulación sanguínea, generando edemas, dolores en los miembros inferiores, con consecuencias graves en el corazón.

La vitamina E estimula la circulación sanguínea, y si se combinan tratamientos de esta vitamina con otros antioxidantes y una dieta saludable, se reduce considerablemente la incidencia de enfermedades cardiovasculares. Es importante consumirla de fuentes naturales como los vegetales y frutos.

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