Las alteraciones que se producen en el material genético, ósea el ADN, son variadas. Y no solo son producidas por agentes ambientales, a los que llamaremos agentes muta génicos. También pueden producirse espontáneamente dentro de la célula, por ejemplo por errores en el proceso de replicación del ADN.

Cuando estas alteraciones involucran uno o unos pocos nucleótidos, hablamos de mutaciones genéticas. Mientras que si estas alteraciones afectan la estructura de los cromosomas, ósea modifica el cariotipo, hablamos de aberraciones cromosómicas.
Ante estos daños producidos en el ADN, La célula cuenta con diferentes mecanismos de reparación, que se dan fundamentalmente durante la replicación del ADN.

Mecanismo de reparación del ADN
El mecanismo mas común es el de corrección de pruebas, realizado por la ADN polimerasa. Esta posee una actividad exonucleasa 3’….5’. Esto le permite a la enzima corroborar que los nucleótidos colocados en la cadena nueva sean los correctos. En caso negativo remueve el nucleótido, coloca el nucleótido correcto, y finalmente una ligasa estabiliza las uniones. Este mecanismo se da durante la misma replicación pero no es el único mecanismo posible de reparación del material genético.
A continuación daremos las características principales de cada tipo de mecanismo:


1) Reparación de apareamientos incorrectos: participa una enzima dam metilasa, que agrega grupos metilos en ciertas regiones de las cadenas molde, durante la replicación. Esto lo hace con el objetivo de poder distinguir entre la cadena molde y la cadena nueva de ADN. Así, la cadena que posea grupos metilos, será la madre y la que no posea grupos metilo será la cadena hija. Cuando se reconoce algún apareamiento incorrecto, por ejemplo, una adenina se apareo con una citosina; una nucleasa corta el nucleótido incorrecto en la cadena nueva. La enzima ADN polimerasa beta, coloca el correcto, y finalmente la ligasa estabiliza todas las uniones.


2) Reparación por corte de base: en ciertos casos se dan espontáneamente cambios químicos en las bases de la cadena nueva del ADN. Por ejemplo la citosina por ciertas modificaciones químicas en su estructura, puede transformarse en uracilo. Ante estas situaciones las ADN glucosilasas remueven las bases que presenten estos defectos. De esta manera dejan un sitio en el ADN que no posee base nitrogenada. A estos sitios los llamamos apurinicos o apirimidinicos. Una endonucleasa especifica reconoce estos sitios AP, y corta el fragmento de ADN cercano a los mismos. La ADN polimerasa beta, colocará el ADN correspondiente y la ligasa estabilizara las uniones.


3) Reparación por corte de nucleótido: participan unas enzimas denominadas exinucleasas, que reconocen errores cortando directamente los nucleótidos del fragmento de ADN que presente el error. Luego la ADN polimerasa beta, colocara el ADN correcto, y la enzima ligasa estabilizara todas las uniones.


4) Reparación directa: hay ciertos casos en los que se producen cambios químicos en las bases nitrogenadas de los nucleótidos de la cadena nueva, como habíamos mencionado mas arriba. Por ejemplo, los rayos ultravioletas pueden favorecer que dos timinas que estén en la misma cadena, se unan conformando los llamados dímeros de timina. Para estas alteraciones, a veces no hace falta cortar todo el nucleótido afectado, solo basta con corregir el error producido directamente. Ósea una enzima especifica se tomara el trabajo de corregir paso por paso, la alteración química producida.



5) Reparación con tendencia al error: este mecanismo aun no esta del todo descifrado. Se ha visto que el propio mecanismo tiende a producir mutaciones en el ADN. Actúa cuando el daño es tan grave que no pudo repararse por ninguno de los mecanismos anteriores. Lo que sucede, es que ante estos cambios, se detiene la replicación para poder corregir el error. Esto es muy diferente a los otros procesos, donde todo se hacia al mismo tiempo que la replicación.