A preservação da informação genética de uma geração para outra exige que a sequência de DNA do genoma da célula seja mantida sem alteração. No entanto, a integridade da sequência de DNA está sob constante ameaça de danos oxidativos como as espécies reativas de oxigênio (ROS). Uma das lesões oxidativas mais comuns é a 8-oxoguanina (8-oxoG), que tem um potencial mutagênico muito elevado. Outra fonte de dano ao DNA é a radiação UV que induz lesões como os dímeros de ciclobutano pirimidina (CPD) e os fotoprodutos 6-4 pirimidina- pirimidona (6-4 PP) que prejudicam processos vitais como a replicação e transcrição no DNA. Neste trabalho, estudamos sistemas de reparo destes tipos de lesões no organismo modelo Caulobacter crescentus. O sistema GO bacteriano é dedicado à prevenir os efeitos mutagênicos da 8-oxoG, sendo composto por três enzimas, MutM (Fpg) e MutY (DNA- glicosilases) que removem a 8-oxoG e adenina mal emparelhadas, respectivamente, e MutT que hidrolisa 8-oxodGTP do pool de nucleotídeos. Os fotoprodutos são reparados por duas principais vias, o reparo da excisão de nucleotídeos (NER) que remove e substitui os nucleotídeos danificados, e o mecanismo de reparação por reversão direta, mediado pelas DNA fotoliases. Curiosamente, em esporos bacterianos, é encontrada outra enzima, a liase de fotoprodutos de esporos (SP liase), que realiza a reversão direta de um fotoproduto específico de esporos (SP) de maneira independente da luz. A SP liase pertence à superfamília de enzimas S-adenosil-L-metionina (SAM) radical. O gene CCNA_02417 de C. crescentus codifica uma proteína desta superfamília e é parte de um operon com o gene CCNA_02418 que codifica uma proteína com dois domínios; um domínio DUF4130 e outro com similaridade com as uracila-DNA glicosilases. Os resultados obtidos mostram que a falta das glicosilases do sistema GO de C. crescentus confere um fenótipo mutador leve quando comparado com Escherichia coli, e a baixa mutagênese espontânea não se deve à participação de outras vias de reparo na ausência do sistema GO. Dois genes que codificam homólogos de Endo III estão presentes no genoma de C. crescentus, mas não cooperam com o sistema GO para o reparo de 8-oxoG. O estresse oxidativo por azul de metileno promove altos níveis de mutagênese na linhagem mutM mutY, mas estes genes não são regulados em reposta a danos oxidativos. Identificamos dois fatores que podem contribuir para a menor importância do sistema GO em C. crescentus na prevenção de mutagênese: menores níveis basais de 8-oxoG no DNA, e um efeito da menor temperatura ótima de crescimento deste microrganismo. Quanto ao reparo de fotoprodutos, caracterizamos pela primeira vez o operon CCNA_02417/CCNA_02418, demonstrando que estes genes são importantes para proteção contra os efeitos citotóxicos da luz UVC, sendo que CCNA_02418 possui um papel adicional de prevenção da mutagênese induzida por este agente. Dados preliminares de detecção imunológica mostram que estes genes estão envolvidos no reparo de fotoprodutos tipo CPDs.

Preservation of genetic information from one generation to another requires that the DNA sequence of the cell's genome be maintained unchanged. However, the integrity of the DNA sequence is under constant threat of oxidative damage such as reactive oxygen species (ROS), one of the most common among these lesions is 8-oxoguanine (8-oxodG), which has a very high mutagenic potential. Another source of DNA damage is UV radiation that induces lesions such as cyclobutane-pyrimidine dimers (CPD) and 6-4-pyrimidine-pyrimidone (6-4 PP) photoproducts that impair vital processes such as DNA replication and transcription. In this work, we studied systems of repair of these types of lesions in the model organism Caulobacter crescentus. The bacterial GO system is dedicated to avoid the mutagenic effects of 8-oxoG, consisting of three enzymes, MutM (Fpg) and MutY (DNA-glycosylases) that remove the 8-oxoG and mismatched adenine, respectively, and MutT that hydrolyzes 8-oxodGTP from the nucleotide pool. Photoproducts are repaired by two main pathways, nucleotide excision repair (NER) that removes and replaces damaged nucleotides, and the mechanism of direct reversal repair mediated by DNA photolyases. Interestingly, in bacterial spores, another enzyme is found, the spore photoproduct lyase (SP lyase), which performs the direct reversion of a specific photoproduct of spores (SP) in a light-independent manner. SP lyase belongs to the radical superfamily of S-adenosyl-L-methionine (SAM) enzymes. The C. crescentus CCNA_02417 gene encodes a protein from this superfamily and is part of an operon with the CCNA_02418 gene encoding a two domain proteins; a DUF4130 domain and another with similarity to uracil-DNA glycosylases. The results show that the lack of GO system glycosylases confers a mild mutator phenotype to C. crescentus when compared to Escherichia coli, and the low spontaneous mutagenesis is not due to the participation of other repair pathways in the absence of the GO system. Two genes encoding Endo III homologs are present in the genome of C. crescentus, but do not cooperate with the GO system for the repair of 8-oxoG. Oxidative stress by methylene blue promotes high levels of mutagenesis in mutM mutY cells, but these genes are not regulated in response to oxidative damage. We identified two factors that may contribute to the lower importance of the C. crescentus GO system in preventing mutagenesis: lower basal levels of 8-oxoG in DNA, and an effect of the lower optimal growth temperature of this microorganism. Regarding the repair of photoproducts, we characterized for the first time the operon CCNA_02417/CCNA_02418, demonstrating that these genes are important for protection against the cytotoxic effects of UV-C light. Additionally, CCNA_02418 has a role in preventing mutagenesis induced by this agent. Preliminary immunological detection data show that these genes are involved in the repair of CPDs photoproducts.