Laboratório de Genética Mitocondrial

Mitocôndrias desempenham um papel central no metabolismo de células eucarióticas, contribuindo para a produção de energia, metabolismo intermediário e para os mecanismos de morte celular. Além dessas várias funções, mitocôndrias se destacam de outras organelas celulares por possuírem seu próprio genoma (mtDNA) , distinto do DNA nuclear. Em células de mamíferos o DNA mitocondrial é uma molécula circular, de cerca de 16.500 pares de bases, que codifica para 13 proteínas, 22 tRNAs e 2 rRNAs. Todas as 13 proteínas codificadas pelo mtDNA são componentes de 4 dos 5 complexos do sistema de fosforilação oxidativa. 

Durante o transporte de elétrons pela cadeia respiratória da membrana mitocondrial interna o oxigênio molecular pode ser reduzido mono- eletronicamente, gerando espécies reativas de oxigênio, ou EROs, como no esquema abaixo:

Essas espécies são altamente reativas com biomoléculas, e no ambiente intracelular podem atacar ácidos nucléicos, proteínas e lipídeos. Em células metabolicamente competentes, mitocôndrias são uns dos principais sítios celulares de produção de EROs. Como o mtDNA se localiza próximo aos sítios de geração de EROs, o mtDNA acumula altos níveis de modificações oxidativas, como bases oxidadas e quebras de fita simples. Entretanto, a integridade do genoma mitocondrial é fundamental para a manutenção da homeostase celular.

Os organismos vivos desenvolveram vários mecanismos de reparo de DNA para combater os efeitos deletérios do acúmulo de lesões em DNA. A maioria dessas vias é conservada evolutivamente, de bactérias até seres humanos, atestando para sua importância na manutenção da vida. Enquanto várias vias moleculares de reparo de DNA já foram caracterizadas no núcleo de células eucarióticas, pouco se sabe sobre os mecanismos atuantes sobre o genoma mitocondrial. Nosso laboratório estuda as vias de reparo de DNA em mitocôndrias de células de mamíferos. O nosso interesse se estende também para caracterizar as respostas celulares ao acúmulo de lesões oxidativas no mtDNA em situações patofisiológicas e durante o envelhecimento.