Test di riparazione nei batteri

Nella cellula batterica esistono diversi sistemi deputati alla riparazione delle lesioni al DNA, la cui espressione viene attivata a seconda del tipo di danno prodotto e del momento del ciclo cellulare in cui si trova la cellula. Quest'ultima può anche decidere se riparare o non riparare, o meglio se riparare in maniera affrettata e poco fedele la lesione subita o in maniera fedele e dettagliata. La riparazione SOS è un sistema che permette al DNA di replicarsi ugualmente anche in presenza di una sequenza nucleotidica alterata o danneggiata, sebbene ciò avvenga a spese della fedeltà della replicazione stessa (error-prone). Il sistema è costituito da numerosi geni (più di 15) di cui risultano molto importanti i geni lexA, recA e umuDC. In breve, lexA codifica per il repressore di tutti i geni del sistema, le proteine UmuDC permettono alla DNA polimerasi, bloccata al sito della lesione, di continuare ad inserire nucleotidi seppur in maniera errata, e recA codifica per una proteina che promuove la degradazione del repressore LexA e l'attivazione del complesso UmuCD. Il principio su cui si basano i test di riparazione nei batteri è quello di far esprimere ai batteri stessi un gene reporter, sotto il controllo della risposta SOS, la cui trascrizione viene rilevata saggiando la funzionalità del corrispondente prodotto genico attraverso una semplice misurazione di tipo colorimetrico. Ciò viene ottenuto procedendo alla fusione di uno dei geni coinvolti in questo sistema di riparazione o ad esso collegato (gene bersaglio) con il gene LacZ che codifica per la β-galattosidasi (gene reporter). Poiché l'induzione della risposta SOS è strettamente correlata alla presenza del danno al DNA, il trattamento con sostanze ad attività mutagena è in grado di attivare, in maniera dose-dipendente, l'espressione del gene SOS di interesse.
SOS/CROMO TEST IN ESCHERICHIA COLI
Un classico test di riparazione dei batteri utilizza un ceppo di E.coli (PQ37) che porta un plasmide in cui il gene lacZ per la β-galattosidasi è fuso con il gene sfiA, uno dei geni coinvolti nella risposta SOS. In questo modo l'attività della β-galattosidasi diventa strettamente dipendente dall'espressione del gene sfiA; pertanto rilevare la presenza di β-galattosidasi equivale a rilevare l'induzione del gene sfiA. I ceppi di E.coli PQ37 presentano, inoltre, altre caratteristiche genetiche volte a migliorarne la sensibilità nei confronti degli agenti mutageni. Il ceppo porta, infatti, le mutazioni rfa e uvrA che aumentano la permeabilità dell'involucro cellulare e rendono pressoché inattivo il sistema di riparazione per excisione.