Mitochondrial DNA damage associated with lipid peroxidation of the mitochondrial membrane induced by Fe2+-citrate

Mitochondrial DNA damage associated with lipid peroxidation of the mitochondrial membrane induced by Fe2+-citrate

Autor Almeida, Andréa M. Google Scholar
Bertoncini, Clelia Rejane Antonio Autor UNIFESP Google Scholar
Borecký, Jiri Google Scholar
Souza-Pinto, Nadja C. Google Scholar
Vercesi, Aníbal E. Google Scholar
Instituição Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Universidade Federal de Viçosa Departamento de Biologia Vegetal
National Institute on Aging Laboratory of Molecular Gerontology
Resumo Iron imbalance/accumulation has been implicated in oxidative injury associated with many degenerative diseases such as hereditary hemochromatosis, beta-thalassemia, and Friedreich's ataxia. Mitochondria are particularly sensitive to iron-induced oxidative stress - high loads of iron cause extensive lipid peroxidation and membrane permeabilization in isolated mitochondria. Here we detected and characterized mitochondrial DNA damage in isolated rat liver mitochondria exposed to a Fe2+-citrate complex, a small molecular weight complex. Intense DNA fragmentation was induced after the incubation of mitochondria with the iron complex. The detection of 3' phosphoglycolate ends at the mtDNA strand breaks by a 32P-postlabeling assay, suggested the involvement of hydroxyl radical in the DNA fragmentation induced by Fe2+-citrate. Increased levels of 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine also suggested that Fe2+-citrate-induced oxidative stress causes mitochondrial DNA damage. In conclusion, our results show that iron-mediated lipid peroxidation was associated with intense mtDNA damage derived from the direct attack of reactive oxygen species.

Desequilíbrio/acúmulo de ferro tem sido implicado em injúria oxidativa associada a diversas doenças degenerativas tais como, hemocromatose hereditária, beta-talassemia e ataxia de Friedreich. As mitocôndrias são particularmente sensíveis a estresse oxidativo induzido por ferro - um carregamento alto de ferro em mitocôndrias isoladas pode causar uma extensiva peroxidação lipídica e a permeabilização de membrana. Nesse estudo, nós detectamos e caracterizamos danos do DNA mitocondrial em mitocôndrias isoladas de fígado de rato, expostas ao complexo Fe2+-citrato, um dos complexos de baixo peso molecular. A intensa fragmentação do DNA foi induzida após a incubação das mitocôndrias com o complexo de ferro. A detecção de finais 3' de fosfoglicolato nas quebras de fitas de DNA mitocondrial pelo ensaio 32P-postlabeling sugere um envolvimento de radicais hidroxila na fragmentação do DNA induzido por complexo Fe2+-citrato. Os níveis elevados de 8-oxo-7,8-diidro-2'-desoxiguanosina também sugerem que o estresse oxidativo induzido por Fe2+-citrato causa danos no DNA mitocondrial. Em conclusão, nossos resultados mostram que a peroxidação lipídica mediada por ferro esteve associada com severos danos do DNA mitocondrial derivados de ataque direto das espécies reativas de oxigênio.
Palavra-chave iron
lipid peroxidation
mitochondria
mtDNA
oxidative stress
ferro
peroxidação lipídica
mitocôndrias
DNAmt
estresse oxidativo
Idioma Inglês
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Data de publicação 2006-09-01
Publicado em Anais da Academia Brasileira de Ciências. Academia Brasileira de Ciências, v. 78, n. 3, p. 505-514, 2006.
ISSN 0001-3765 (Sherpa/Romeo, fator de impacto)
Publicador Academia Brasileira de Ciências
Extensão 505-514
Fonte http://dx.doi.org/10.1590/S0001-37652006000300010
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Artigo
Web of Science WOS:000239998400010
SciELO S0001-37652006000300010 (estatísticas na SciELO)
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/3221

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Nome: S0001-37652006000300010.pdf
Tamanho: 207.2KB
Formato: PDF
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