Il sistema di riparazione con escissione di singola base ripara alterazioni chimiche a carico delle basi azotate del DNA.Questo sistema è coinvolto nella riparazione delle alterazioni di basi causate da prodotti del metabolismo cellulare, quali ossidanti e prodotti di perossidazione lipidica.La base danneggiata viene inizialmente riconosciuta da una delle glicosilasi presenti nella cellula, ciascuna presenta affinità preferenziale per una particolare tipologia di lesione.Per compressione dello scheletro zucchero-fosfato la base viene estroflessa all'esterno della doppia elica, alloggiata in un'apposita cavità nella struttura della glicosilasi stessa e quindi rimossa, con la conseguente formazione di un sito AP (apurinico-apirimidinico).Oltre che per l'intervento di una glicosidasi, i siti AP possono originarsi anche per idrolisi spontanea del legame N-glicosilico oppure in seguito all'azione diretta di radiazioni ionizzanti od agenti ossidanti. La presenza di un sito AP solitamente blocca la progressione della polimerasi durante la replicazione del DNA (73).In qualche caso la polimerasi riesce ad oltrepassare il danno, inserendo però un'adenina in corrispondenza della base mancante.Se il "mismatch" non viene rimosso dall'apposito sistema di controllo si ha la formazione di una mutazione.I siti AP vengono riconosciuti da una AP endonucleasi o glicosilasi/liasi che incide lo scheletro zucchero-fosfato in corrispondenza della lesione, creando un "single strand break" (SSB). Nell'uomo la rimozione dei siti AP avviene mediante l'azione APendonucleasica della proteina APEX.Sul "nick" creatosi vengono poi reclutate PARP (poly ADP-ribose polimerase), che sono attivate dagli SSBs e vi si legano selettivamente, e PNK (Polinucleotide Kinase), che insieme contribuiscono a proteggere i terminali 5' e 3' scoperti.A questo punto il sistema può procedere seguendo due vie alternative, definite "short patch repair" o "long patch repair" a seconda della lunghezza del frammento di DNA circostante la lesione che viene rimosso (Fig. 5).Nello "short patch repair", il sistema utilizzato nei mammiferi, la DNA polimerasi β rimuove il desossiriboso fosfato al 5' grazie alla sua attività liasica ed inserisce il nucleotide corretto, che viene poi fissato nella sua posizione dal complesso DNA ligasi III/XRCC1. XRCC1 è una "proteina adattatrice" in grado di interagire con la maggior parte delle proteine coinvolte nel BER ed è quindi verosimile che ricopra un ruolo cruciale nel sistema.Il "long patch repair", che nei mammiferi viene utilizzato con minor frequenza, consiste nell'escissione di un numero variabile tra 2 e 13 nucleotidi nell'intorno del sito AP. La resintesi avviene poi per l'intervento di varie polimerasi (Pol β, Pol δ/ε) la cui funzionalità è dipendente da PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen), RFC (Replication Factor C) e probabilmente da altri fattori accessori.In questo caso vengono rimossi da 2 a 13 nucleotidi ed il frammento scalzato dall'opera di resintesi delle polimerasi viene eliminato da un successivo intervento dell'endonucleasi FEN1 (Flap Endonuclease 1). La continuità dello scheletro zucchero-fosfato è quindi ripristinata dall'azione dalla DNA ligasi I.Il sistema viene di solito indirizzato verso lo "short patch repair" in presenza di siti AP semplici, verso il "long patch repair" in presenza di siti modificati (ossidati, ridotti) (74).Figura 5. Sistema di riparazione con escissione di singola base