Daño al DNA puede ocasionar mutaciones

Transcripción

1 Reparación del DNA

2 Daño al DNA puede ocasionar mutaciones Los daños en el DNA son minimizados por sistemas que los reconocen y corrigen SISTEMA DE REPARACIÓN EXITOSO Sin consecuencias Daño al DNA Daño al DNA SISTEMA DE REPARACIÓN X MUTACIÓN

3 Daños espontáneos al DNA al día Sitios AP inestable 100 al día

4 Desaminación: pueden generar hot spots C-G T-A

5 Tautómeros

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7 Daños inducidos al DNA Radiaciones ionizantes: rayos X pueden causar rompimiento en el DNA La metil guanosina se aparea de forma incorrecta con la timina causando un cambio de G-C a T-A

8 MECANISMOS DE REPARACION 1- Sistemas de Reparación directos Enzimas que revierten directamente el daño. Por estos mecanismos se reparan: metilación de guanina, y en algunos vertebrados dímeros de pirimidína. No intervienen nucleasas ni ADN-polimerasas. Fotoreactivación (ruptura de los dímeros de pirimidinas por acción de una fotoliasa (phr) activada mediante luz visible).

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10 Reparación FotoreacHvación PL FOTOLIASA

11 Desmetilación

12 2- Sistemas de Reparación Indirecta Hay intervención de nucleasas y ADN-polimerasas. Se necesita de la hebra molde perteneciente al mismo cromosoma o al homólogo.! Reparación por Escisión (BER, NER, MMR) Reparación de nucleótidos (NER) aislados por lesión UV: necesita la otra hebra como templado (hasta 30 bp). Intervienen las endonucleasas uvra,b,c y la helicasa uvrd. ü Además de foto productos, repara lesiones voluminosas (bulky) que distorsionan la conformación del dúplex y que obstaculizarían la transcripción y replicación. Reparación de bases modificadas (BER).- Repara casos de alteraciones puntuales en bases nitrogenadas (lesiones NO voluminosas) producidas por alquilación, oxidación o desaminación. Se origina un sitio AP y luego se retira el nucleótido AP y se re sintetiza la hebra)

13 Reparación por escisión de Bases (BER) 1) Iniciado por DNA glicosilasa específicaè reconoce el daño, corta la unión glicosílica entre base y azúcar y se forma el sitio AP 2) Sitio AP reconocido por AP endonucleasa (corte 5 de AP). 3) Fosfodiesterasa (corte 3 ). 4) DNA polimerasa rellena el gap DNApol I (E.coli), DNA pol β (mamíferos). 5) DNA ligasa 2) Reparación Indrecta de Daño al DNA

14 Reparación por escisión de Nucleótidos (NER) Escinucleasa uvrabc realiza este tipo de reparación en dímeros de timina, otros fotoproductos y bases dañadas. Escinucleasa (246 kda) está compuesta por tres subunidades (A, B y C) UvrA (dímero con actividad de ATPasa) se une al DNA en la región dañada. UvrB/UvrC tienen actividad de endonucleasa y corta en los lados adyacentes de la cadena liberando un oligonucleótido La región vacía es rellenada por una DNA polimerasa I y sellada por una DNA ligasa. UvrD E.coli Sistema Uvr ABC: Remoción de 12nt Eucariontes Remoción de nt

15 ! Reparación post- replicativa Reparación del apareamiento (MMR) ( mismatch repair ): ü Su principal tarea es remover bases mal aparadas y pequeños loops introducidos por inserciones / deleciones durante la replicación ü Reduce los errores de replicación de 10-7 a pb / replicación

16 Reparación de bases mal apareadas (MMR) E.coli genes mut S, L, H Reemplaza hasta 1kb Metilación diferencial (dam, dcm) MutS reconoce el mismatch MutH distingue ambas cadenas Corte en GATC en la cadena no metilada Mut L coordina actividad de Mut S y H En eucariotas homólogos de proteínas Mut

17 ! Reparación post- replicativa Recombinación Homóloga (HR) ü Reparación de ambas cadenas ü Usa ADN homólogo como templado y es altamente exacto ü Más activo durante la Fase S y G2 ü Unión de extremos no homólogos (NHEJ) ü Reparación de ambas cadenas ü No usa ADN templado y generalmente se pierden algunos nucleótidos. ü Más activo en la Fase G1

18 Mecanismos de reparación cuando las dos cadenas se dañan

19 Unión de terminales no homólogas (NHJE)

20 Respuesta SOS polii poliv Pol V

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22 Mecanismos de Reparación en Eucariontes

23 Mecanismos de reparación en Eucariontes (NER) Reconoce el daño 3 síndromes XP-B XP-D Helicasas que forman parte de TFIIH Abre las cadenas XP-A confirma la presencia del daño XP-G; XP-F endonucleasas Corrige el error

24 XPA-XPG CSA y CSB

25 ATM: vía de transducción de señales

26 RECOMBINACIÓN Recombinación homóloga Recombinación no homóloga

27 Recombinación homóloga Recombinación entre cromátidas hermanas Recombinación entre cromosomas homólogos

28 El modelo Holliday (a) pair of chromatids (b) a single strand cut is made in each chromatid (c) strand exchange takes place between the chromatids (d) ligation occurs yielding two completely intact DNA molecules

29 Uniones Holliday

30 Resolución de las uniones Holliday Holliday junction

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32 El modelo de Holliday explica la conversión genética

33 Uniones Holliday

34 El modelo Meselson-Radding

35 El modelo de Meselson-Radding

36 El modelo de la cadena doble fragmentada

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38 Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display

39 Chi (χ) 5 GCTGGTGG sibos chi, aprox. 1 cada 5 kpb Vía RecBCD

40 Vía RecBCD Rec D Degrada ambas, pero preferentemente la cadena sencilla con la terminal 3 Helicasa: Rec D Rec B Se genera una cadena sencilla con extremo 3 en la secuencia chi Rec A se recluta a la cadena sencilla

41 3 nucleótidos/monómero Proteína RecA

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43 Enzimas bacterianas que catalizan la recombinación RecA Intercambio de cadenas de DNA RuvA, B Migración de los entrecruces. Apareamiento máximo RuvC Nucleasa resuelve entrecruzamientos

44 Proteínas RuvA,RuvB y RuvC

45 Proteínas RuvA,RuvB y RuvC

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47 Reparación por recombinación

48 Reparación post-replicativa