Reparación y Recombinación de DNA

Transcripción

1 Reparación y Recombinación de DNA

2 Metabolismo celular Exposición Luz UV Radiación ionizante Exposición Química Errores en replicación Activación Punto de control Ciclo celular Activación Programa transcripcional Reparación de DNA: Reversión directa Escisión de base Escisión de nucleótido Reparación de error Reparación por Recombinación homóloga Apoptosis

3 MUTACIONES EN EL DNA Mutaciones espontáneas ( ) Mutaciones inducidas (por mutágenos) Mutaciones puntuales Mutaciones indel : Adiciones o deleciones de base Substitución de base: transición (A G; G A) transversión (C G; C A; T G; T A)

4 Repercusión a nivel de proteína Mutación sinónima Mutación de error Mutación sin sentido Conservativa No conservativa S U B S T I T U C I O N Mutación de marco I N D E L

5 Alteraciones en el DNA Depurinaciones por ácido, calor, glicosilasas Alquilación, radiación ionizante, radicales libres Agentes intercalantes, radiación UV

6 Depurinación y desaminación de citosina 5000 al día 100 al día

7 Otras Desaminaciones

8 Citocinas metiladas al desaminarse producen timina C - G T - A

9 Bases alteradas sufren Depurinación Introduction to Genetic Analysis Anthony Griffiths, VIII Ed.

10 Mutágenos Etil Metano Sulfonato: Mutágeno Agente alquilante Transición de base

11 Dímeros de timina Exposición a radiaciones ultravioleta

12 MECANISMOS DE REPARACION 1- Fotoreactivación (ruptura de los dímeros de pirimidinas mediante luz visible). 2- Escisión + reparación * Reparación de nucleotidos: necesita la otra hebra como templado * Reparación de bases modificadas: (sitiosap, alquilación o metilación) 3- Reparación post- replicativa * Reparación de errores de apareamiento mismatch * Reparación por recombinacion

13 Acción de la fotoliasa (fotoreactivación) Reversión directa dímeros de pirimidinas Solo se activa por luz visible

14 Mecanismos de reparación de DNA en bacterias

15 Reparación por escisión de base BER Las DNA glicosilasas reconocen bases dañadas

16 Reparación por excisión de nucleótido NER uvrabc: excinucleasa

17 Reparación por excisión de nucleótidos en bacterias y en humanos

18 BER NER

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20 Reparación del ADN Enfermedades humanas asociadas a problemas en los mecanismos de reparación

21 Recombinación Recombinación sitio-específica

22 Recombinación homóloga

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24 Recombinación homóloga: Modelo Holliday 1. Corte en cada dúplex de DNA 2. Intercambio de cadenas rotas entre dúplexes 3. Movimiento del punto de entrecruzamiento en el heterodúplex 4. Sellado de los cortes iniciales 5. Segundo corte en los dúplexes: A) Sobre la misma cadena del primer corte: (NO recombinantes) B) Sobre la cadena contraria al primer corte: (recombinantes recíprocos) La recombinación puede involucrar la formación de heterodúplex o de recombinantes

25 MODELO HOLLIDAY RESOLUCION V H

26 Recombinación homóloga: Modelo doble corte 1. Corte endonucleolítico 2. Generación de DNA de cadena sencilla 3. Invasión de la cadena sencilla a la región homóloga de la otra doble hélice 4. Formación de estructura D y desplazamiento por síntesis nueva de DNA 5. Migración recíproca y doble entrecruzamiento

27 Recombinación homóloga en bacteria 1. La nucleasa RecBCD se une aleatoriamente al DNA donador y produce un corte endonucleotídico. 2. RecBCD se va moviendo por la doble hélice hasta encontrar una secuencia característica denominada chi que es un punto recombinativo. 3. RecBCD corta 4-6 bases a la derecha (lado 3') de la cadena superior, y la subunidad D (nucleasa) se desprende, mientras que BC continua como helicasa desenrollando la cadena cortada, formando DNA de cadena sencilla con su extremo 3 OH libre. sitio chi 5 GCTGGTGG3 3 CGACCACC5 RecBCD (bacteria): helicasa (BC) y nucleasa (D) que forman el sustrato para RecA

28 Rec A La zona de cadena sencilla desplazada del ADN donador es recubierta por subunidades de la proteína RecA (un monómero de RecA por cada 5-10 bases). De este modo, esa cadena sencilla adopta una configuración helicoidal extendida.

29 Rec A RecA unida al DNA de cadena sencilla facilita el encuentro de éste con la región homóloga de la otra doble hélice (receptor), y promueve la formación de una triple hélice. Mediante hidrólisis de ATP, RecA facilita que la cadena del donador desplace a la cadena homóloga del receptor, y por lo tanto se empareje con la complementaria de ese receptor. En este proceso, la porción de cadena del receptor homóloga del donador se ve desplazada, originándose la llamada estructura en D.

30 Resolución de las uniones Holliday Ruv A se une a las cuatro hebras del intermediario de Holliday Ruv B es hexámero con actividad de ATPasa que sirve de motor para su movimiento. El consumo de ATP permite girar a la molécula Ruv C es una endonucleasa que resuelve los intermediarios de Holliday En eucariontes no se han encontrado homólogos para las proteínas Ruv, pero sí para RecA (Rad51)

31 Respuesta SOS Nombre del gen Proteína o función en la reparación de DNA Genes de función conocida polb (dina) uvra uvrb umuc umud sula reca dinb Subunidad polimerasa de la DNApol II requerida para comenzar la replicación durante la reparación del DNA en recombinación Subunidades UvrA y UvrB en ABC de la excinucleasa DNA pol V Proteína que inhibe la división celular para dar tiempo a reparación del DNA Proteína RecA requerida para la reparación en recombinación DNA pol IV Genes involucrados en metabolismo de DNA pero de función desconocida en reparación ssb uvrd hima recn Proteína SSB DNA helicasa II Recombinación sitio específica, replicación, transposición, regulación de la expresión Reparacón en recombinación

32 RecA está involucrada en activar la respuesta SOS

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