REPARACIÓN-RECOMBINACIÓN RECOMBINACIÓN

Transcripción

1 REPARACIÓN-RECOMBINACIÓN RECOMBINACIÓN Importancia del tema. Fidelidad de la replicación. Daños en el ADN y sistemas de reparación del ADN. Recombinación: concepto, clasificación, modelos, enzimología. Consecuencias genéticas de la Recombinación.

2 Daño del ADN Como toda molécula el ADN participa de diversas reacciones químicas, y como tal puede eventualmente sufrir modificaciones. Dichas modificaciones pueden ser : espontáneas inducidas por diversos agentes físicos químicos biológicos.

3 Tipos de daño que ocurren en el ADN ESPONTÁNEOS: depurinaciones desaminaciones 5000 depurinaciones/día/ célula 100 desaminaciones/día / célula Cambios tautoméricos de base Son formas alternativas isoméricas de las bases nitrogenadas que cambian el patrón de apareamiento normal. Las variantes son de ceto a enol para timina y guanina y de amino a imino para citosina y adenina.

4 Cambios tautoméricos durante la replicación

5 Tipos de daño que ocurren en el ADN INDUCIDOS: Químicos los agentes alquilantes adicionan grupos metilo o etilo en diversas bases del ADN Figura a: sitios proclives a modificaciones -oxidación - hidrólisis - metilación Físicos Exposición a UV: Dímeros de pirimidina

6 Sistemas de reparación 1) Fidelidad de la polimerasa 2) Sistemas de reparación directa 3) Reparación por escisión. 4) Sistemas de reparación post-replicación.

7 Sistemas de reparación Fidelidad intrínseca de la maquinaria de replicación (10-9 pb) Esta dada por la actividad exonucleasa 3-5. Requerimiento de cebadores. Imposibilidad de la polimerasa de agregar nucleótidos si no hay apareamiento exacto en los nucleótidos previos. Implica la imposibilidad de replicación en dirección 3-5.

8 Sistemas de reparación 1) Sistemas de reparación directa. a. Fotorreactivación: eliminación de dímeros de pirimidina. (procariotas y plantas) b. Remoción del metilo en O 6 de guanina (la metilación se produce por agentes alquilantes)

9 Sistemas de reparación 2) Reparación por escisión. 2a: Reparación por escisión de base 2b: Reparación por escisión de nucleótido

10 Sistemas de reparación 2c: Sistema de reparación por apareamiento erróneo. Cómo se diferencia la hebra parental de la nueva? _E. Coli: la hebra parental está metilada. _Eucariotas: la hebra nueva presenta roturas de simple hebra. 2d: Sistema de reparación acoplada a la transcripción. _Se reparan preferentemente las hebras transcriptas. (factores de la trasncripción que actúan en la maquinaria de reparación, ej. TFIIH)

11 3) Sistemas de reparación postreplicación. Sistemas de reparación 3a: Reparación recombinatoria. La hebra parental no dañada rellena el espacio opuesto al sitio dañado en la otra molécula hija, mediante recombinación entre secuencias homólogas.

12 Reparación recombinacional

13 Sistemas de reparación

14 Mantenimiento de la información hereditaria mitosis La replicación del material genético es esencial a la vida meiosis Errores en la replicación son el origen de las enfermedades hereditarias. DNA RECOMBINATION mitosis Errores en la replicación son causa primaria de cánceres. Existen patologías por incapacidad de reparar errores cometidos en la replicación La recombinación aumenta la variabilidad y genera diversidad.

15 Recombinación Importancia de la variabilidad génica: -La estabilidad génica es crucial para la supervivencia a corto plazo. -A largo plazo, la supervivencia de los organismos puede depender de la variación génica, mediante la cual células y organismos pueden adaptarse a las variaciones del ambiente. -La propiedad del ADN de experimentar reordenamientos determina que se formen nuevas combinaciones génicas, sustrato molecular de la variabilidad génica.

16 Consecuencias genéticas de la recombinación...

17 Dónde y cuándo sucede la recombinación homóloga...? -Durante la formación de gametos: MEIOSIS

18 Donde y cuando sucede la recombinación homóloga...?

19 Consecuencias genéticas de la recombinación Aumento de la variabilidad genética: -Varios niveles: 1) Dado por la combinación aleatoria de los cromosomas paternos y maternos gametos diferentes

20 Consecuencias genéticas de la recombinación 1) La recombinación aumenta el número de combinaciones entre alelos paternos y maternos. 2) Permite ir eliminando alelos deletéreos tras diversas generaciones. 3) Ofrece mecanismos de reparación del ADN. Por estos motivos y muchos más, es que la reproducción sexual ha sido tan efectiva a lo largo de la evolución.

21 Recombinación Concepto: Implica la ruptura física y posterior unión de hebras de ADN de forma tal que intercambian el contenido de ADN resultando en dos nuevas hebras. Clasificación: 1) HOMÓLOGA: requiere grandes regiones de homología. (ej. recombinación meiótica) 2) SITIO ESPECÍFICA: se da entre regiones específicas de moléculas de ADN. Requiere regiones pequeñas de homología.(ej. reorganizaciones del ADN genes de Igs, inserción viral) 3) TRANSPOSICIÓN: implica el movimiento de secuencias a través del genoma y no requiere secuencias homólogas. (transposones, retrotransposones, etc)

22 Recombinación homóloga Primeros indicios: Morgan (1910) Análisis de ligamiento.

23 Recombinación homóloga Primeros indicios: - Habría un intercambio físico de información hereditaria. - Relación directa entre la frecuencia de recombinación y distancia de mapa. - Sienta las bases del mapeo genético.

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25 Recombinación homóloga Modelo de Robin Holliday (1964):

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27 Recombinación homóloga Intermediario Holliday Forma Chi

28 Recombinación homóloga Resolución del intermediario Holliday: No se forman moléculas recombinantes.. Persiste un sector heterodúplex. Se forman moléculas recombinantes, con un sector heterodúplex.

29 Recombinación homóloga Inicio Intermediario de Holliday Resolución

30 Recombinación homóloga Modelo de rotura de doble hebra en una sola molécula de ADN. (la más aceptada actualmente) A pesar de los múltiples modelos del comienzo de la recombinación, la unión Holliday de hebra cruzada continúa siendo el intermediario central del proceso.