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Reparación y Recombinación de DNA

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Reparación y Recombinación de DNA

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

MUTACIONES EN EL DNA

Mutaciones espontáneas (105 – 108) Mutaciones inducidas (por mutágenos)

Mutaciones puntuales

Mutaciones “indel”: Adiciones o deleciones de base

Substitución de base:

transición (AG; GA) transversión (CG; CA; TG; TA)

Repercusión a nivel de proteína

Mutación sinónima

Mutación de error

Mutación sin sentido

Mutación de marco

Conservativa No conservativa

Etil Metano Sulfonato: Mutágeno Agente alquilante Transición de base

Mutágenos

Alteraciones espontáneas en el DNA

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

Depurinación y desaminación de bases

100 al día

5000 al día

Depurinaciones

Introduction to Genetic Analysis Anthony Griffiths, VIII Ed.

Desaminaciones

Las DNA glicosilasas reconocen bases dañadas o sitios AP

Reparación por

escisión de base

BER

Dímeros de timina

Exposición a radiaciones ultravioleta

Acción de la fotoliasa (fotoreactivación)

Reversión directa dímeros de pirimidinas Se activa por luz visible

Reparación por escisión de nucleótido

uvrABC: exinucleasa

NER

uvrD: helicasa

DNA pol I

Mecanismos de reparación post-replicativa

MutS MutL

MutH

Reconocen el daño

Corta la cadena no metilada a izquierda O derecha del daño

Una exonucleasa degrada la cadena cortada

DNA pol III rellena Ligasa sella

Enfermedades humanas asociadas a problemas en

los mecanismos de reparación

Respuesta SOS: se activa cuando hay mucho daño en el DNA

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

Reparación por Recombinación Homóloga

Recombinación sitio-específica

Recombinación

Recombinación homóloga

Dado que las secuencias son homólogas puede ocurrir en cualquier sitio

Eventos que ocurren durante la recombinación homóloga

1. Corte endonucleolítico

2. Generación de cadena sencilla de ADN por exonucleasa

3. Invasión de la cadena sencilla a una doble hélice homóloga

4. Síntesis de ADN

5. Ligación y generación de dos uniones Holliday

6. Resolución de las uniones Holliday

MODELO HOLLIDAY

Punto de entrecruzamiento

Imagen volteada del entrecruzamiento

1. Si la resolución es por corte en la cadena de ADN “híbrida” se generan secuencias de inserción pero NO recombinantes. 2. Si la resolución es por corte en la cadena de ADN “intacta” se generan recombinantes verdaderos.

Reparación de ADN por Recombinación Homóloga

- Cuando la Horquilla de Replicación se interrumpe por corte en una de las cadenas de la doble hélice

- Cuando hay corte en las dos cadenas de ADN

Enzimas involucradas en

la generación de la

cadena sencilla

con el extremo 3´OH libre

RecBCD (bacteria): helicasa y nucleasa

que forman el sustrato para

RecA

sitio chi

5´GCTGGTGG3´

3´CGACCACC5´

Rec A:

Permite la invasión de cadena

sencilla al dúplex intacto. Actúa en

forma de monómeros recubriendo

la cadena sencilla, utiliza ATP para

intercambiar las cadenas del

dúplex.

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)

Resolución de las uniones Holliday