REPARACIÓN-RECOMBINACIÓN RECOMBINACIÓN

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REPARACIÓN

-

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.

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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.

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Tipos de daño que ocurren en el ADN

5000 depurinaciones/día/ célula 100 desaminaciones/día / célula ESPONTÁNEOS: •depurinaciones •desaminaciones

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.

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Cambios

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Tipos de daño que ocurren en el ADN

Figura a: sitios proclives a modificaciones

- oxidación - hidrólisis - metilación INDUCIDOS:

Químicos

los agentes alquilantes

adicionan grupos metilo o etilo en diversas bases del ADN

Físicos

Exposición a UV: Dímeros de pirimidina

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Sistemas de reparación

1)

1) Fidelidad de la Fidelidad de la polimerasapolimerasa 2)

2) Sistemas de reparación directaSistemas de reparación directa 3)

3) Reparación por escisión.Reparación por escisión. 4)

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Sistemas de reparación

• 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´.

Fidelidad intrínseca de la maquinaria Fidelidad intrínseca de la maquinaria de replicación (10

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Sistemas de reparación

1) Sistemas de reparación directa.

a. Fotorreactivación: eliminación

de dímeros de pirimidina.

(procariotas y plantas)

b. Remoción del metilo en O6 _de

guanina (la metilación se produce por agentes alquilantes)

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Sistemas de reparación

_{2) Reparación por escisión.}

2a: Reparación por

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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

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3) Sistemas de reparación post-replicación.

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.

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Reparación

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Sistemas de reparación

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Mantenimiento de la información hereditaria

La replicación del material genético es esencial a la vida

Errores en la replicación son el origen de las enfermedades hereditarias.

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. mitosis mitosis meiosis DNA RECOMBINATION

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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.

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Consecuencias

genéticas de la

recombinación...

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Dónde y cuándo sucede la

recombinación homóloga....?

-Durante la formación de gametos: MEIOSIS

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Donde y cuando sucede la

recombinación homóloga....?

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Aumento de la variabilidad genética: -Varios niveles:

1) Dado por la combinación aleatoria de los cromosomas paternos y maternos.

Consecuencias genéticas de la recombinación

2

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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.

Consecuencias genéticas de la recombinación

“

“Por estos motivos y muchos más, es que la reproducción Por estos motivos y muchos más, es que la reproducción sexual ha sido tan efectiva a lo largo de la evolución”. sexual ha sido tan efectiva a lo largo de la evolución”.

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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

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Recombinación homóloga

Primeros indicios: Morgan (1910) Análisis de ligamiento.

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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

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Recombinación homóloga

Modelo de Robin Holliday (1964):

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Recombinación homóloga

Intermediario Holliday

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Recombinación homóloga

Resolución del

intermediario Holliday:

Se forman moléculas

recombinantes, con un sector heterodúplex.

No se forman moléculas No se forman moléculas recombinantes

recombinantes. Persiste un . Persiste un sector

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Recombinación homóloga

Inicio Intermediario

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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.