MANTENIMIENTO Y VARIABILIDAD DEL GENOMA
Replicación del ADN es Semiconservativo, ya que preserva una hebra parental
O sea, a partir de una cadena molde, se obtienen dos cadenas hijas, y cada
una de esas cadenas hijas va a estar compuesta por una hebra parental. Por
eso se dice que es semiconservativa
¿Cómo se produce la replicación?
Se logra mediante la acción de diversas enzimas. Se parte de un ADN molde,
el cual va a ser separado (abierto) mediante la acción de una enzima
denominada HELICASA, que rompe los puentes de hidrógeno. Aquí se forma
la famosa horquilla de replicación
Este proceso se efectúa en sentido 5´ 3´, por lo que vamos a tener que una
hebra va a poder sintetizarse de manera continua sin ningún problema, pero la
otra hebra va a tener un sentido contrario, por lo que hay que buscar la manera
de que pueda sintetizarse.
Comencemos por la hebra continua: gracias a la acción de una enzima
denominada PRIMASA, se sintetiza un pequeño fragmento de ARN que será el
PRIMER, a partir del cual se inicia la síntesis de la hebra complementaria, por
acción del ADN polimerasa. Esta síntesis se da en sentido 5´ 3´ como bien
dijimos antes
El problema radica en la otra hebra, la hebra retrasada, la cual tiene sentido 3´
5´, ¿cómo se soluciona esto?, se van a sintetizar pequeños fragmentos de
ARN, los primers, por la acción de la enzima PRIMASA. Luego, de primer a
primer, se van a sintetizar los fragmentos de Okazaki, en sentido 5´ 3´, por la
acción del ADN polimerasa. Una vez concluido esto, se remueven los primers y
se “rellenan” con los fragmentos de ADN restantes.
Finalmente, una enzima llamada LIGASA va a pasar por estas dos hebras,
para ligarlas (como bien dice su nombre).
Cada proceso de replicación implica un acortamiento de los telómeros, por lo
que unas enzimas, denominadas TELOMERASAS, se encargan de alargar
estos extremos para que las hebras no presenten inestabilidad.
Mecanismos de reparación
Existen errores en estos procesos, por lo que existen diversos mecanismos de
reparación para poder solucionar estos problemas. Dependiendo de cuál sea el
error, va a ser el mecanismo que se va a utilizar.
Por ejemplo, tenemos mecanismos que van a actuar sobre una sola hebra, y
otros que van a actuar en ambas, entonces no está bien que se utilice un
mecanismo de reparación de doble cadena si el error estuvo en una de ellas.
Por lo tanto, el mecanismo que se utiliza tiene que ser acorde al error que se
produjo.
Si no se repara el error, quedará fijada una mutación.
,Existen mecanismos que se dan dentro del contexto de replicación, y otros que
se dan ajenos a él.
La lectura de prueba es un mecanismo que se produce en el contexto de
replicación. Este se realiza en sentido 3´ 5´, y si detecta un error en algún
nucleótido, lo va a remover (rompiendo el enlace formado) y reemplazar por
uno correspondiente. Va a remover nucleótidos en sentido contrario a la
polimerización.
Esta lectura de prueba lo tienen los ADN pol δ y ε.
Luego tenemos las alteraciones que se dan fuera del contexto de replicación, y
dependiendo de si el error fue en una sola cadena o fue en ambas, va a ser el
mecanismo que se va a utilizar.
En el caso de un error simple cadena, tenemos:
• Reparación por mal apareamiento de bases
• Escisión de bases: solamente se quita la base dañada.
• Escisión de nucleótidos: si se detecta una malformación, se reclutan
enzimas endonucleasas que van a escindir el fragmento erróneo (es
decir, eliminan dicha sección de nucleótidos), y por acción de un ADN
pol se va a “rellenar” el fragmento faltante.
No todos los errores van a ser corregidos, por lo que pueden quedar
mutaciones.
, • Remoción directa de grupos alquilos (metil guanin metiltransferasa
MGMT): una enzima reconoce grupos alquilos (que son modificaciones
químicas que inducen agentes químicos mutagénicos) y que al
removerlos impiden que se repliquen eficientemente. Si esta enzima es
removida y los grupos alquilos permanecen, se produce una apoptosis.
En el caso de un error doble cadena, tenemos:
• Reparación propensa a errores por unión de extremos, o bien llamado
reparación por unión de extremos no homólogos: básicamente lo
que sucede es que los dos extremos “rotos” de una cadena se vuelven a
pegar, por lo que esto induce mutaciones. Pueden ser mutaciones por
falta de nucleótidos o por sobrante de ellos.
Frecuente en G0 y G1.
, • Recombinación homóloga: en esta se utiliza la información del
cromosoma homólogo que no está dañado para corregir el error del que
si lo está. Se van a acercar los cromosomas homólogos y se utilizará
como molde la región de ADN sin daños, para sustituir la región dañada.
Mecanismo sin fijación de mutaciones. Es más eficaz que el mecanismo
por unión de extremos no homólogos.
Frecuente en S y G2
La recombinación homóloga sirve tanto como mecanismo de reparación, como
mecanismo de variabilidad genética (variabilidad para reacomodar los
cromosomas homólogos próximos).
La variabilidad se da gracias a mutaciones y reorganizaciones del material
nuclear. Hay variabilidad primaria, que se da cuando ocurren mutaciones, y
variabilidad secundaria, que se da con el reordenamiento de las secuencias
genéticas.
Si los mecanismos de replicación y reparación fuesen perfectos, no existirían
las mutaciones, por lo que no habría variabilidad.
PCR Y RTqPCR
PCR: reacción en cadena de la polimerasa. PCR de punto final. Amplifica un
fragmento de ADN en una reacción in vitro. Con esta técnica se pueden
amplificar millones de copias del fragmento de ADN amplificado, a partir de una
pequeña cantidad de copias iniciales.
Esta técnica permite el diagnóstico temprano de algunas enfermedades.
Replicación del ADN es Semiconservativo, ya que preserva una hebra parental
O sea, a partir de una cadena molde, se obtienen dos cadenas hijas, y cada
una de esas cadenas hijas va a estar compuesta por una hebra parental. Por
eso se dice que es semiconservativa
¿Cómo se produce la replicación?
Se logra mediante la acción de diversas enzimas. Se parte de un ADN molde,
el cual va a ser separado (abierto) mediante la acción de una enzima
denominada HELICASA, que rompe los puentes de hidrógeno. Aquí se forma
la famosa horquilla de replicación
Este proceso se efectúa en sentido 5´ 3´, por lo que vamos a tener que una
hebra va a poder sintetizarse de manera continua sin ningún problema, pero la
otra hebra va a tener un sentido contrario, por lo que hay que buscar la manera
de que pueda sintetizarse.
Comencemos por la hebra continua: gracias a la acción de una enzima
denominada PRIMASA, se sintetiza un pequeño fragmento de ARN que será el
PRIMER, a partir del cual se inicia la síntesis de la hebra complementaria, por
acción del ADN polimerasa. Esta síntesis se da en sentido 5´ 3´ como bien
dijimos antes
El problema radica en la otra hebra, la hebra retrasada, la cual tiene sentido 3´
5´, ¿cómo se soluciona esto?, se van a sintetizar pequeños fragmentos de
ARN, los primers, por la acción de la enzima PRIMASA. Luego, de primer a
primer, se van a sintetizar los fragmentos de Okazaki, en sentido 5´ 3´, por la
acción del ADN polimerasa. Una vez concluido esto, se remueven los primers y
se “rellenan” con los fragmentos de ADN restantes.
Finalmente, una enzima llamada LIGASA va a pasar por estas dos hebras,
para ligarlas (como bien dice su nombre).
Cada proceso de replicación implica un acortamiento de los telómeros, por lo
que unas enzimas, denominadas TELOMERASAS, se encargan de alargar
estos extremos para que las hebras no presenten inestabilidad.
Mecanismos de reparación
Existen errores en estos procesos, por lo que existen diversos mecanismos de
reparación para poder solucionar estos problemas. Dependiendo de cuál sea el
error, va a ser el mecanismo que se va a utilizar.
Por ejemplo, tenemos mecanismos que van a actuar sobre una sola hebra, y
otros que van a actuar en ambas, entonces no está bien que se utilice un
mecanismo de reparación de doble cadena si el error estuvo en una de ellas.
Por lo tanto, el mecanismo que se utiliza tiene que ser acorde al error que se
produjo.
Si no se repara el error, quedará fijada una mutación.
,Existen mecanismos que se dan dentro del contexto de replicación, y otros que
se dan ajenos a él.
La lectura de prueba es un mecanismo que se produce en el contexto de
replicación. Este se realiza en sentido 3´ 5´, y si detecta un error en algún
nucleótido, lo va a remover (rompiendo el enlace formado) y reemplazar por
uno correspondiente. Va a remover nucleótidos en sentido contrario a la
polimerización.
Esta lectura de prueba lo tienen los ADN pol δ y ε.
Luego tenemos las alteraciones que se dan fuera del contexto de replicación, y
dependiendo de si el error fue en una sola cadena o fue en ambas, va a ser el
mecanismo que se va a utilizar.
En el caso de un error simple cadena, tenemos:
• Reparación por mal apareamiento de bases
• Escisión de bases: solamente se quita la base dañada.
• Escisión de nucleótidos: si se detecta una malformación, se reclutan
enzimas endonucleasas que van a escindir el fragmento erróneo (es
decir, eliminan dicha sección de nucleótidos), y por acción de un ADN
pol se va a “rellenar” el fragmento faltante.
No todos los errores van a ser corregidos, por lo que pueden quedar
mutaciones.
, • Remoción directa de grupos alquilos (metil guanin metiltransferasa
MGMT): una enzima reconoce grupos alquilos (que son modificaciones
químicas que inducen agentes químicos mutagénicos) y que al
removerlos impiden que se repliquen eficientemente. Si esta enzima es
removida y los grupos alquilos permanecen, se produce una apoptosis.
En el caso de un error doble cadena, tenemos:
• Reparación propensa a errores por unión de extremos, o bien llamado
reparación por unión de extremos no homólogos: básicamente lo
que sucede es que los dos extremos “rotos” de una cadena se vuelven a
pegar, por lo que esto induce mutaciones. Pueden ser mutaciones por
falta de nucleótidos o por sobrante de ellos.
Frecuente en G0 y G1.
, • Recombinación homóloga: en esta se utiliza la información del
cromosoma homólogo que no está dañado para corregir el error del que
si lo está. Se van a acercar los cromosomas homólogos y se utilizará
como molde la región de ADN sin daños, para sustituir la región dañada.
Mecanismo sin fijación de mutaciones. Es más eficaz que el mecanismo
por unión de extremos no homólogos.
Frecuente en S y G2
La recombinación homóloga sirve tanto como mecanismo de reparación, como
mecanismo de variabilidad genética (variabilidad para reacomodar los
cromosomas homólogos próximos).
La variabilidad se da gracias a mutaciones y reorganizaciones del material
nuclear. Hay variabilidad primaria, que se da cuando ocurren mutaciones, y
variabilidad secundaria, que se da con el reordenamiento de las secuencias
genéticas.
Si los mecanismos de replicación y reparación fuesen perfectos, no existirían
las mutaciones, por lo que no habría variabilidad.
PCR Y RTqPCR
PCR: reacción en cadena de la polimerasa. PCR de punto final. Amplifica un
fragmento de ADN en una reacción in vitro. Con esta técnica se pueden
amplificar millones de copias del fragmento de ADN amplificado, a partir de una
pequeña cantidad de copias iniciales.
Esta técnica permite el diagnóstico temprano de algunas enfermedades.
