NUCLEO PARTE 1-2

NUCLEO PARTE 1-2

1. Replicación del ADN genómico

   • se lleva a cabo durante la interfase (QUE SE DIVIDE EN 3)
     • G1 (gap 1)
     • S (síntesis)
       • Durante la replicación, el empaquetamiento de la molécula que está siendo copiada se altera muy poco, ya que únicamente quedan afectados de manera simultánea unos pocos nucleosomas y el reensamblaje de la cromatina se produce prácticamente de manera simultánea a la copia
         • La replicación debe empezar en determinados puntos u orígenes de replicación
           • los orígenes de replicación deben ser cientos o miles para que el proceso tenga lugar en un período de tiempo razonable. La replicación comienza en cada uno de estos orígenes aunque no de manera simultánea.
           • En cada origen se forma una
             • burbuja de replicación
               • helicasas
                 • enzimas que se encargan de abrir la doble hélice y permiten la unión de
                   • ADN polimerasas
                     • en un proceso muy regulado por complejos proteicos como
                       • ORC (origin recognition complex).
                         • la formación de la burbuja de replicación hacen que, en los genomas circulares (procariotas), se genere una tensión en ambos extremos de esta por superenrollamiento
                           • topoisomerasas de ADN
                             • se encargan de relajar esta tensión
           • Por cada burbuja de replicación van a formarse dos horquillas de replicación, una a cada lado, que se irán abriendo en direcciones contrarias y en las cuales se producen los mismos hechos, por lo que solo nos fijaremos en lo que ocurre en uno de los lados.
             • Las burbujas de replicación son estructuras estabilizadas por
               • proteínas de unión a ADN monocatenario (SSBP)
                 • RPA (replication protein A)
             • Posteriormente se produce la unión de
               • primasa o ARN polimerasa ADN dependiente
                 • sintetiza un pequeño fragmento de ARN complementario a la secuencia de ese punto de inicio
                   • servirá de cebador (primer) necesario para la acción de la ADN polimerasa
                     • todas las ADN polimerasa presentan una actividad 3’→ 5’exonucleasa que permite la corrección de los errores del proceso
                     • Ninguna de las ADN polimerasas son capaces de comenzar la síntesis de novo de una cadena de ADN, sino que solo son capaces de elongar cadenas de ácido nucleico
                     • La reacción propia de síntesis o elongación de la cadena de cebador tiene lugar siempre en dirección 5’ a 3’; esto es, el nuevo desoxinucleótido se añade al extremo 3’ de la hebra en crecimiento (donde radica el grupo OH libre del anterior) por el grupo fosfato unido a su carbono en 5’. De esta manera se forma un enlace fosfodiéster con liberación de dos grupos fosfato del desoxinucleótido (dNTP).
                       • https://www.youtube.com/watch?v=DMbjI-uj6G8
                         • La síntesis principal de ambas hebras la realiza la ADN polimerasa δ en el caso de eucariotas
                           • Una vez finalizada esta, deben eliminarse los segmentos de ARN de los cebadores, rellenar los huecos dejados y unir los diversos fragmentos entre sí por medio de ADN ligasa.
     • G2 (gap 2)

2. Estabilidad y reordenamiento del ADN genómico

   • mutaciones puntuales
     • cambios que puede sufrir el genoma que ocurren a nivel de un único nucleótido
       • se calcula que en el genoma humano hay un cambio de este tipo cada 500-1.000 nucleótidos
         • Dando lugar a SNP (single nucleotide polymorphism, o polimorfismos de un solo nucléotido)

3. Recombinación homóloga

   • intercambio de material genético entre los diferentes cromosomas homólogos durante la meiosis
     • 1
       • alineación de ambas moléculas en sus regiones homólogas
         • facilitada por la formación del complejo
           • complejo sinaptonémico (una estructura proteica)
             • mantiene unidos los cromosomas homólogos desde la profase I de la meiosis.
       • 2
         • las dos dobles hélices alineadas sufrían un corte en la misma posición en una de las dos hebras que componen cada una
           • Ambas hebras se intercambiaban libremente y fusionaban con su homóloga dando lugar a una estructura entrecruzada.
             • La migración hacia cualquiera de los lados de este entrecruzamiento formaría moléculas heterodúplex o híbridas (que no emparejan completamente, dado que ambas moléculas no presentan una secuencia totalmente idéntica).
               • Esto origina una estructura cruciforme dinámica o estructura de Holliday
                 • cuya rotación y posterior corte dará lugar a la existencia o no de recombinación o intercambio real de parte de las cromátidas parentales, en función de en qué dirección se produzca este corte
                   • Así, se puede producir el intercambio de un segmento de una única hebra (entrecruzamiento sin recombinación) o el intercambio de un segmento completo de la molécula bicatenaria (entrecruzamiento con recombinación).
         • Meselson y Radding propusieron otro modelo de generación de las moléculas heterodúplex por el cual sería suficiente que solo una de las dos hebras sufriera este corte. El extremo libre generado podría ser capaz de invadir la molécula homóloga, dando lugar a la estructura de Holliday
         • VERDADERO

4. Mutación y reparación del ADN genómico

   • mutación
     • fallo en la fidelidad del almacenamiento de la información, ya que hay un cambio de la información guardada
     • TIPOS
       • teniendo en cuenta la secuencia de ADN
         • sustituciones
           • cambios de un nucleótido por otro
             • transiciones
               • Purinaxpurina o piridiminaxpiridimina
             • transversiones
               • purinaxpiridimina
           • inserciones
             • deleciones
               • inversiones
                 • cuando un determinado fragmento cambia 180° de orientación
       • Teniendo en cuenta los efectos sobre el gen (o sobre la proteína que codifica)
         • silenciosas o sinónimas
           • no provocan cambios en el aminoácido codificado
         • cambio de sentido
           • sí provocan un cambio en el aminoácido codificado (que podría ser conservadora o no dependiendo de si el aminoácido sustituido tiene propiedades fisicoquímicas semejantes o no)
         • Sin sentido
           • dan lugar a un codón de parada que provoca la terminación prematura de la traducción dando lugar a una proteína truncada
       • Según las células a las que afecta
         • somáticas
           • afectan a determinadas células de un organismo, por lo que, salvo que estas den lugar a los gametos, no son heredables
             • Sin embargo, sí poseerán la mutación las células que provienen de ellas por mitosis
         • germinales
           • se producen en células que producirán gametos
       • Teniendo en cuenta los efectos fenotípicos sobre el organismo
         • condicionales
           • efectos únicamente pueden observarse en ciertas condiciones
         • letales
         • con pérdida de función
           • producen la ausencia completa o parcial de la función normal del producto del gen
         • con ganancia de función
           • dan lugar a una activación constitutiva de la proteína, a la aparición de características nuevas o a la funcionalidad del producto génico en tejidos y momentos inadecuados.
       • Causas
         • mutaciones inducidas
           • causadas por factores físicos o químicos externos
         • mutaciones espontáneas
           • surgen de manera natural
   • Reparación
     • sistemas más simples de reparación
       • se encargan de revertir directamente la lesión
       • fotoliasas de procariotas y algunos eucariotas, que se encargan de reparar los dímeros de pirimidina formados por la luz ultravioleta.
       • O6-alquilguanina alquitransferasa (metilguanina metiltransferasa, MGMT)
     • vías más complejas
       • reparación de bases desapareadas
         • formada por varias proteínas que reconocen la formación de los bucles originados en la molécula y que cortan la sección distorsionada de la cadena recién sintetizada.
           • Actúan facilitando su rellenado con nucleótidos nuevos que son añadidos por una polimerasa que utiliza la cadena original como molde
             • La cadena vieja estará metilada mientras que la nueva no.
       • • escisión de nucleótidos (NER)
           • Primero, un complejo enzimático examina al ADN en busca de distorsiones estructurales
             • Cuando se encuentra una, se separan las dos cadenas de la región dañada para posteriormente cortar el esqueleto azúcar-fosfato de la cadena dañada a ambos lados de la lesión
               • Uno de los cortes se hace entre tres y nueve nucleótidos en dirección 3’ del daño y el otro entre 16 y 25 nucleótidos en dirección 5’.
                 • la ADN polimerasa rellena el hueco dejado y la ADN ligasa sella el último enlace
         • escisión de bases nitrogenadas (BER)
           • proceso de corrección de los daños sufridos en las bases nitrogenadas por agentes químicos que las alteran, o porque han sido hidrolizadas
             • primero hay un reconocimiento de la base alterada por
               • ADN-glucosilasa específicas
               • Esto crea sitios AP (apurínicos o apirimidínicos) en los que actúa una
                 • AP endonucleasa
                   • elimina el azúcar dañado creando una distorsión estructural
                 • el hueco es rellenado por una
                   • ADN polimerasa
                     • ADN ligasa sellará el último enlace, restaurándose así la secuencia intacta
       • Las que reparan roturas bicatenarias o DSB.
         • por recombinación homóloga
         • por fusión no homóloga de extremos (NHEJ)
           • simplemente se fusionan los extremos libres que habrían sido previamente procesados por una nucleasa

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