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Duplicación del ADN




Naily Hoil
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Estructura de la horquilla de replicación
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Reparación del ADN
La reparación del ADN es el conjunto de
  procesos involucrados en la corrección del
  daño en el ADN.
   Cuando estos procesos de reparación se
    desequilibran, las células pueden
    funcionar mal, morir o volverse
    cancerosas.




   Esto puede ser a causa del calor,
    accidentes metabólicos, radiación y
    exposición a sustancias del ambiente.
Existen 2 reacciones químicas que
 provocan daños importantes en el ADN.
Despurinación y Desaminación

Despurinación
Cada célula humana pierde 5000 bases
 púricas (adenina y guanina) porque los
 enlaces N- glucosídicos entre estas bases
 y la desoxirribosa se hidrolizan en una
 reacción llamada despurinación.
Desaminación
 Sucede de forma similar pero de citosina a
 uracilo.

 Muchos de estos cambios si no se corrigieran
 podrían llevar a la eliminación de uno o más
 pares de bases o a la sustitución de un par de
 bases de la cadena de ADN.

 Como consecuencia se propagaría a la siguiente
  generación celular cuando el ADN se replicara.
Recombinación, transposones y retrovirus
Reparación por
                eliminación de bases




Mecanismos de
Reparación
                 Reparación por
                 eliminación de nucleótidos
Reparación por eliminación de bases

 ADN glucosilasa reconoce un tipo de
  base de ADN alterada y la elimina.
 La enzima AP endonucleasa corta el
  esqueleto fosfodiéster .
 ADN polimerasa añade el nucleótido
  eliminado.
 ADN ligasa cierra el polinucleótido
Recombinación, transposones y retrovirus
Reparación por eliminación de
nucleótidos

 Se elimina la lesión del ADN que
  genera un cambio en la estructura de
  doble hélice.
 Se detecta la lesión.
 Helicasa elimina la parte dañada de la
  cadena.
 ADN polimerasa repara el hueco
 ADN ligasa une.
Recombinación, transposones y retrovirus
   Similitudes: ADN polimerasa y ADN
    ligasa.

   Diferencia: Reparación por eliminación de
    bases- la base alterada es eliminada . Y
    Reparación por eliminación de
    nucleótidos- se elimina una pequeña
    sección de la cadena de ADN.
Recombinación General (Homóloga)
   El ADN se puede reordenar.
   Meiosis I
   Intercambio genético
   de dos moléculas de ADN de secuencia homóloga
    (cromosomas distintos).
   Altera la combinación particular de genes de un
    genoma, el momento y nivel de expresión de estos.
Funciones de la recombinación

 Reparación.
 Regulación de la expresión de genes.
 Segregación ordenada de los
  cromosomas durante la división celular.
 Crucial para la le evolución en un
  ambiente cambiante: adaptación.
¿Cómo sucede y qué sucede?
 Rotura en la doble
  cadena del DNA
  (endonucleasa).
 Degradación de
  extremos 5’.
 Heterodúplex (cadena
  doble + sencilla)
 Apareamiento con
  homólogo (mol de
  unión). Hibridación.
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Unión heterodúplex
   Unión de dos
    moléculas de
    DNA en punto de
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Proteína RceA
 Hace posible la sinapsis (varios puntos
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                              A                    B
 Par de moléculas
 duplexas                                              Modelo de Holliday
                                  a               b

  Roturas en hebras
  homólogas


  Intercambio de hebras
  homólogas

  Desplazamiento del punto de                          Roturas en las hebras no
  intersección                                         intercambiadas
  Roturas en las hebras
  intercambiadas
 A                        B

 a                        b
                                           Nuevo
                          Ligación         intercambio y
                                           ligación



                                                             A                    b
 No recombinación pero                  Recombinación
 aparecen regiones                      recíproca
 heteroduplexas
                                                              a                   B
Conversión génica
 En ocasiones la recombinación de alelos no
  produce intercambios recíprocos entre los
  cromosomas.
 En apariencia, cuando existen dos versiones
  distintas del mismo gen (heterocigoto), una
  de ellas puede ser corregida para
  equipararse a la otra. Este proceso se ha
  denominado conversión genética
RECOMBINACION ESPECIFICA
DE LUGAR
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  genoma

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  nucleótidos especializadas
ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES

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  secuencias de ADN vecinas del genoma
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Recombinación transposicional
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•   Unión de dichos extremos
    a uno de los lugares no
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 transponibles

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Se desplazan:
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CORTAR Y PEGAR

   1.- Transposones de DNA se reconocen
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Recombinación, transposones y retrovirus
   3.- Inserción en el cromosoma diana, se
    coloca en un lugar al azar mediante la
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Recombinación, transposones y retrovirus
Recombinación, transposones y retrovirus
   Un retrovirus es un virus que tiene su
    genoma(es decir, su material genético)
    ubicado en el ARN.
 Envoltura de glicoproteína.
 Icosaedríco.
 Nucleocapside.
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 Enzimas específicas.
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 A diferencia de los otros virus, cuando los
  retrovirus se replican en el interior de las
  células, lo hacen como genoma humano.

Esto es posible gracias a la TRANSCRIPTASA
  INVERSA.
   Transcriptasa inversa.   Transcripción retrógrada.

   Integrasas.   Para entrar al centro de comando.

   Proteasas.    Arma las piezas virales.
Recombinación, transposones y retrovirus
   Cuando el ARN del retrovirus forma parte del genoma del
    huésped, se le denomina PROVIRUS al nuevo ADN.
   Los provirus son fragmntos de ADN móviles que constituyen
    genes y pueden pasar de célula a célula.
   Pueden inducir mutaciones a la célula y son una forma más
    autónoma de transposones.
   1.- Oncovirus.

   2.-Lentivirus.

   3.-Espumavirus.
Recombinación, transposones y retrovirus
Recombinación, transposones y retrovirus
   Los retrotransposones son elementos que se transponen
    mediante ARN, donde participa la TRANSCRIPTASA
    INVERSA.
   Son elementos móviles que se desplazan de un sitio a otro del
    genoma, donde se sitúan más o menos aleatoriamente y que si
    se insertan en regiones codificantes pueden causar mutaciones
    e incrementar la variabilidad genética, siendo auténticos
    motores de la evolución y la principal fuente de polimorfismo
    vigente en la naturaleza.
Recombinación, transposones y retrovirus
Bibliografía

 Thompson & Thompson. (2008).
  Genética en Medicina. Barcelona,
  España. Editorial Saunders.
 Van Holde Ahern, Mathews. (2008).
  Bioquímica. Madrid, España. Editorial
  Pearson.
 Alberts. Biología Molecular de la Célula.
  4° edición.

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Recombinación, transposones y retrovirus

  • 1. Duplicación del ADN Naily Hoil Beth Sainz Adriana Parada Agustín Loeza Jorge Luis Ojeda B.
  • 2. Estructura de la horquilla de replicación La región donde las hebras están separadas recibe el nombre de horquilla de replicación debido a su estructura en forma de Y.
  • 12. La reparación del ADN es el conjunto de procesos involucrados en la corrección del daño en el ADN.
  • 13. Cuando estos procesos de reparación se desequilibran, las células pueden funcionar mal, morir o volverse cancerosas.  Esto puede ser a causa del calor, accidentes metabólicos, radiación y exposición a sustancias del ambiente.
  • 14. Existen 2 reacciones químicas que provocan daños importantes en el ADN. Despurinación y Desaminación Despurinación Cada célula humana pierde 5000 bases púricas (adenina y guanina) porque los enlaces N- glucosídicos entre estas bases y la desoxirribosa se hidrolizan en una reacción llamada despurinación.
  • 15. Desaminación Sucede de forma similar pero de citosina a uracilo. Muchos de estos cambios si no se corrigieran podrían llevar a la eliminación de uno o más pares de bases o a la sustitución de un par de bases de la cadena de ADN. Como consecuencia se propagaría a la siguiente generación celular cuando el ADN se replicara.
  • 17. Reparación por eliminación de bases Mecanismos de Reparación Reparación por eliminación de nucleótidos
  • 18. Reparación por eliminación de bases  ADN glucosilasa reconoce un tipo de base de ADN alterada y la elimina.  La enzima AP endonucleasa corta el esqueleto fosfodiéster .  ADN polimerasa añade el nucleótido eliminado.  ADN ligasa cierra el polinucleótido
  • 20. Reparación por eliminación de nucleótidos  Se elimina la lesión del ADN que genera un cambio en la estructura de doble hélice.  Se detecta la lesión.  Helicasa elimina la parte dañada de la cadena.  ADN polimerasa repara el hueco  ADN ligasa une.
  • 22. Similitudes: ADN polimerasa y ADN ligasa.  Diferencia: Reparación por eliminación de bases- la base alterada es eliminada . Y Reparación por eliminación de nucleótidos- se elimina una pequeña sección de la cadena de ADN.
  • 23. Recombinación General (Homóloga)  El ADN se puede reordenar.  Meiosis I  Intercambio genético  de dos moléculas de ADN de secuencia homóloga (cromosomas distintos).  Altera la combinación particular de genes de un genoma, el momento y nivel de expresión de estos.
  • 24. Funciones de la recombinación  Reparación.  Regulación de la expresión de genes.  Segregación ordenada de los cromosomas durante la división celular.  Crucial para la le evolución en un ambiente cambiante: adaptación.
  • 25. ¿Cómo sucede y qué sucede?  Rotura en la doble cadena del DNA (endonucleasa).  Degradación de extremos 5’.  Heterodúplex (cadena doble + sencilla)  Apareamiento con homólogo (mol de unión). Hibridación.  Sinapsis de DNA.  Migración  Resolución
  • 26. Unión heterodúplex  Unión de dos moléculas de DNA en punto de entrecruzamiento (miles n).
  • 27. Proteína RceA  Hace posible la sinapsis (varios puntos de unión).  Hélice puede girar (hendidura).  Cataliza la migración de bifurcación dirigida no espontánea  Unión de ATP.  Homólogas: 7, Rd51
  • 28. Sinapsis de DNA  Reconocimiento y apareamiento  Cremallera, se extiende (migración).  Catalizada por RecA.  Hibridación -->Dirige solo complementarias por ensayo y error.
  • 29. Unión de Holliday  Isomerización  Entrada de proteínas  Extiende la región heterodúplex
  • 31. La recombinación entre moléculas duplexas de DNA implica intercambio recíproco de dos hebras simplexas, desplazamiento del punto de intersección y roturas A B Par de moléculas duplexas Modelo de Holliday a b Roturas en hebras homólogas Intercambio de hebras homólogas Desplazamiento del punto de Roturas en las hebras no intersección intercambiadas Roturas en las hebras intercambiadas A B a b Nuevo Ligación intercambio y ligación A b No recombinación pero Recombinación aparecen regiones recíproca heteroduplexas a B
  • 32. Conversión génica  En ocasiones la recombinación de alelos no produce intercambios recíprocos entre los cromosomas.  En apariencia, cuando existen dos versiones distintas del mismo gen (heterocigoto), una de ellas puede ser corregida para equipararse a la otra. Este proceso se ha denominado conversión genética
  • 33. RECOMBINACION ESPECIFICA DE LUGAR * Se puede alterar el orden de los genes y añadirse nueva información al genoma * Desplaza secuencias de nucleótidos especializadas
  • 34. ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES * Ocasionalmente desplazan o reordenan secuencias de ADN vecinas del genoma de la célula huésped * Su translocación da lugar a mutaciones espontaneas
  • 35. Recombinación transposicional específica de lugar • Reacciones que cortan los extremos de los segmentos de ADN móviles • Unión de dichos extremos a uno de los lugares no homólogos del ADN diana
  • 36. TRANSPOSONES  elementos transponibles *Pueden insertarse en muchos lugares distintos de DNA *Se desplazan raramente y no se sabe porque
  • 37. Transposición  TRASPOSASA  Actúa directo sobre una secuencia específica del DNA
  • 38. 3 TIPOS DE TRANSPOSONES  TRANSPOSONES DE DNA  RETROTRANSPOSONES RETROVÍRICOS  RETROTRANSPOSONES NO RETROVÍRICOS
  • 39. TRANSPOSONES DEL DNA Se desplazan: sitio donador sitio diana Mediante : transposición de cortar y pegar
  • 40. TRANSPOSICION MEDIANTE CORTAR Y PEGAR  1.- Transposones de DNA se reconocen en los cromosomas
  • 41. 2.- La transposasa une las dos secuencias de DNA invertidas (formando un lazo)
  • 43. 3.- Inserción en el cromosoma diana, se coloca en un lugar al azar mediante la formación de roturas escalonadas
  • 46. Un retrovirus es un virus que tiene su genoma(es decir, su material genético) ubicado en el ARN.
  • 47.  Envoltura de glicoproteína.  Icosaedríco.  Nucleocapside.  ARN de tira única.  Enzimas específicas.
  • 48.  Ácido nucleico ARN.  A diferencia de los otros virus, cuando los retrovirus se replican en el interior de las células, lo hacen como genoma humano. Esto es posible gracias a la TRANSCRIPTASA INVERSA.
  • 49. Transcriptasa inversa. Transcripción retrógrada.  Integrasas. Para entrar al centro de comando.  Proteasas. Arma las piezas virales.
  • 51. Cuando el ARN del retrovirus forma parte del genoma del huésped, se le denomina PROVIRUS al nuevo ADN.  Los provirus son fragmntos de ADN móviles que constituyen genes y pueden pasar de célula a célula.  Pueden inducir mutaciones a la célula y son una forma más autónoma de transposones.
  • 52. 1.- Oncovirus.  2.-Lentivirus.  3.-Espumavirus.
  • 55. Los retrotransposones son elementos que se transponen mediante ARN, donde participa la TRANSCRIPTASA INVERSA.
  • 56. Son elementos móviles que se desplazan de un sitio a otro del genoma, donde se sitúan más o menos aleatoriamente y que si se insertan en regiones codificantes pueden causar mutaciones e incrementar la variabilidad genética, siendo auténticos motores de la evolución y la principal fuente de polimorfismo vigente en la naturaleza.
  • 58. Bibliografía  Thompson & Thompson. (2008). Genética en Medicina. Barcelona, España. Editorial Saunders.  Van Holde Ahern, Mathews. (2008). Bioquímica. Madrid, España. Editorial Pearson.  Alberts. Biología Molecular de la Célula. 4° edición.