Reparación.
ADN
DE
Reparación
La función de la reparación del DNA es el
mantenimiento de la información genética intacta.
El DNA está expuesto a multitud de agentes que
pueden producirle daños.
Reparación.
Los daños al ADN, que se deben a factores ambientales
y a los procesos metabólicos habituales dentro de la
célula, tienen lugar a un ritmo de entre mil y un millón
de lesiones moleculares por célula por día.
Reparación
 Aunque esto sólo
representa un 0.000165%
de las aproximadamente
seis mil millones de bases
del genoma humano.
 Las lesiones no reparadas
en nada pueden impedir
que una célula lleve a cabo
su función y aumentar de
manera significativa la
posibilidad de que se
forme un tumor.
MECANISMOS
ENDÓGENOS Y
EXÓGENOS DE
LESIÓN EN EL
ADN.
¿Cómo se
produce el
daño?Daños endógenos: la mayor
parte de estos cambios se
producen por la generación de
radicales libres como
subproductos de la respiración
aerobia normal. Estos radicales
que son moléculas o
fragmentos moleculares con
electrones sin aparear son
capaces de acelerar la ruptura
de las cadenas del DNA.
 Daños exógenos.
Radiaciones ionizantes: los rayos X y γ, provocan
ruptura de simple cadena, ruptura de doble
cadena, bases dañadas por ionización directa y
generan radicales libres.
Radiaciones ultravioleta (UV): es el agente que
daña el DNA más estudiado, causa la formación
de enlaces intracadenas (dimerización de
pirimidinas), en orden de abundanciaT·T, C·T y
C·C.
BASE DE REPARACIÓN POR
ESCISIÓN
(BER)
• MECANISMOCELULAR QUE
REPARA EL DNA DAÑADO
DURANTE EL CICLO CELULAR
• RESPONSABLE
PRINCIPALMENTE DE LA
ELIMINACIÓN DE PEQUEÑOS NO
HÉLICE QUE DISTORCIONAN LAS
LESIONES DE BASE A PARTIR DEL
GENOMA
BASE DE REPARACIÓN POR
ESCISIÓN
(BER)
• ES IMPORTANTE PARA LA
ELIMINACIÓN DE BASES
DAÑADASQUE PODRÍANCAUSAR
MUTACIONESO DAR LUGAR A
RUTURAS EN EL DNA DURANTE
LA REPLICACIÓN
Base de reparación por
escisión
(BER)
• INICIADA POR UNA
GLICOSIDASA… QUE
RECONOCEY ELIMINA BASES
ESPECÍFICAS DAÑADAS E
INADECUADAS FORMANDO
SITIOS AP.
• ESTOS SITIOS AP SE DIVIDEN
POR UNA AP ENDONUCLEASA
• PROCESADA POR EL PARCHE A
CORTO PLAZO O DEL LARGO
PLAZO.
PROTEINAS IMPLICADAS EN LA
RECOMBIMACION DE BASE:
Base de reparación por
escisión
(BER)
Base de reparación por
escisión
(BER)
ADN POLIMERASA:
• PARCHE CORTO : DNA
polimerasa λ compensan el lugar
de la base dañada y tienen dominio
liasa que elimina los 5´DRP
• PARCHE LARGO: esta mediado
por DNA polimerasa δ y DNA
polimerasa ε junto con el factor de
procesividad PCNA… Estas
polimerasas realizan el
desplazamiento de la síntesis de la
secuencia del extremo 5´del ADN
que es desplazado.
FLAP ENDONUCLEASA:
FEN 1: quita la solapa 5´
generados durante parche largo
de la base de reparación por
escisión.
FEN1 se unirá con estructuras con
le fragmento de Okazaki; un paso
importante en la cadena
quedando la replicación del ADN
Base de reparación por
escisión
(BER)
ADN LIGASA:
ADN ligasa III junto con el
cofactor XRCC1 cataliza el nick-
sellado en el corto parche de la
base de reparación por escisión.
ADN ligasal ligados a la ruptura
de la base de reparación por
escición a parche largo.
Base de reparación por
escisión
(BER)
NER
 Que repara daños que afecten cadenas más
largas, de entre dos y treinta bases. Este
proceso reconoce cambios grandes que
distorsionan la hélice, como dímeros de
timina, así como roturas de cadena única
RECOMBINACIÓN NO HOMÓLOGA
• Unión de extremos no homólogos
Es una ruta que
repara roturas en
la doble hebra de
ADN
Acuñado en 1996 por
Moore y Haber
• Denominada no homóloga porque los extremos rotos son
directamente ligados sin la necesidad de un molde
homólogo… en contraste con la recombinación homóloga
que requieren una secuencia homologa para guiar la
reparación.
RECOMBINACIÓN NO
HOMÓLOGA
• Esta conservada en todos los reinos de la vida y es la ruta
de reparación del ADN de doble hebra predominante en
muchos organismos
•Típicamente utiliza secuencias cortas de ADN homólogo
llamada microhomologías para guiar la reparación
• Estas microhomologías están a menudo presentes en
salientes de hebra simple en los extremos de las roturas de
doble hebra.
RECOMBINACIÓN NO
HOMÓLOGA
RECOMBINACION HOMOLOGA
La recombinacion genetica proceso por el cual
una hebra de material genetico (de DNA pero
tambien RNA) es rota y luego unida a una
molecula de material genetico. La
recombinacion de eucariotas se produce
durante la meiosis como entrecruzamiento
cromosomica entre los cromosomas
apareados
Este proceso conduce a que la progenie tenga
diferentes combinaciones de genes de sus
padres, produciendo alelos quimericos.
Esta mezcla de genes tiene ventajas como el
evitar el trinquete de Muller.
La recombinacion tambien se refiere a la
recombinacion artificial y deliberada de
piezas de DNA distintas de diferentes
organismos, creando DNA recombinante.
Las recombinasas enzimas catalizadoras de las
reacciones de recombinacion natural.
RECOMBINACION HOMOLOGA
Tambien llamada recombinacion general
sucede durante la profase I de la meiosis y
tiene lugar entre las largas regiones de DNA
cuyas secuencias son homolgas (similares
pero no identicas)
ENTRECRUZAMIENTO CROMOSOMICO
Recombinacion entre cromosomas apareados,
heredado de un padre en meosis, en la
profase I en la sub fase de paquitene, las
cuatro cromatides disponibles estan
posicionadas una con respecto a la otra. En
esta formacion, sitios homologos en las 2
cromatides pueden coincidir entre si e
intercambiar informacion genetica.
Como se produce con baja probabilidad en
cualquier lugar del cromosoma, la frecuencia
de recombinacion entre dos puntos depende
de sus distancias.
Genes distantes en el mismo cromosoma la
cantidad de recombinacion es alta para
destruir correlacion entre alelos.
SIGNIFICADO CLINICO DE LA
REPARACION
La reparacion del DNA son procesos en que
celula identifica y corrige daños hechos a las
moleculas de DNA del genoma.
Actividades metabolicas y factores ambientales
causan daño al DNA provocando hasta 1
millon de lesiones moleculares por celula por
dia alterando capacidad de transcripcion de
genes
La velocidad de reparacion dl DNA depende del
tipo de celula, su edad. Celula con gran daño
que no pueda repararse puede entrar en 3
estados:
1.-estado ireversible llamado senescencia
2.-suicidio celular
3.-carcinongenesis
La capacidad de reparacion es vital para la
integridad del genoma. En el caso de genes
demostrados que influian en la lomgevidad
tienen que ver con la reparacion y proteccion
del DNA.
Si existe daño hay una estrategia de reparacion
y es el usar la cadena de DNA
complementaria o la cromatida hermana
como plantilla de restauracion.
Si no existe plantilla alguna se utiliza como
ultimo recurso la SINTESIS DE
TRANSLESION. Una vez identificada la
alteracion moleculas especificas reparadoras
del DNA se adhieren al punto dañado
induciendo adhesion de mas moleculas y
formar un complejo.
Mutación
 Se define como cualquier cambio
en la secuencia de cualquier
nucleótido o de la organización
del DNA
Clasificación:
A) Mutaciones genómicas: Las que afectan el
número de cromosomas en la célula.
B) Mutaciones cromosómicas: Las que alteran
la estructura de un cromosoma en concreto.
C) Mutaciones génicas: Las que alteran genes
concretos.
Mutación genómica
 Son alteraciones del número de cromosomas
intactos (denominadas aneuplodias), que se
originan de errores en la segregación de los
cromosomas durante la mitosis o la miosis.
 Producen aneuplodía cromosómica y son las
mutaciones observadas con mayor frecuencia
en los seres humanos, también son
frecuentes en las células cancerosas
Mutación cromosómica
 Son cambios que implica una sóla parte de un
cromosoma, como las duplicaciones o
triplicaciones parciales, las delecciones, las
inversiones y las translocaciones, que pueden
ocurrir de manera espontánea o ser el
resultado de una segregación anómala de un
cromosoma translocado durante la meiosis.
 Las mutaciones cromosómicas son mucho
menos comunes que la genómicas
 Raramente se perpetúan de una generación a
otra porque suelen ser incompatibles con la
vida o con la reproducción normal.
 También son frecuentes en las células
cancerosas.
Mutaciones génicas
 Son cambios en la secuencias del DNA de los
genes del núcleo o la mitocondría, que van
desde una modificación tan pequeña como la
de un solo nucleótido hasta cambios que
pueden afectar muchos millones de pares de
bases.
 Una mutación génica que delecciona o duplica
todo un cromosoma modifica la dosis y, en
consecuencia, el nivel de expresión de cientos o
miles de genes.
 Una mutación génica que consiste en la
modificación de un único nucleótido en la
secuencia codificante puede conducir a la
pérdida completa de la expresión de ese gen o a
la formación de una proteína variante con
propiedades alteradas.
 Las mutaciones génicas, incluidas las
sustituciones de pares de bases, las
inserciones y las delecciones, se originan
mediante tres mecanismos básicos:
 Errores en la replicación del DNA
 Fallo en la reparación del DNA dañado (inducidas de
manera espontánea, por agentes físicos y químicos,
llamados mutágenos)
Base molecular de la
mutación
 Sustituciones de nucleótidos o mutaciones de
cambio de sentido
Una sustitución de un solo nucleótido (o
mutación puntual) en una secuencia de ADN
puede alterar el código en un triplete de
bases y causar la sustitución de un
aminoácido por otro en el producto gémico.
 Mutaciones de terminación de cadena
Es una mutación que puede crear un codón de
terminación (mutación sin sentido) causando
una parada prematura de la traducción del
RNAm o que destruya un codón de
terminación y hará que la traducción continúe
hasta que alcance al siguiente codón
 Mutaciones de ensamblaje del RNA, existen
dos tipos de mutaciones:
1. Las mutaciones que afectan a las bases que se
precisan en los lugares donantes o aceptores
interfieren con el normal ensamblaje
2. Consiste en sustituciones de bases de intrones
que no afectan a los sitios donante o aceptor,
pero crea sitios alternativos que compiten con
los sitios normales.
Delecciones e inserciornes
 Pequeñas
 El numero de bases
implicadas no son
más de 3
 Altera el marco de
lectura, iniciando una
insercion y una
deleccion
 Genera una secuencia
de aa., diferentes en
el extremo carboxilo
 Se le denomina
mutacion de cambio
de marco
 Grandes
 Sucede por una
recombinación entre
copias múltiples de
secuencias similares o
idénticas delADN
 La inserción de
grandes cantidades
ADN es una causa de
mutación más rara
que la delección
Mutaciones heredadas en
humanos: diferencias de género
 Mujeres
 Óvulo producto de 22
divisiones haploides
 Entra en meiosis I y
permanece suspendido,
hasta la ovulación
 Se especula, que cuanto
más tiempo permanece
en meiosis I, mayor es la
probabilidad de que se
produzca un error
 Hombres
 El espermatozoide es el
resultado de 30
divisiones mitóticas y
de 20 – 25 ciclos de
replicación al año
 Se ha calculado que
aproximadamente 1 de
cada 10, es portador de
una mutación

Reparación de ADN

  • 1.
  • 2.
    Reparación La función dela reparación del DNA es el mantenimiento de la información genética intacta. El DNA está expuesto a multitud de agentes que pueden producirle daños.
  • 3.
    Reparación. Los daños alADN, que se deben a factores ambientales y a los procesos metabólicos habituales dentro de la célula, tienen lugar a un ritmo de entre mil y un millón de lesiones moleculares por célula por día.
  • 4.
    Reparación  Aunque estosólo representa un 0.000165% de las aproximadamente seis mil millones de bases del genoma humano.  Las lesiones no reparadas en nada pueden impedir que una célula lleve a cabo su función y aumentar de manera significativa la posibilidad de que se forme un tumor.
  • 5.
  • 6.
    ¿Cómo se produce el daño?Dañosendógenos: la mayor parte de estos cambios se producen por la generación de radicales libres como subproductos de la respiración aerobia normal. Estos radicales que son moléculas o fragmentos moleculares con electrones sin aparear son capaces de acelerar la ruptura de las cadenas del DNA.
  • 7.
     Daños exógenos. Radiacionesionizantes: los rayos X y γ, provocan ruptura de simple cadena, ruptura de doble cadena, bases dañadas por ionización directa y generan radicales libres. Radiaciones ultravioleta (UV): es el agente que daña el DNA más estudiado, causa la formación de enlaces intracadenas (dimerización de pirimidinas), en orden de abundanciaT·T, C·T y C·C.
  • 8.
    BASE DE REPARACIÓNPOR ESCISIÓN (BER) • MECANISMOCELULAR QUE REPARA EL DNA DAÑADO DURANTE EL CICLO CELULAR • RESPONSABLE PRINCIPALMENTE DE LA ELIMINACIÓN DE PEQUEÑOS NO HÉLICE QUE DISTORCIONAN LAS LESIONES DE BASE A PARTIR DEL GENOMA
  • 9.
    BASE DE REPARACIÓNPOR ESCISIÓN (BER) • ES IMPORTANTE PARA LA ELIMINACIÓN DE BASES DAÑADASQUE PODRÍANCAUSAR MUTACIONESO DAR LUGAR A RUTURAS EN EL DNA DURANTE LA REPLICACIÓN
  • 10.
    Base de reparaciónpor escisión (BER) • INICIADA POR UNA GLICOSIDASA… QUE RECONOCEY ELIMINA BASES ESPECÍFICAS DAÑADAS E INADECUADAS FORMANDO SITIOS AP. • ESTOS SITIOS AP SE DIVIDEN POR UNA AP ENDONUCLEASA
  • 11.
    • PROCESADA POREL PARCHE A CORTO PLAZO O DEL LARGO PLAZO. PROTEINAS IMPLICADAS EN LA RECOMBIMACION DE BASE: Base de reparación por escisión (BER)
  • 12.
    Base de reparaciónpor escisión (BER) ADN POLIMERASA: • PARCHE CORTO : DNA polimerasa λ compensan el lugar de la base dañada y tienen dominio liasa que elimina los 5´DRP • PARCHE LARGO: esta mediado por DNA polimerasa δ y DNA polimerasa ε junto con el factor de procesividad PCNA… Estas polimerasas realizan el desplazamiento de la síntesis de la secuencia del extremo 5´del ADN que es desplazado.
  • 13.
    FLAP ENDONUCLEASA: FEN 1:quita la solapa 5´ generados durante parche largo de la base de reparación por escisión. FEN1 se unirá con estructuras con le fragmento de Okazaki; un paso importante en la cadena quedando la replicación del ADN Base de reparación por escisión (BER)
  • 14.
    ADN LIGASA: ADN ligasaIII junto con el cofactor XRCC1 cataliza el nick- sellado en el corto parche de la base de reparación por escisión. ADN ligasal ligados a la ruptura de la base de reparación por escición a parche largo. Base de reparación por escisión (BER)
  • 15.
    NER  Que reparadaños que afecten cadenas más largas, de entre dos y treinta bases. Este proceso reconoce cambios grandes que distorsionan la hélice, como dímeros de timina, así como roturas de cadena única
  • 16.
    RECOMBINACIÓN NO HOMÓLOGA •Unión de extremos no homólogos Es una ruta que repara roturas en la doble hebra de ADN Acuñado en 1996 por Moore y Haber
  • 17.
    • Denominada nohomóloga porque los extremos rotos son directamente ligados sin la necesidad de un molde homólogo… en contraste con la recombinación homóloga que requieren una secuencia homologa para guiar la reparación. RECOMBINACIÓN NO HOMÓLOGA
  • 18.
    • Esta conservadaen todos los reinos de la vida y es la ruta de reparación del ADN de doble hebra predominante en muchos organismos •Típicamente utiliza secuencias cortas de ADN homólogo llamada microhomologías para guiar la reparación • Estas microhomologías están a menudo presentes en salientes de hebra simple en los extremos de las roturas de doble hebra. RECOMBINACIÓN NO HOMÓLOGA
  • 19.
  • 20.
    La recombinacion geneticaproceso por el cual una hebra de material genetico (de DNA pero tambien RNA) es rota y luego unida a una molecula de material genetico. La recombinacion de eucariotas se produce durante la meiosis como entrecruzamiento cromosomica entre los cromosomas apareados
  • 21.
    Este proceso conducea que la progenie tenga diferentes combinaciones de genes de sus padres, produciendo alelos quimericos. Esta mezcla de genes tiene ventajas como el evitar el trinquete de Muller.
  • 22.
    La recombinacion tambiense refiere a la recombinacion artificial y deliberada de piezas de DNA distintas de diferentes organismos, creando DNA recombinante. Las recombinasas enzimas catalizadoras de las reacciones de recombinacion natural.
  • 23.
    RECOMBINACION HOMOLOGA Tambien llamadarecombinacion general sucede durante la profase I de la meiosis y tiene lugar entre las largas regiones de DNA cuyas secuencias son homolgas (similares pero no identicas)
  • 24.
    ENTRECRUZAMIENTO CROMOSOMICO Recombinacion entrecromosomas apareados, heredado de un padre en meosis, en la profase I en la sub fase de paquitene, las cuatro cromatides disponibles estan posicionadas una con respecto a la otra. En esta formacion, sitios homologos en las 2 cromatides pueden coincidir entre si e intercambiar informacion genetica.
  • 25.
    Como se producecon baja probabilidad en cualquier lugar del cromosoma, la frecuencia de recombinacion entre dos puntos depende de sus distancias. Genes distantes en el mismo cromosoma la cantidad de recombinacion es alta para destruir correlacion entre alelos.
  • 26.
  • 27.
    La reparacion delDNA son procesos en que celula identifica y corrige daños hechos a las moleculas de DNA del genoma. Actividades metabolicas y factores ambientales causan daño al DNA provocando hasta 1 millon de lesiones moleculares por celula por dia alterando capacidad de transcripcion de genes
  • 28.
    La velocidad dereparacion dl DNA depende del tipo de celula, su edad. Celula con gran daño que no pueda repararse puede entrar en 3 estados: 1.-estado ireversible llamado senescencia 2.-suicidio celular 3.-carcinongenesis
  • 29.
    La capacidad dereparacion es vital para la integridad del genoma. En el caso de genes demostrados que influian en la lomgevidad tienen que ver con la reparacion y proteccion del DNA. Si existe daño hay una estrategia de reparacion y es el usar la cadena de DNA complementaria o la cromatida hermana como plantilla de restauracion.
  • 30.
    Si no existeplantilla alguna se utiliza como ultimo recurso la SINTESIS DE TRANSLESION. Una vez identificada la alteracion moleculas especificas reparadoras del DNA se adhieren al punto dañado induciendo adhesion de mas moleculas y formar un complejo.
  • 31.
    Mutación  Se definecomo cualquier cambio en la secuencia de cualquier nucleótido o de la organización del DNA
  • 32.
    Clasificación: A) Mutaciones genómicas:Las que afectan el número de cromosomas en la célula. B) Mutaciones cromosómicas: Las que alteran la estructura de un cromosoma en concreto. C) Mutaciones génicas: Las que alteran genes concretos.
  • 33.
    Mutación genómica  Sonalteraciones del número de cromosomas intactos (denominadas aneuplodias), que se originan de errores en la segregación de los cromosomas durante la mitosis o la miosis.  Producen aneuplodía cromosómica y son las mutaciones observadas con mayor frecuencia en los seres humanos, también son frecuentes en las células cancerosas
  • 34.
    Mutación cromosómica  Soncambios que implica una sóla parte de un cromosoma, como las duplicaciones o triplicaciones parciales, las delecciones, las inversiones y las translocaciones, que pueden ocurrir de manera espontánea o ser el resultado de una segregación anómala de un cromosoma translocado durante la meiosis.
  • 35.
     Las mutacionescromosómicas son mucho menos comunes que la genómicas  Raramente se perpetúan de una generación a otra porque suelen ser incompatibles con la vida o con la reproducción normal.  También son frecuentes en las células cancerosas.
  • 36.
    Mutaciones génicas  Soncambios en la secuencias del DNA de los genes del núcleo o la mitocondría, que van desde una modificación tan pequeña como la de un solo nucleótido hasta cambios que pueden afectar muchos millones de pares de bases.
  • 37.
     Una mutacióngénica que delecciona o duplica todo un cromosoma modifica la dosis y, en consecuencia, el nivel de expresión de cientos o miles de genes.  Una mutación génica que consiste en la modificación de un único nucleótido en la secuencia codificante puede conducir a la pérdida completa de la expresión de ese gen o a la formación de una proteína variante con propiedades alteradas.
  • 38.
     Las mutacionesgénicas, incluidas las sustituciones de pares de bases, las inserciones y las delecciones, se originan mediante tres mecanismos básicos:  Errores en la replicación del DNA  Fallo en la reparación del DNA dañado (inducidas de manera espontánea, por agentes físicos y químicos, llamados mutágenos)
  • 39.
    Base molecular dela mutación  Sustituciones de nucleótidos o mutaciones de cambio de sentido Una sustitución de un solo nucleótido (o mutación puntual) en una secuencia de ADN puede alterar el código en un triplete de bases y causar la sustitución de un aminoácido por otro en el producto gémico.
  • 40.
     Mutaciones determinación de cadena Es una mutación que puede crear un codón de terminación (mutación sin sentido) causando una parada prematura de la traducción del RNAm o que destruya un codón de terminación y hará que la traducción continúe hasta que alcance al siguiente codón
  • 41.
     Mutaciones deensamblaje del RNA, existen dos tipos de mutaciones: 1. Las mutaciones que afectan a las bases que se precisan en los lugares donantes o aceptores interfieren con el normal ensamblaje 2. Consiste en sustituciones de bases de intrones que no afectan a los sitios donante o aceptor, pero crea sitios alternativos que compiten con los sitios normales.
  • 42.
    Delecciones e inserciornes Pequeñas  El numero de bases implicadas no son más de 3  Altera el marco de lectura, iniciando una insercion y una deleccion  Genera una secuencia de aa., diferentes en el extremo carboxilo  Se le denomina mutacion de cambio de marco
  • 43.
     Grandes  Sucedepor una recombinación entre copias múltiples de secuencias similares o idénticas delADN  La inserción de grandes cantidades ADN es una causa de mutación más rara que la delección
  • 44.
    Mutaciones heredadas en humanos:diferencias de género  Mujeres  Óvulo producto de 22 divisiones haploides  Entra en meiosis I y permanece suspendido, hasta la ovulación  Se especula, que cuanto más tiempo permanece en meiosis I, mayor es la probabilidad de que se produzca un error  Hombres  El espermatozoide es el resultado de 30 divisiones mitóticas y de 20 – 25 ciclos de replicación al año  Se ha calculado que aproximadamente 1 de cada 10, es portador de una mutación