3. Causas de la variación genética en los humanos Flashcards
Recombinación (definición)
Proceso en el que dos cromosomas homólogos intercambian información genética durante la meiosis de eucariotas
Quiasma (definición)
Punto de intercambio durante la recombinación
SPO11 (definición)
Enzima encargada de romper la doble hebra en células gametogénicas
Estructura Holliday
Estructura en forma de cruz que se forma durante el proceso de recombinación genética, cuando dos moléculas de DNA de doble hebra se separan en cuatro hebras para intercambiar segmentos de información genética
En la reparación del DNA, (no / sí) se requiere que haya crossing over.
No
El proceso principal en la variación en la secuencia de DNA es:
La replicación del DNA
Cuál es la tasa de mutación final en los humanos?
3x10^17 mutaciones somáticas / vida
40-60 mutaciones de novo por generación
Por qué la mayoría (80%) de las mutaciones de novo son de origen paterno?
Los ovarios sufren aproximadamente 30 divisiones celulares en total.
Los espermatozoides 35 antes de la pubertad, y posteriormente 23 por año.
Como las mutaciones se fijan durante las divisiones de las células germinales, y las células del padre se dividen más, tendrán más mutaciones.
Tipos de daños al DNA
Intrínsecos: modificaciones espontáneas; mismatches, inserciones, deleciones, roturas de hebras
Agentes químicos exógenos o endógenos: provocan modificaciones de bases, roturas de hebras, aductos de DNA
Radiaciones (UV o ionizante): provocan dímeros de pirimidina, modificaciones de bases
Tipos de errores que resultan en “mismatch” de bases:
Deaminación espontánea de C –> T
Deslizamiento de hebras durante la replicación –> expansión / contracción de STRs
Errores de la polimerasa
Formación de heterodúplex durante la recombinación homóloga (lo más común)
Mecanismo de MMR (mismatch repair)
Mismatch reconocido por MSH2/MSH6
Dímero MSH2/MSH6 recluta MLH1/PMS2 y forman un tetrámero
MSH6 recluta PCNA, que induce la actividad endonucleasa de MLH1/PMS2 que provoca una mella a un lado del daño a reparar
Se crea una mella al otro lado del complejo y se elimina el trozo de DNA que contiene el daño
La DNA polimerasa delta sintetiza un nuevo trozo de DNA y rellena el hueco
DNA ligasa se encarga de reparar las mellas
Mecanismo alternativo de MMR con Exo 1
Exo 1 reconoce una mella pre-existente (por MLH1/PMS2?)
Exo 1 digiere la hebra dañada
Polimerasa delta arregla la mella y la ligasa junta la hebra
Qué ocurre si el sistema MMR falla?
Se producen más mutaciones y tenemos expansiones de microsatélites, lo cual lleva a enfermedad
Base molecular del síndrome de Lynch (cáncer colorrectal hereditario no poliposo - HNPCC)
Mutaciones en un alelo de una proteína del mecanismo MMR
Microsatellite instability (MSI) (definición)
Situación en la que el tamaño de los microsatélites puede aumentar (más común) o disminuirse
Común en tumores
Cómo se diagnostica el el HNPCC?
Análisis de la estabilidad de microsatélites cerca del promotor del oncogen o el gen supresor de tumor
Fenómeno de anticipación en enfermedades de expansión trinucleotídica CAG
Las expansiones son cada vez más largas según las generaciones continúan
Se transmite por la línea paterna, no materna
Enfermedades de expasión de trinucleótidos CAG (definición)
Enfermedades de ganancia de función causadas caundo se generan más de 40 repeticiones de CAG (glutamina) en la región codificante de genes
Primer mecanismo de la enfermedad de Huntington
Mutación en el gen H causa repeticiones CAG, dando lugar a una proteína aberrante con conformación distinta a la normal, provocando que se agregue formando fibras
Segundo mecanismo de la enfermedad de Huntington
La proteína Huntingtina aberrante (cola polyQ demasiado larga) atrae al complejo que estaba unido al promotor, interfiriendo con la expresión de genes importantes para la supervivencia de neuronas
Enfermedad de la autofagia por expansión de trinucleótidos CAG
Expansión afecta a la ataxina 3, encargada de desubiquitinar a Beclina 1 (tiene función en la autofagia). Esto causa que se degrade mucho la Beclina 1, y que haya menor autofagia, causando citotoxicidad
Enfermedades de expansión de trinucleótidos no-CAG (diferencias con las CAG)
Las mutaciones no causan enfermedad, causan un estadio previo
Las expansiones no están en la región codificante
La expansión no se da durante la replicación
Trinucleótido expandido en la enfermedad del X frágil
CGG en el UTR 5’
Trinucleótido expandido en la distrofia miotónica DM1
CTG en el UTR 3’
Mecanismo del BER
- Glicosilasa específica del tipo de nucleotido elimina la base mal emparejada
- Endonucleasa APE1 crea una mella en el sitio donde se ha eliminado la base
- DNA polimerasa beta introduce la base correcta
- DNA ligasa 3 repara la mella
Desmetilación pasiva
Por replicación del DNA se generan dos hebras nuevas desmetiladas
Desmetilación activa
No existe enzima que elimine la metilación de la 5-metilcitosina
La TET oxida la citosina para que se convierta en un nt anormal que active la BER, la cual introduce una C desmetilada
Mecanismo del NER
- DDB y XPC reconocen distorsiones en el DNA
- XPA se une a DDB y XPC
- Este complejo atrae al complejo XPB / XPD / TFIIH
- TFIIH abre la doble hélice con su actividad helicasa
- RPA se une a la hebra inferior del DNA
- Endonucleasas XPF y XPG cortan a ambos lados de la hebra dañada
- Todo el complejo se va, dejando el DNA roto y separado
- Polimerasas epsilon y delta reparan la secuencia y la DNA ligasa 1 repara la mella
Transcription couple repair (TCR) (definición)
Tipo de NER que se produce durante la transcripción de un gen en la que la RNA polimerasa II es la que reconoce el daño
Base molecular del Xeroderma Pigmentosum
Fallo en las proteínas XPG –> fallo del NER
Base molecular del síndrome de Cockayne
Fallo del transcription coupled response
Causas de la aparición de double stranded breaks (DSB)
Agentes externos (radiación) Causas endógenoas Procesos especiales (procesos de recombinación en la célula)
ATM (definición)
La primera molécula que reconoce el DSB y detiene el ciclo celular para que se pueda dar la reparación del DNA
Mecanismos de reparación de DSB
Non-homologous end-joining (NHEJ): antes de la fase S del ciclo celular
Homologous recombination repair (HRR): después de la fase S del ciclo celular
Mecanismo del NHEJ
- Dímero KU80/KU70 se une a los extremos del DSB
- Se une DNAPKcs al dímero KU80/KU70
- Se recluta la proteína artemisa, que procesa y digiere los extremos del DSB para que puedan ser ligados
- Complejo XRCC4/DNA ligasa 4 se une y sella los extremos
- DNA reparado, pero se han eliminado nts (problema si en CDS)
Mecanismo de HRR
- Los extremos 5’ del DSB son procesados y se crean 3’ overhangs por complejo RAD50
- La cromatina entera se abre, y la hebra rota entra por el lado 3’ en el cromosoma entero
- La DNA polimerasa alarga las hebras utilizando la complementaria como molde
- Formación y resolución de las estructuras de Holliday
