VARIACIÓN EN EL TAMAÑO DEL GENOMA EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN DE CROMOSOMAS

Complejidad del genoma Renaturalización del DNA genómico Genomas simples: Viral, bacteriano Sucesión continua de genes a lo largo del cromosoma

Genomas complejos: Organismos eucariotes ~30% ~0.3% ~3% ~40% ~25%

Efecto de las secuencias repetitivas en el tamaño del genoma MGR: promedio de repeticiones de secuencia en el genoma C: cantidad de DNA por genoma haploide

Mecanismos implicados en la expansión del genoma Poliploidización: Duplicación de la dotación cromosómica. Recombinación desigual: Duplicación de genes o cambio en número de secuencias repetitivas simples Replication slippage: Cambio en número de secuencias repetitivas simples Transposición: Nueva copia del elemento transponible. Telomerasa: Extensión de los telómeros

Duplicación de genes de globina mediante recombinación desigual

Evolución y organización de los genes de globina humanos

Secuencias repetitivas simples 1. DNA satélite: 5-500 pb en tándem (extensiones en el orden de las megabases, ~ 106 pb) Centrómero DNA minisatélite: 5-100 pb en tándem (~ 103-105 pb) Conservado: telómeros Hipervariable (longitud): cerca de telómeros → identificación de individuos (“fingerprint”) 3. DNA microsatélite: 1-5 pb en tándem (10-40 pb) Distribuidos de manera uniforme Longitud variable → relaciones filogenéticas

DNA satélite y organización de centrómeros Levadura : 40 kb de longitud Los centrómeros presentan 3 regiones conservadas. Regiones I y III - secuencias cortas conservadas Región II - rica en AT, sin una secuencia de consenso en particular. La región II está unida un nucleosoma que tiene una forma variante de la histona H3 (CENP-A).

Humanos : 2-4 Megabases de DNA alfoide (repeticiones de 171 bp), unidas a proteina CENP-A (variante de H3).

Uso de minisatélites hipervariables en la identificación de individuos 1. Digestión de DNA con enzimas de restricción 2. Separación de fragmentos por electroforesis 3. Transferencia de DNA a membrana 4. Hibridación con sonda con secuencia de minisatélite marcada radioactivamente

Cambio en número de secuencias repetitivas simples por recombinación desigual

Cambio en número de secuencias repetitivas simples (microsatélites) por “replication slippage” “Replication slippage”: Desplazamiento de la DNA polimerasa durante la replicación de secuencias repetitivas simples. Produce la alteración del número de repeticiones. Backward Slippage (conduce a un incremento de las repeticiones) Forward Slippage (conduce a una disminuciòn de las repeticiones)

Consecuencias funcionales En regiones no codificantes sólo produce cambio en el tamaño del cromosoma En regiones codificantes, cambios en la estructura y tamaño de la proteína codificada por esa región. Ej: Regiones de poliglutamina : (CAG)n que alteran la estructura de la proteína afectada. El incremento de trinucleótidos está asociado a varias enfermedades genéticas (ej: enfermedad de Huntington, >35 CAG)

Transposición

TELOMERASA Complejo ribonucleoproteico : subunidad proteica catalítica + RNA templado Actividad de transcriptasa reversa : sintetiza DNA a partir del RNA templado Extiende los telómeros (extremos terminales de los cromosomas)

MECANISMO DE LA TELOMERASA Secuencia minisatélite: 3’ TTTTGGGG 5’

Análisis del tamaño de cromosomas enteros Pulse Field Gel Electrophoresis (PFGE)

Principio de separación - - - + + +

Identificación de cromosoma. Localización de un gen en particular PFGE transferencia en Southern Hibridación con sondas específicas APLICACIONES DE PFGE Identificación de cromosoma. Localización de un gen en particular Análisis de polimorfismo de tamaño de cromosomas Aislamiento de un cromosoma entero (para posterior análisis por Enzimas de Restricción, etc.)

Análisis de polimorfismo de tamaño de cromosomas en Leishmania Comparación por PFGE del tamaño de cromosomas en cepas y aislamientos de pacientes de diferentes regiones del Perú Variación de tamaño por amplificación /eliminación de genes ribosomales repetidos en tándem:

Polimorfismo en cromosoma que contiene los genes ribosomales en Leishmanias del complejo Viannia.