Recombinación Recombinación homóloga Recombinación sitio-específico

Cómo se inicia la Recombinación?

Enzimas involucradas en la generación de la cadena sencilla con el extremo 3´OH libre sitio chi 5´GCTGGTGG3´ 3´CGACCACC5´ RecBCD helicasa y nucleasa que forman el sustrato para RecA

Filamento de Rec A

Rec A

Resolución de las uniones Holliday Ruv A se une a las cuatro hebras del intermediario de Holliday Ruv B es hexámero con actividad de ATPasa que sirve de motor para su movimiento. El consumo de ATP permite girar a la molécula Ruv C es una endonucleasa que resuelve los intermediarios de Holliday En eucariontes no se han encontrado homólogos para las proteínas Ruv, pero sí para la Rec A

La única diferencia entre los dos cromosomas Resolución de las uniones Holliday La única diferencia entre los dos cromosomas En algunos casos, la doble hélice de abajo rotará 180 o. Este proceso se llama Isomerización. resolucion isomerización

Reparación del ADN Enfermedades humanas asociadas a problemas en los mecanismos de reparación

Depurinación y desaminación de bases Sitios AP 5000 al día 100 al día

La naturaleza de las bases permite detectar mejor el daño

Citocinas metiladas al desaminarse producen timina

Dímeros de timina Exposición a radiaciones ultravioleta

Daños que pueden producir los errores en el ADN

MECANISMOS DE REPARACION 1- Sistemas de Reparación directos Enzimas que revierten directamente el daño. Por estos mecanismos se reparan: metilación de guanina, y en algunos vertebrados dímeros de pirimidína. No intervienen nucleasas ni ADN-polimerasas. Fotoreactivación (ruptura de los dímeros de pirimidinas por acción de una fotoliasa (phr) activada mediante luz visible). 2- Sistemas de Reparación Indirecta Hay intervención de nucleasas y ADN-polimerasas. Se necesita de la hebra “molde” perteneciente al mismo cromosoma o al homólogo. Reparación por Escisión (BER , NER, MMR) Reparación de nucleótidos (NER) aislados por lesión UV: necesita la otra hebra como templado (hasta 30 bp). Intervienen las endonucleasas uvrA,B,C y la helicasa uvrD. Además de foto productos, repara lesiones voluminosas (bulky) que distorsionan la conformación del dúplex y que obstaculizarían la transcripción y replicación.

 Reparación post- replicativa Reparación de bases modificadas (BER).- Repara casos de alteraciones puntuales en bases nitrogenadas (lesiones NO voluminosas) producidas por alquilación, oxidación o desaminación. Se origina un “sitio AP” y luego se retira el nucleótido “AP” y se re sintetiza la hebra)  Reparación post- replicativa Reparación del apareamiento (MMR) (“mismatch repair”): Su principal tarea es remover bases mal aparadas y pequeños “loops” introducidos por inserciones / deleciones durante la replicación una metilasa reconoce DNA recientemente replicado (dam) e intervienen las proteínas “mut” (helicasas, etc). En otros organismos pueden ser otras señales. Reduce los errores de replicación de 10-7 a 10-10 pb / replicación

… Reparación post- replicativa Recombinación Homóloga (HR) Reparación de ambas cadenas Usa ADN homólogo como templado y es altamente exacto Más activo durante la Fase S y G2 Unión de extremos no homólogos (NHEJ) No usa ADN templado y generalmente se pierden algunos nucleótidos. Más activo en la Fase G1

1)Reparación Directa de Daño al DNA Fotoreactivación Sistema de reparación activado por presencia de luz. Fotoliasa.-Detecta al DNA dañado y se une a éste. La enzima absorbe luz azul y se activa. Rompe los enlaces covalentes entre los dímeros de timina. La enzima se disocia y se separa del DNA.

2) Reparación Indrecta de Daño al DNA Reparación por escisión de Bases (BER) 1) Iniciado por DNA glicosilasa específica reconoce el daño, corta la unión glicosílica entre base y azúcar y se forma el sitio AP 2) Sitio AP reconocido por AP endonucleasa (corte 5’ de AP). 3) Fosfodiesterasa (corte 3’). 4) DNA polimerasa rellena el gap DNApol I (E.coli), DNA pol  (mamíferos). 5) DNA ligasa 2) Reparación Indrecta de Daño al DNA

Reparación por escisión de Nucleótidos (NER) Escinucleasa uvrABC realiza este tipo de reparación en dímeros de timina, otros fotoproductos y bases dañadas. Escinucleasa (246 kDa) está compuesta por tres subunidades (A, B y C) UvrA se une al DNA en la región dañada. UvrB/UvrC tienen actividad de endonucleasa y corta en los lados adyacentes de la cadena liberando un oligonucleótido La región “vacía” es rellenada por una DNA polimerasa I y sellada por una DNA ligasa. E.coliSistema Uvr ABC: Remoción de 12nt EucariontesRemoción de 24-29 nt

Reparación de bases mal apareadas(MMR) E.coli genes mut S, L, H Reemplaza hasta 1kb Metilación diferencial (dam, dcm) MutS reconoce el mismatch MutH distingue ambas cadenas Corte en GATC en la cadena no metilada Mut L coordina actividad de Mut S y H En eucariotas homólogos de proteínas Mut

Mecanismos de reparación cuando las dos cadenas se dañan

Reparación por recombinación

Reparación post-replicativa

Respuesta SOS