Resumen de Epigenética, Mutaciones y Biología Sintética

## Introducción La reparación del ADN agrupa mecanismos celulares que detectan y corrigen daños en la molécula de ADN para mantener la integridad genómica. Estos procesos son esenciales para la supervivencia celular, la fidelidad de la replicación y la prevención de enfermedades. En este material veremos los principales tipos de reparación, su mecanismo básico, ejemplos experimentales y aplicaciones prácticas. > Definición: La reparación del ADN es el conjunto de procesos celulares que detectan, eliminan y corrigen daños o errores en la secuencia o estructura del ADN para restaurar su integridad y funcionalidad. ## 1. Reparación por escisión: reparación de bases y de nucleótidos ### 1.1 Reparación por escisión de bases (BER) - Propósito: eliminar bases dañadas (por ejemplo, uracilo o bases oxidadas) conservando la hebra complementaria como molde. - Pasos básicos: 1. Reconocimiento y eliminación de la base dañada por una **glicósilasa**: se crea un sitio AP (apirimidínico/apurínico). 2. Corte de la columna vertebral por una **endonucleasa AP**: deja un extremo 3'-OH y un 5'-desoxi-ribosa fosfato. 3. **Polimerasa** rellena la(s) base(s) faltante(s). 4. **Ligasa** sella la nick, restaurando la continuidad. > Definición: Reparación por escisión de bases (BER) es el proceso que elimina una sola base dañada y la remplaza por la base correcta mediante la acción sucesiva de una glicósilasa, una endonucleasa AP, una polimerasa y una ligasa. ### 1.2 Reparación por escisión de nucleótidos (NER) - Propósito: remover segmentos cortos (p. ej., 2–30 nucleótidos) que contienen lesiones voluminosas o dímeros de timina. - Pasos básicos: 1. Reconocimiento de la distorsión por factores de NER. 2. Corte en ambos lados de la lesión para extraer un fragmento de la hebra dañada. 3. Resíntesis del segmento por **polimerasa**. 4. Sellado por **ligasa**. > Definición: Reparación por escisión de nucleótidos (NER) es el mecanismo que elimina un segmento de cadena que contiene una lesión, seguido de síntesis y ligación para restaurar la secuencia. Tabla comparativa: BER vs NER | Característica | BER | NER | |---|---:|---:| | Tamaño del reemplazo | 1 base | segmento corto (varios nucleótidos) | | Tipo de daño | bases modificadas pequeñas (p. ej., uracilo) | lesiones voluminosas, dímeros de timina | | Enzimas clave | Glicósilasa, AP endonucleasa, polimerasa, ligasa | Proteínas de reconocimiento, endonucleasas de corte, polimerasa, ligasa | Fun fact: ¿Sabías que ciertas glicósilasas reconocen de forma muy específica un solo tipo de base dañada, lo que permite a la célula diferenciar entre distintos tipos de lesión química? ## 2. Recombinación homóloga y unión de extremos La recombinación es un proceso que repara rupturas de doble cadena (DSB) usando una hebra homóloga como plantilla o, en su defecto, uniendo extremos. ### 2.1 Unión de extremos no homólogos (NHEJ) - Características: - Rápida y activa durante todo el ciclo celular. - Une directamente extremos de doble cadena sin necesidad de homología extensa. - Es propensa a pequeñas pérdidas o inserciones (indels). - Pasos generales: 1. Reconocimiento y protección de los extremos por proteínas sensoras. 2. Procesamiento (limpieza) de extremos si es necesario. 3. Unión y ligación por complejo ligasa IV-XRCC4. > Definición: NHEJ (Unión de extremos no homólogos) es un proceso de reparación de roturas de doble cadena que empalma extremos directamente, con riesgo de generar pequeñas deleciones o inserciones. ### 2.2 Recombinación homóloga (HR) - Características: - Precisa y usa una hebra homóloga como molde, por lo que preserva la secuencia original. - Predomina en fases S y G2, cuando está disponible la cromátida hermana duplicada. - Pasos generales: 1. Procesamiento de los extremos rotos para generar colas 3' monocaténicas. 2. Búsqueda de homología y emparejamiento con la hebra molde. 3. Extensión mediante síntesis y resolución (por ejemplo, por crossover o por s