Resumen de Epigenética, Mutaciones y Edición Genómica
Epigenética, Mutaciones y Edición Genómica: Guía Completa para Estudiantes
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:
- Reconocimiento y eliminación de la base dañada por una glicósilasa: se crea un sitio AP (apirimidínico/apurínico).
- Corte de la columna vertebral por una endonucleasa AP: deja un extremo 3'-OH y un 5'-desoxi-ribosa fosfato.
- Polimerasa rellena la(s) base(s) faltante(s).
- 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:
- Reconocimiento de la distorsión por factores de NER.
- Corte en ambos lados de la lesión para extraer un fragmento de la hebra dañada.
- Resíntesis del segmento por polimerasa.
- 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 |
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:
- Reconocimiento y protección de los extremos por proteínas sensoras.
- Procesamiento (limpieza) de extremos si es necesario.
- 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:
- Procesamiento de los extremos rotos para generar colas 3' monocaténicas.
- Búsqueda de homología y emparejamiento con la hebra molde.
- Extensión mediante síntesis y resolución (por ejemplo, por crossover o por s
Regístrate para el resumen completo¿Ya tienes cuenta? Iniciar sesión
Reparación del ADN
Klíčové pojmy: BER elimina y reemplaza una sola base dañada mediante glicósilasa, endonucleasa AP, polimerasa y ligasa, NER extrae un fragmento que contiene la lesión y lo resintetiza; ideal para dímeros de timina y daños voluminosos, NHEJ une extremos de doble cadena rápidamente pero puede causar indels, Recombinación homóloga (HR) usa una hebra homóloga como molde y es precisa, predominante en S/G2, Cre-LoxP permite recombinación específica del sitio para manipulación génica en tejidos, CRISPR, ZFN y TALEN generan DSB que se reparan por NHEJ (indels) o HDR (edición precisa), MMR corrige emparejamientos incorrectos y pequeñas inserciones/deleciones tras la replicación, Transposones pueden moverse e insertar en el genoma, afectando genes y estructura genómica, La elección de la vía de reparación depende del tipo de daño y de la fase del ciclo celular, Sincronizar células y proporcionar molde aumenta la probabilidad de HDR para edición dirigida