n 22-10-2010 Recombinación ina Dra. Jennifer Alcaíno G. Octubre 2010 ció Cromosomas homólogos Mutación (nuevos alelos) Variación genética mb ¿Cómo ocurre en la célula? co Recombinación (nuevas combinaciones de genes) Modelo de Holliday Recombinación Homóloga (o Recombinación general) Proceso por el cual la información genética se ve redistribuida, tras el intercambio de secuencias de nucleótidos entre dos Re cadenas de DNA homólogas. Robin Holliday (1932 - ) Ph.D Genetics (Modelo ~ 1964) → Intercambio de información genética entre dos cromosomas. → Reparación de quiebres de doble hebra. → Segregación de los cromosomas en meiosis. http://www.robinholliday.com/ 1 n 22-10-2010 Modelo de Holliday (1964) Resolución estructura de Holliday ció (a) 2 cadenas dsDNAhomólogas. (b) Una hebra de cadacadena de dsDNA se corta (de la misma polaridad). (c) Los extremos libres se unen a la hebra equivalente de la doble hélice correspondiente. (Punto de intersección o ramificación). (d) Ligado (estructura de Holliday). Generación del Heterodúplice. (e) Desplazamiento del punto de intersección (“branch migration”). Extensión del Heterodúplice. Recombinante sin Entrecruzamiento (90 %) Modelo de Holliday co mb Estructura de Holliday Recombinante con Entrecruzamiento (10 %) ina (f) Resolución. Re Resolución estructura de Holliday 2 n 22-10-2010 Modelo del quiebre de doble hebra (Jack Sz os tak, Terry Orr-W eaver y Rodney ció Roths tein). 1. Corte en las dos hebras de un dsDNA (quiebre de hebra doble) y procesamiento de los extremos. 2. Invasión de la cola 3’ a DNA homólogo (sin corte). 3. Síntesis de DNA de una hebra. 4. Síntesis de DNA de la otra hebra. * Ligado (formación 2 estructuras de Holliday). Modelo de Meselson-Radding (a) Corte en una hebra en dsDNA(quiebre de hebra simple). (b) DNApol desplaza a la hebra de DNA Modelo del quiebre de doble hebra (Jack Sz os tak, Terry Orr-W eaver y Rodney Roths tein). mb que a su vez ina * Resolución. (c) invade y desplaza a hebraequivalente en el homólogo (“D-loop”). (d) La hebra desplazada es degradada. (e) Ligado: completa la estructura de Holliday y desplazamiento del punto de Re co intersección (“branch migration”). (f) Resolución. Modelo del quiebre de doble hebra Holliday (“double nick”) Meselson-Radding (“single nick”) 3 n 22-10-2010 Modelo del quiebre de doble hebra (meiosis) Conversión Génica mb http://www.youtube.com/watch?v=hpHVryxV4UU ina ció Conversión Génica co (a) Two DNA molecules. (b) Gene conversio n - the red DNA donates part of its genetic information (e-e' region) to the blue DNA. (c) DNA crossover - the twoDNAs exchange part of their genetic information (ff' and F-F'). Conversión Génica Conversión Génica No todos los eventos de recombinación llevan a la formación de “recombinantes con entrecruzamiento”. Sin embargo, los “recombinantes sin entrecruzamiento (o patch-like)” también pueden tener consecuencias genéticas. Re Conversión génica: • Un alelo se “pi erd e”, porque es remplazado por el al elo alternativo. • Transferencia no recíproca de información genética. El entrecruzamiento y la conversión génica son resultados de la recombinación. An origin of gene conversion. (a) Heteroduplexes formed by the resolution of Holliday structure or by other mechanisms. (b) The blue DNAuses the invaded segment (e') as template to "correct" the mismatch, resulting in gene conversion. (c) Both DNA molecules use their original sequences as template to correct the mismatch. Gene conversion does not occur. 4 n 22-10-2010 DSBs (Quiebres de Doble Hebra de DNA) Conversión Génica *Forma más letal de daño a DNA. ció *Mecanismos de reparación de DSBs: 1. Unión de extremos no homólogos (Non-Homologous End-Joining, NHEJ). 2. Recombinación Homóloga (HR) →Mecanismo Predominante. 1. NHEJ Quiebre de doble hebra (DSB) co mb Conversión Génica W yman y cols., 2004 ina Aylon and Kupiec, 2004 2. HR Re Conversión Génica Quiebre de doble hebra (DSB) 5 n 22-10-2010 Mecanismo enzimático de la Recombinación Quiebre de doble hebra (DSB) ció (Proteínas RecB, RecC y RecD: helicasa y nucleasa) ina Sitio chi: 5’ GCTGGTGG 3’ (Cada ~ 64 kb). Mecanismo enzimático de la Recombinación co mb RecA (Rad51): Re Mecanismo enzimático de la Recombinación Mecanismo enzimático de la Recombinación RecA (Rad51): 6 n 22-10-2010 Mecanismo enzimático de la Recombinación ina ció Mecanismo enzimático de la Recombinación co mb Mecanismo enzimático de la Recombinación Re Mecanismo enzimático de la Recombinación RuvAy B: motor dependiente de ATP Mecanismo enzimático de la Recombinación 7 n 22-10-2010 ció Mecanismo enzimático de la Recombinación ina Resolución: RuvC corta en una secuencia consenso: 5’- (A/T)TT(G/C)-3’ Mecanismo enzimático de la Recombinación Re co mb http://bcs.whfreeman.com/pierce2e/pages/bcsmain.asp?v=chapter&s=12000&n=00020&i=12020.05&o=|00PRS|00510|00570|00 520|00530|00540|00550|00560|00580|00590|00010|00020|00030|00040|0005 0|01000|02000|03000|04000|05000|06000|07000|08000|09000|10000|11000| 12000|13000|14000|15000|16000|17000|18000|19000|20000|21000|22000|23 000|99000|&ns=0 8 Bibliografía Recomendada: Klug W. S., Cummings M. R., Spencer C. A., Palladino M. A. (2009). Concepts of Genetics. Ninth Edition. Pearson/Benjamin Cummings,Inc. Griffiths A. J., Wessler S. R., lewontin R. C., Carroll S. B. (2008). Introduction to Genetics Analysis. 9 TH edition. W. H.Freeman and Company,New York. Pierce B. A. (2008). Genetics. A conceptual Approach. Third Edition. W. H. Freeman and Company, New York. Tamarin R. (2001). Principles of Genetics. Seventh Edition.The McGraw-Hill Companies. Re co mb ina Krebs J., Goldstein E.,KilpatickS. (2011). Lewin´s Genes X. Jones and Bartlett Publishers. ció n 22-10-2010 9