BIOTECNOLOGIA ANIMAL.- Manipulación del genoma por recombinación homóloga., Diapositivas de Biotecnología

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Biotecnología

Animal.

Manipulación del genoma por recombinación

homóloga.

Generalidades:

• El concepto de recombinación se emplea en el ámbito de la biología para referirse al fenómeno que tiene lugar cuando, en la descendencia, aparece una combinación genética que no se encontraba en los progenitores.
• La recombinación implica que una hebra de ADN o de ARN se divide y se vincula a una molécula de un material genético que resulta diferente. Esto hace que los descendientes dispongan de una combinación genética que resulta distinta a la de sus padres.
• Dicha particularidad, de acuerdo a la biología evolutiva, aporta ciertas ventajas a los organismos, permitiendo que eviten mutaciones que resultan dañinas.
• La recombinación general u homóloga ocurre en la meiosis I, más precisamente su profase, y tiene lugar en aquellas secuencias de ADN que son muy parecidas entre sí pero que no resultan iguales.
• La recombinación no homóloga , en cambio, acontece entre secuencias que no cuentan con una relación de homología.

Cuando la horquilla de replicación encuentra una lesión en una o ambas cadenas ( DSB , por sus siglas en inglés), porque no funcionaron los mecanismos de reparación, la horquilla de replicación se atasca.

Si el daño no se repara se pueden producir reordenamientos y aberraciones cromosómicas que llevan a la muerte celular.

El DSB es generalmente causado por especies reactivas de oxígeno generadas por el metabolismo celular o por radiaciones ionizantes.

El DSB se repara por NHEJ o por la recombinación homóloga (HR).

Los DSB son recombinogénicos.

3.1 Recombinación genética no

homóloga:

NHEJ es un mecanismo de reparación imperfecto, ya que se pierden algunas secuencias.

Esto es menos dañino que dejar los extremos libres para que inicien reordenamientos cromosomales.

Esta situación es análoga al resultado del mecanismo SOS (replicación de DNA con muy escasa fidelidad cuando el molde se encuentra dañado).

Reparación por microhomología.

Reparación por micro homología.

La proteína codificada por el gen KIA1549 pertenece a la familia UPF0606. Este gen se ha encontrado fusionado al oncogén BRAF en casos de tumor cerebral juvenil llamado astrocitoma pilocítico. La fusión resulta en un tándem duplicado de 2Mb en 7q34.

El gen TMPRSS2 codifica para una familia de serin proteasas; de las que se sabe se involucran en varios procesos psicológicos y patológicos. Se ha demostrado su sobre expresión regulada por hormonas androgénicas en células de cáncer de páncreas y su inhibición independiente de andrógenos en

Maquinaria molecular:.

1. Proteínas KU (reconoce extremos de ADN dañado).
2. DNA-PK’s (DNA proteín cinasas).
3. Artemis (DNAsa, exonucleasa).
4. Pol (polimerasa) X, μ ó λ.
5. XRCC4 (fosfoproteína nuclear pequeña).
6. Ligasa IV.

Mecanismos de NHEJ:

a) Extremos cohesivos compatibles. Complejo Ligasa IV/XRCC4.

NO hay mutación

Mecanismos de NHEJ:

c) Extremos 5´protruidos. Complejo NHEJ completo.

1. Un extremo 5’ se elimina.
2. Un extremo 5’ se rellena.
3. ligación.

SI hay mutación.

Mecanismos de NHEJ:

d) Extremos 5´protruidos. Complejo NHEJ completo.

1. Los dos extremos 5’ se rellenan.
2. Ligación.

SI hay mutación.

Mecanismos de NHEJ:

f) Extremos 5´protruidos. Complejo NHEJ completo.

1. Ligación de los extremos protruidos.
2. Relleno de DNA nuevo por micro homología.
3. Ligación.

SI hay mutación.

Mecanismos de NHEJ:

g) Extremos 5´protruidos. Complejo NHEJ completo.

1. Extensión de los extremos 3’.
2. Relleno de DNA nuevo por microhomología.
3. Apareamiento por microhomología.
4. Eliminación de extremos no compatibles.
5. Ligación.

SI hay mutación.

Procariotes.

3.1 Recombinación genética no

homóloga:

• Procariotes: recombinación genética heteróloga.
• Ocurre por fragmentos homólogos de ADN.
• Una célula dona un cromosoma o un plásmido a otra célula.
• Después debe existir recombinación homóloga (incorporación).
• Fenotipo diferente: (i) Capacidad de crecimiento en un medio en particular; (ii) resistencia a antibióticos; y, (iii) Requerimientos nutricionales específicos.
• Recombinantes: (i) número alto ó (ii) número bajo.