Recombinación homóloga Recombinación sitio-específico

Recombinación

Enzimas involucradas en la generación de la cadena sencillacon el extremo 3´OH libre

RecBCD helicasa y nucleasaque forman el sustrato para RecA

sitio chi5´GCTGGTGG3´3´CGACCACC5´

Filamento de Rec A

Rec A

Ruv A se une a las cuatro hebrasdel 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 resuelvelos intermediarios de Holliday

En eucariontes no se han encontrado homólogos para las proteínas Ruv, pero sí para la Rec A

Resolución de las uniones Holliday

isomerización resolucion

La única diferencia

entre los dos cromosomas

Resolución de las uniones Holliday

En algunos casos, la doble hélice de abajo rotará 180 o. Este proceso se llama Isomerización.

Enfermedades humanas asociadas a problemas en los mecanismos de reparación

Reparación del ADN

Depurinación y desaminación de bases

100 al día

5000 al día Sitios AP

La naturaleza de las basespermite detectar mejor el daño

Dímeros de timina

Exposición a radiacionesultravioleta

Daños que pueden producir los errores en el DNA si no se reparan

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 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) Reparación de ambas cadenas 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.

Reparación por escisión de Bases (BER)

1) Iniciado por DNA glicosilasa específicareconoce 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.coliSistema Uvr ABC: Remoción de 12ntEucariontesRemoción de 24-29 nt

E.coligenes mut S, L, H

Reemplaza hasta 1kbMetilación diferencial (dam, dcm)

MutSreconoce el mismatch

MutHdistingue ambas cadenasCorte en GATC en la cadena no metilada

Mut L coordina actividad de Mut S y H

En eucariotas homólogos de proteínas Mut

Reparación de bases mal apareadas(MMR)

Mecanismos de reparación cuando las dos cadenas se dañan

Reparación por recombinación

Respuesta SOS