6.-mutaciones y reparacion.pdf
TRANSCRIPT
07-10-2012
1
MUTACIONES
Mutabilidad y Reparación del ADN
5 fuentes principales de mutaciones:
a) errores durante la replicación (tautómeros)
b) daño químico y físico
c) inserciones (p. ej., transposones)
d) deleciones
e) inversiones
07-10-2012
2
Los errores en la replicación y el daño al ADN tienen dos consecuencias:
a) Cambios permanentes en el ADN
(mutaciones, sustituciones)
b) Impedir el uso del ADN como molde
(transcripción, replicación)
Por lo tanto, el “reto” de la célula es doble:
a) Debe revisar el genoma a los efectos de
detectar errores en la síntesis y daño al
b) Corregir las lesiones, volviendo al estado
“original” del ADN
07-10-2012
3
La tasa global a la que surgen nuevas mutaciones espontáneamente en un sitio determinado del genoma va desde 10-6 a 10-11 por ronda de replicación; con algunos sitios en los que éstas ocurren en forma más frecuente (hotspots mutacionales) y otros en los que ocurren alteraciones a una tasa notoriamente más baja.
Los microsatélites (repetidos simples de di-, trio, tetra- nucleótidos) son secuencias en las que habitualmente ocurren mutaciones.
Ejemplos: CA, CGG, CAG.
Polimorfismo en la población, importancia para mapeo de mutaciones hereditarias que, por ejemplo, aumentan la propensión a determinadas enfermedades humanas. Ejemplos: distrofia muscular miotónica de adultos, síndrome de X frágil, enfermedad de Huntington (CAG, Gln).
07-10-2012
4
Mutación, reparación y recombinación
Las mutaciones en los sistemas
de reparación conducen a
enfermedades genética como
el xeroderma pigmentosum
07-10-2012
5
Base molecular de la mutación espontánea
Errores espontáneos durante la replicación
Las formas tautoméricas producen transiciones
Alineamiento incorrecto
Lesiones espontáneas del DNA
Despurinación (pérdida enlace glucosídico azúcar)
Desaminación (pérdida grupo amino)
Daño por oxidación: radicales hidroxilos, superóxido, peróxido
de hidrógeno
07-10-2012
6
Las formas tautoméricas son formas de las bases nitrogenadas que no poseen los grupos funcionales correspondientes a la base a la que pertenecen pudiendo ocasionar mutaciones.
07-10-2012
7
Los desplazamientos tautoméricos causan mutaciones
Las mutaciones que causan un desplazamiento del marco de lectura
07-10-2012
8
Lesiones espontáneas
1.- Despurinización del DNA
Lesiones espontáneas
2.- Desaminación del DNA
07-10-2012
9
Lesiones espontáneas
3.- Acción de los radicales libres sobre el DNA
Mutaciones inducidas
1.- Análogos de bases 5-bromouracilo -> análogo a la timina -> aparea con Guanina además de
Adenina
2-aminopurina -> análogo adenina -> aparea Timina o Citosina
07-10-2012
10
2.- Agentes químicos a) Modificación de bases inducidas químicamente (genera emparejamientos
incorrectos)
Óxido nitroso (desamina), metilmetano sulfonato (agente alquilante),…
Mutaciones inducidas
Agentes químicos
b).- Agentes intercalantes: moléculas planas que se intercalan en el DNA
Proflavina, bromuro de etidio, dioxina
07-10-2012
11
Mutaciones inducidas
3.- Agentes físicos
a) No ionizante -> UV -> Dímeros de timina
Mutaciones inducidas
Agentes físicos
b) Radiaciones ionizantes
Roturas cromosómicas - roturas de doble cadena (efectos
letales)
Apareamiento incorrecto – roturas del enlace n-glucosídico
07-10-2012
12
Agentes mutagénicos in cancerígenos
Reparación de DNA
07-10-2012
13
25
Mecanismos de reparación del DNA
26
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación directa
DNA fotoliasa: revierte los dimeros de timina - fotorreactivación
Transferasas de grupos alquilo: eliminan los grupos alquilo
generados por mutágenos (metanosulfonato de etilo,
nitrosoguanidina)
07-10-2012
14
27
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación por escisión
Reparación por escisión de bases: Son sistemas de reparación
dependientes de homología. Reparan los daños causados por
metilación, desaminación, oxidación o pérdida espontanea de
bases (Glicosilasas DNA + Endonucleasas AP +
Desoxirribofosfodiesterasa + Polimerasa + Ligasa)
28
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación por escisión
Reparación por escisión de nucleótidos: Corrige los errores
voluminosos que la escisión de base no reconoce (bloqueo de la
horquilla de replicación o del complejo transcripcional).
07-10-2012
15
29
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación por escisión
Reparación por escisión de nucleótidos: Corrige los errores
voluminosos que la escisión de base no reconoce (bloqueo de la
horquilla de replicación o del complejo transcripcional).
30
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación por escisión
Reparación postreplicativa: corrige emparejamientos erróneos
07-10-2012
16
31
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación propensa a error
Sistema SOS: evita el bloqueo en la replicación mediante la
adición de bases no específicas (E. coli)
32
Mecanismos de reparación del DNA
Recombinación a nivel molecular
Unión de extremos no homólogos - NHEJ (propenso a error)
Recombinación homóloga - SDSA (libre de errores)
07-10-2012
17
33
Mecanismos de reparación del DNA
Roturas de doble cadena
Proceso fundamental para la recombinación meiótica. Papel
esencial de la proteína SPO II (Levaduras)
34
Mecanismos de reparación del DNA
Modelo de decisión temprana
07-10-2012
18
35
Mecanismos de reparación del DNA
Modelo de Holliday
Alteraciones cromosómicas
07-10-2012
19
Las alteraciones cromosómicas corresponden en el número o en la estructura de los cromosomas
Causas:
errores durante la gametogénesis o de las primeras divisiones del cigoto
60% de los abortos ocurridos en el primer trimestre de gestación se deben a anomalías cromosómicas y un 0,5% de los recién nacidos presentan aneuploidías.
Aneuploidias autosómicas
Aneuploidías sexuales
Alteraciones cromosómicas estructurales
• Deleciones
• Duplicaciones
• Inversiones
• Cromosoma en anillo
• Translocaciones
• Inserción
07-10-2012
20
Algunas enfermedades genéticas
• Alteración Mutación Cromosoma Cariotipo
• Daltonismo P X
• Síndrome de Down C 21
• Fenilcetonuria P
• Fibrosis quística P 7
• Hemofilia P X
• P - Mutación puntual, o cualquier inserción / deleción de un gen o parte de un gen
• D - Ausencia de un gen o genes
• C - Un cromosoma entero extra, falta o ambos